Внутренние механизмы: как работают клиновые и шиберные задвижки

Внутренние механизмы: как работают клиновые и шиберные задвижки

Шиберные задвижки из-за особенностей конструкции активно применяются на канализационных трубопроводных линиях. Основным рабочим элементом в таком устройстве является металлический шибер – это острая отполированная пластина, выполненная в форме ножа или гильотины. Шибер способен не просто перекрывать поток рабочей среды, но и обеспечивать измельчение или фильтрацию компонентов.

Рабочий элемент оснащается прочными уплотнителями, которые могут быть выполнены из различных полимерных материалов – нитриловой или кремнийорганической резины, этиленпропилендиенового каучука и не только. Задвижка снабжается штоком или шпинделем, на который рабочее давление передается вручную или с помощью автоматизированного привода. В результате шток опускается, и шиберный элемент полностью или частично перекрывает трубу.

Задвижки такого типа могут устанавливаться на трубопроводных линиях с агрессивными рабочими средами, они изготавливаются из коррозионностойких материалов. Помимо систем канализации, шиберные задвижки применяются в технологических трубопроводах на промышленных предприятиях различных отраслей. Они могут использоваться на оборудовании фонтанного типа.

Важная особенность: шиберные задвижки устанавливаются только на горизонтально расположенный трубопровод, так как ножевая пластина должна опускаться и подниматься перпендикулярно поток рабочей среды. Установка автоматических задвижек позволяет обеспечить удаленное управление различными участками трубопровода. Автоматика продлевает срок использования механизма благодаря бережному обращению при поднимании и опускании затвора.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое клиновая и шиберная задвижка

Клиновые задвижки: Этот тип задвижек характеризуется наличием затвора в форме клина, который перемещается между двумя наклонными поверхностями для перекрытия потока жидкости или газа. Клиновые задвижки могут быть жесткими, обрезиненными, двусторонними и упругими.

Жесткий клин: Эти изделия отличаются простой конструкцией, жесткостью, надежностью и герметичностью. Они требуют точной подгонки клина и уплотнений, а также могут функционировать с высокими перепадами давления. Недостатками таких задвижек являются возможные заклинивания из-за температурных перепадов, износ уплотнительных колец и сложности в ремонте.

Двухдисковый клин: Этот тип задвижек имеет два диска, соединенных разжимной деталью под углом. Такая конструкция позволяет задвижке выравниваться при примыкании к седлам, обеспечивая высокую герметичность затвора и исключая заклинивание.

Двухклиновые задвижки: Они сложнее по конструкции и более дорогие, но обладают длительным сроком эксплуатации и меньшим износом седельных поверхностей. Закрытие условного прохода не требует значительных усилий благодаря выдвижному шпинделю и кольцевым уплотнениям на дисках для повышенной герметичности.

Упругий клин: Это разновидность задвижек с двухдисковым клином, где привод разделен на две части с пружинящим элементом между ними. Такая конструкция обеспечивает лучший контакт уплотнений с седлом, и изделия не требуют высокоточной подгонки, исключают заклинивание при перепадах температур, но подвержены стиранию поверхностей клина.

Этот разнообразный выбор позволяет подобрать подходящую задвижку, соответствующую особенностям и требованиям конкретного трубопроводного проекта.

Шиберные задвижки — уникальный тип арматуры для трубопроводов

Шиберные задвижки отличаются особым расположением дискового затвора и седел, которые расположены параллельно друг другу. Этот тип задвижек работает по простому принципу — при опускании шиберного механизма, он герметично перекрывает условный проход, как бы разделяя поток среды. Шиберные задвижки широко используются в канализационных системах, трубопроводах и других трубопроводах с плотной и густой средой, которая не требует высокой степени герметичности. Еще одним преимуществом таких задвижек является их простота в обслуживании и возможность легкого ремонта.

Шланговые задвижки — необычное решение для особых условий

Шланговые задвижки представляют собой редкий тип арматуры, который отличается от других тем, что не имеет уплотнительных седел, а затворный элемент представляет собой гибкий шланг, который может сжиматься с помощью штока. Такая конструкция обеспечивает высокую коррозионную устойчивость, позволяет перекачивать вязкие и химически активные среды. Шланговые задвижки обычно применяются в трубопроводных системах с небольшим условным проходом, где основной средой являются пульпа, примеси, шлам и другие подобные материалы.

Оба типа задвижек представляют интересные решения для специфических ситуаций, и их применение может обеспечить эффективное и надежное функционирование трубопроводных систем в зависимости от требований и условий эксплуатации.

Какие материалы используются для изготовления клиновой и шиберной задвижки

Корпусные детали клиновых задвижек изготавливаются из чугуна, углеродистой и нержавеющей стали, сплавов цветных металлов.

Задвижки чугунные ─ один из наиболее «заслуженных», имеющих длительный стаж работы, типов трубопроводной арматуры, лежавший у истоков современного арматурного производства. Задвижка чугунная клиновая может иметь корпус, изготовленный из серого чугуна или высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Для защиты от воздействия внешней среды используют различные полимерные покрытия ─ эпоксидные, полиуретановые и др.

Обладающие высокой механической прочностью задвижки стальные применяют при высоких значениях параметров (давление и температура) рабочей среды и больших диаметров трубопровода. Для использования в трубопроводных системах, перемещающих агрессивные среды, используют клиновые задвижки из нержавеющей стали. Задвижка стальная клиновая может иметь литой, штампованный, штампосварной корпус.

Для изготовления корпусных деталей небольших клиновых задвижек, используемых в системах отопления и водоснабжения, а также для перемещения сжатого воздуха, жидких углеводородов и целого ряда других сред, используют медные сплавы ─ латунь и бронзу. Задвижка латунная клиновая используется при температуре до 150-200^OC.

Клин изготавливают из чугуна и стали. Он может быть обрезиненным, например, покрытым EPDM (Ethelene Propelene Diene Elastomer) ─ каучуком на основе сополимера этилена и диенового мономера. Обрезиненный клин клиновых задвижек используют с конца пятидесятых годов XX столетия.

Уплотнительные поверхности клиновой задвижки могут быть выполнены «металл по металлу», в т.ч. с использованием твердых наплавок, лазерного упрочнения, плазменного напыления. Применяются фторопластовые кольца, запрессованные в металл, или сплошные фторопластовые покрытия. Для управления коррозионно-агрессивными или особо чистыми (например, питьевая вода) средами применяется мягкое уплотнение.

Как работает клиновая и шиберная задвижка

Задвижка - это элемент трубопроводной запорной арматуры, который широко применяется в трубопроводных системах. Каждая задвижка имеет запорный элемент, который перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. При опускании запорного элемента поток рабочей среды перекрывается - положение «закрыто». При поднимании затвора поток рабочей среды перемещается без помех по трубопроводу - положение «открыто». Задвижки, как элемент трубопроводной запорной арматуры, до сих пор являются наиболее популярными в различных трубопроводных системах, таких как:

• нефтепроводы,
• газопроводы,
• системы водоснабжения, канализации и пожаротушения,
• системы химической и пищевой промышленности и многих других.

Задвижки для трубопроводов различаются по множеству параметров.
Основными параметрами, по которым различают задвижки являются:

• материал корпуса;
• тип шпинделя;
• конструктивное исполнение затвора;
• тип уплотнительных материалов затвора;
• тип привода;
• способу присоединения к трубопроводу.

Клиновая задвижка отличается от шиберной по конструктивному исполнению затвора.
По типу исполнения затвора задвижки бывают: с клиновым затвором, с клиновым двухдисковым (параллельным) затвором, с шиберным затвором.
Рассмотрим устройство и принцип работы запорного элемента клиновой и шиберной задвижки.

Клиновые задвижки
Каждый тип затвора, применяемый в задвижках, имеет свои достоинства и недостатки.
Клиновые задвижки отличаются наличием затвора клиновидной формы, расположенным между двумя наклоненными поверхностями. Принцип действия основывается на перекрытии потока рабочей среды клином, перемещающимся перпендикулярно направления потока.
Клиновые задвижки различаются по жесткости клинового затвора. Клин бывает жесткий, обрезиненный, двухсторонний, упругий.
Задвижки с жестким клином отличаются простотой конструкции, жесткостью, надежностью и герметичностью. Клин задвижки шарнирно установлен на шпиндель в верхней части крышки и спускается по корпусным направляющим. Основные недостатки задвижки такого типа — возможные заклинивания из-за температурных перепадов, износ уплотнительных колец и довольно сложный ремонт.
Задвижки с двухдисковым клином подразумевает наличие двух дисков, соединенных между собой разжимной деталью. Такая конструкция позволяет дискам самостоятельно выравниваться при примыкании к седлам, исключая возможность заклинивая и обеспечивая высокую герметичность затвора.
У таких изделий более сложная конструкция, но и более длительный срок эксплуатации. Седельные поверхности меньше изнашиваются, а для перекрытия прохода не требуется применять больших усилий. Такие задвижки оснащаются выдвижным шпинделем, могут иметь кольцевые уплотнения на дисках для повышенной герметизации проходного отверстия.
Задвижки с упругим клином представляют из себя разновидность изделий с двухдисковым клином. В таких задвижках привод затвора разделен на две части, между которыми размещен пружинящий элемент, способный деформироваться. При применении данной конструкции уплотнительные элементы могут передвигаться под углом друг к другу, обеспечивая лучший контакт с седлом. Применение в задвижках упругого клина исключает заклинивание при перепадах температур, но поверхности клина сильно стираются.
Шиберные задвижки
У шиберных задвижек в качестве запорного элемента выступает шибер.
Шибер – это в основном металлическая пластина, то есть заслонка, которая движется по направляющим и перекрывает поток рабочей среды.
Принцип работы шибера - это перпендикулярное перемещение потоку, открывая или закрывая проходное сечение.
Шиберный механизм герметично перекрывает (словно разрезает) проходное сечение за счет давления на его поверхность рабочей среды. Другими словами, шибер представляет собой заточенную пластину из прочной стали, которую можно перемещать, перекрывая полностью или частично поток рабочей среды.
Механизм шиберных задвижек таков, что они способны перекрывать поток рабочей среды и при этом измельчать или останавливать твердые и крупные частицы.
Поэтому, шиберные задвижки так же применяют для управления и перекрытия потока среды, которая имеет тяжелую и вязкую консистенцию. Шиберные задвижки легко обслуживать и ремонтировать.
С большим успехом шиберные задвижки применяются в коммунальном хозяйстве, в химической промышленности, в нефтегазодобывающей промышленности, а также в других сферах, таких как - горнодобывающая промышленность, электроэнергетика, пищевая, целлюлозно-бумажная, деревообрабатывающая, металлургическая, текстильная, в сельском хозяйстве, на очистных сооружениях и во многих других.

Какие типы механизмов используются в клиновой и шиберной задвижках

Задвижка шиберная – это устройство, обладающее простотой и эффективностью в регулировании потоков различных сред, будь то жидкости или газы. Это распространенная запорная арматура , которая может обладать электроприводом, обычно имеет чугунный или стальной корпус.

Этот тип арматуры представляет собой особый механизм, который обеспечивает перекрытие или открытие канала в трубопроводах невыдвижным штоком. Она названа "шиберной" из-за своего похожего на шибер листа, который перемещается в направлении, перпендикулярном потоку, контролируя его интенсивность.

Они воплощают принцип простоты и надежности, что делает их популярным выбором для различных промышленных и бытовых систем. Они отличаются возможностью обеспечивать полное или частичное перекрытие, а также способностью регулировать его интенсивность. Показать стандартное функционирование и рабочее состояние запорных элементов можно на примере штурвала. Штурвал служит краном, который управляет элементом для перекрытия. Благодаря своей компактности и прочной конструкции, заслонки шиберные обеспечивают долгий срок службы при минимальном обслуживании.

Использование шиберной запорной задвижки нужно для эффективного функционирования промышленных процессов, водоснабжения, канализационных и других систем. Они предоставляют операторам удобный и надежный инструмент для контроля течения сред, что способствует оптимизации систем и обеспечивает безопасность и надежность всего процесса.

Какие преимущества имеет клиновая и шиберная задвижка перед другими типами задвижек

Клиновые и шиберные задвижки объединяет общий принцип действия – перекрытие потока осуществляется при помощи запорного элемента, перемещаемого перпендикулярно потоку. Они часто находят применение в различных отраслях. Это объясняется сочетанием рядом эксплуатационных преимуществ относительно рабочих органов иных типов.

Общие достоинства клиновых и шиберных задвижек:

• низкое сопротивление потоку в открытом положении;
• отсутствие воздействия на направление потока;
• возможность использования в средах с высокой вязкостью;
• небольшая монтажная длина;
• простота конструкции.

В тоже время шиберные и клиновые задвижки имеют ряд конструктивных отличий друг от друга, ограничивающих возможность использования в определенных условиях или напротив делающих наилучшим решением в данной ситуации одной из них. Кроме того, арматура каждого типа выпускается с различными вариациями запорного органа, что также напрямую влияет на особенности её работы.

Клиновые задвижки особенности конструкции, разновидности и сфера применения

В клиновых задвижках перекрытие проходного отверстия осуществляется при помощи запорного элемента в виде заглушки, края которой расположены под углом к направлению его движения и параллельны поверхности седла, но не друг другу.

Задвижка с жестким клином обеспечивает отличную герметичность, но в то же время требует предварительной притирки взаимодействующих поверхностей. Кроме того, последние достаточно быстро изнашиваются, а под действием коррозии и высокой температуры рабочий орган может заклинить в положении «закрыто». Вышеперечисленных недостатков лишены задвижки с упругим клином и двухдисковые клиновые задвижки. В них рабочий элемент имеет составную конструкцию, обеспечивающую плотное прижатие к седлу даже без предварительной подгонки.

Применение клиновых задвижек обоснованно в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичное перекрытие сечения трубопровода. Они активно используются в системах водоснабжения, а также при транспортировке углеводородов и агрессивных сред, не разрушающих уплотнитель и корпус арматуры. Их не следует применять для перекрытия потока кристаллизирующейся или содержащей твердые частицы средой.

Шиберные задвижки особенности конструкции, виды и области применения

Шиберные задвижки оснащаются затвором в виде пластины или диска, располагающийся перпендикулярно трубопроводу и полностью перекрывающему его при закрытии. Уплотнительные поверхности расположены по обе стороны строго параллельно относительно друг другу, поэтому данную разновидность запорной арматуры также называют параллельной.

В зависимости от формы и конструкции запорного элемента различают ножевые, однодисковые и двухдисковые шиберные задвижки. Последние способны обеспечить наилучшую герметичность при закрытии. Если же основным требованием, предъявляемым к арматуре, является способность выдерживать перепады давления и температуры, то целесообразно использовать ножевые и дисковые.

Шиберные задвижки могут эффективно использоваться в тех случаях, когда необходимо обеспечить быстрое перекрытие сечения и отсечь поток с различными нетвердыми включениями. К примеру, их активно применяют в системах водоотведения и транспортировки иных сред, загрязненных посторонними механическими примесями, сыпучих материалов, а также в системах вентиляции и дымоходах. В отличие от клиновых, их можно использовать для регулирования расхода путем частичного перекрытия трубопровода.

© 2024 ТПФ ООО "Мастерпром", все права защищены.

Какие факторы влияют на эффективность клиновой и шиберной задвижки

В клиновой задвижке плоскости запорного элемента и уплотнительные седла расположены под углом друг к другу. Клин может быть жестким или состоять из двух дисков, соединенных между собой.

Задвижка с жестким клином отличается более простой конструкцией, однако не лишена некоторых недостатков. Для герметичного перекрытия рабочей среды угол клина и уплотнительных седел должны точно совпадать. Для движения шпинделя требуются значительные усилия, а перепад температур может вызвать деформацию запорного элемента и заклинивание задвижки.

Дисковая задвижка не требует такой точности совпадения углов клина и седел, поскольку затвор обладает некоторой возможностью самовыравнивания или самоустановки. Движение шпинделя в дисковой задвижке легче, чем в устройстве с жестким клином, но такая конструкция отличается большими размерами.

Задвижка с упругим клином обладает еще большей способностью к самовыравниванию, поскольку в ней диски затвора соединены между собой упругим элементом. Устройство такой задвижки позволяет герметично перекрывать рабочую среду даже если угол посадочных седел не точно совпадает с углом клина. Такая запорная арматура обладает большей надежностью чем устройство с жестким клином и меньшими размерами, чем обычная дисковая задвижка.

Параллельная задвижка представляет собой вариант клиновой задвижки, у которой диски клина и уплотнительные седла расположены параллельно. Такая конструкция задвижки значительно снижает вероятность заклинивания в закрытом положении. Подобные запорные устройства часто применяются в трубопроводах, подверженных перепадам температур.

Тип клина выбирается производителем задвижки исходя из ее эксплуатационных характеристик. Так, задвижка 30ч6бр, Ду 50, как правило, имеет дисковый параллельный клин.

Как регулировать усилие, необходимое для открывания клиновой и шиберной задвижки

Как шиберные, так и клиновые задвижки имеют похожий набор основных компонентов. Несмотря на то, что конструкции отличаются друг от друга, их редко используют в качестве регулирующего устройства. Это связано с тем, что частично закрытый затвор создает внутри трубопровода вибрации, которые могут стать причиной выхода из строя корпусной части задвижки. Материал изготовления подбирается для каждой модели индивидуально с учетом того, в каких условиях арматура будет использоваться.

Основные элементы, входящие в состав задвижек:

1. Корпус. Обычно изготавливается из прочного металлического сплава стали или чугуна. Может быть цельнолитым или сварным.
2. Запирающая деталь. Этот элемент выполняют в виде толстой металлической пластины, которая имеет острые края. Внешне она может напоминать шибер или клин.
3. Уплотнительный компонент. Он обеспечивает надежность конструкции при перекрытии потока, изготавливается из стали или синтетического материала.

Независимо от вида задвижки, при ее эксплуатации следует соблюдать определенные правила, чтобы исключить риск гидравлического удара. Для этого открытие и закрытие должны выполняться медленно.

Еще одно важное различие между шиберными и клиновыми запорными деталями – сфера применения. Первые чаще всего являются составной частью очистных сооружений и трубопроводов на предприятиях химической, горнодобывающей и других промышленных отраслей. Вторые в основном применяются в системах водораспределения в коммунальных сетях.

Как выбрать подходящую клиновую и шиберную задвижку для своего автомобиля

Несмотря на высокий уровень надежности, клиновые задвижки подвержены ряду типичных неисправностей, каждая из которых требует определенных методов диагностики и ремонта. Основные из них:

• Износ сальникового уплотнения. Длительная эксплуатация или агрессивная рабочая среда могут привести к износу сальникового уплотнения. Это проявляется в виде утечек, что может вызвать не только потери рабочей среды, но и снижение эффективности всей системы.
• Заедание клина. Клин может застревать в закрытом или открытом положении вследствие коррозии, накопления отложений или механических повреждений корпуса задвижки. Такая неисправность значительно затрудняет управление задвижкой и может стать причиной аварийной ситуации на производстве.
• Повреждение корпуса и затвора. Корпус или затвор задвижки могут получить повреждения в результате механического воздействия, коррозийных процессов или из-за производственного дефекта. Такие повреждения часто требуют сложного ремонта или полной замены компонента.
• Нарушение герметичности фланцевых соединений. Фланцевые соединения задвижки могут терять герметичность вследствие неправильной установки, повреждения уплотнительных прокладок или из-за деформации фланцев. Это ведет к утечкам и ухудшению общей эксплуатационной надежности системы.
• Износ ручного или автоматического привода. Приводы задвижек, будь то ручные или автоматизированные, могут выйти из строя из-за износа или неисправности механических компонентов, электрических или пневматических элементов управления.