Задвижка клиновая: основные типы и принципы работы

Задвижка клиновая: основные типы и принципы работы

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.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое задвижка клиновая

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.

Какие типы задвижек клиновых существуют

Существуют различные виды клиновых задвижек. Их разделяют по нескольким параметрам.

По материалам изготовления

Клиновые задвижки изготавливают из чугуна, стали и цветных металлов.

• Чугунные задвижки. Их применяют чаще всего из-за надежности и низкой стоимости. Для защиты от коррозии чугунные клиновые задвижки покрывают полимерными составами.
• Стальные модели. Используются в сетях с высокими давлениями и температурами. Бывают литыми, штампованными и штампосварными.
• Изделия из цветных металлов. На производство идут латунь, титан, бронза, медь и иные сплавы. Задвижки из таких материалов используют в сетях с рабочими температурами до 200 °C.

По способу линейного перемещения клинового затвора

По этому критерию клиновые задвижки делятся на 2 типа.

1. Клиновые задвижки с выдвижными штоками. Шпиндели в таких моделях работают по принципу домкратов. При открытии штоки выдвигаются вверх вместе с затворами. Они попадают под крышки.

2. Задвижки с невыдвижными штоками. Работают по принципу съемников. Из-за конструктивных особенностей таких задвижек трудно определить позиции затворов. Поэтому для удобства эксплуатации на штурвалах таких запирающих устройств наносят информацию о количестве оборотов для полного закрытия и открытия.

По конструкциям затворов и седел

• Модели с твердыми клиновыми затворами. Это самые простые и при этом прочные конструкции. Их устанавливают в системы для транспортировки сред с небольшим содержанием твердых примесей. Задвижки с твердыми затворами отлично подходят для управления турбулентными потоками.
• Задвижки с гибкими клиновыми затворами. Представляют собой цельные диски с узкими разрезами. Они дают возможность изменения угла между седельными пластинами. Конструкция приобретает гибкость. Прочность сохраняется на высоком уровне.
• Разделительные клиновые задвижки. Такие модели имеют самонастраивающиеся посадочные поверхности. Запорная арматура этого типа лучше всего подходит для использования в системах для транспортировки газов и жидкостей (в том числе коррозионных). Температуры сред могут быть как нормальными, так и высокими.

Основная сфера применения клиновых задвижек с твердыми затворами — ЖКХ. Запорными конструкциями оснащают сети тепло- и водоснабжения. Чаще всего арматуру устанавливают в технологических колодцах. Устройства используются для отключения аварийных участков.

Задвижки с гибкими клиновыми затворами чаще всего устанавливают в системы со скоростными потоками и высокими давлениями. Конструкции подходят для применения в нефтяной и газовой промышленностях.

Как работает задвижка клиновая

Клиновидная задвижка играет важную роль в обеспечении надежной работы трубопроводов, способствующих перемещению различных сред. Механизм устройства и способ работы отличается высокой эффективностью и функциональностью.

Что представляет собой клиновая задвижка?

Трубопроводная арматура широко используется при организации технологических процессов, работе энергосистем и перерабатывающих комплексов. Клиновидные задвижки являются разновидностью арматуры, обладающие некоторыми техническими особенностями.

Седла запорных элементов располагаются под углом, а запоры представляют собой клин, который изготавливается таким образом, чтобы максимально удовлетворять технологические нужды трубопровода. Они бывают жесткими, упругими или двухдисковыми.

В любом случае, при регулировке клинья плотно входят в межседельный промежуток и надежно закрывают путь движения перекачиваемого продукта. Тип клина выбирается, исходя из технических требований, предъявляемых к используемой системе транспортировки среды.

Виды задвижек

• Фланцевая задвижка представляет собой самый распространенный вид запорной арматуры, широко использующийся в системах трубопроводов диаметром до двух тысяч миллиметров. Она находят применение как в промышленности, так и в жилищно-коммунальных трубопроводах, обеспечивающих жителей теплом, водой, газом и отводом канализационных вод. При этом они способны гарантировать качественное передвижение нефтепродуктов, пара, жидкости или других сред с давлением до 25 МПа и верхним пределом температуры 565 градусов по Цельсию. Фланцевая клиновая задвижка имеет репутацию надежного и эффективного средства регулировки и контроля.
• Шиберная задвижка не предназначается для регулировки потока транспортируемой среды. Она может находиться только в двух положениях — открыто или закрыто — и устанавливается на горизонтальных трубопроводах. Задвижки бывают с выдвижными или не выдвижными шпинделями. Кроме того, специалисты различают их по способу крепления, используя фланцевые или безфланцевые соединения. Конструктивные особенности состоят в наличии специального диска управления, гарантирующего быстрое поднятие или опускание рабочего штока. Перекрытие потока движения среде обеспечивают специальные сальники и уплотнители.
• Задвижки параллельные имеют похожую с клиновыми конструкцию. Основное отличие состоит в наличии параллельных дисков, гарантирующих надежное закрытие доступа перекачиваемого по трубопроводу материала. Достаточно простая конструкция дает возможность обеспечить трубопровод качественной арматурой по минимальной цене, при этом гарантировать долговечность и эффективность работы системы в целом. Поскольку она имеет минимальное гидравлическое сопротивление, то является главным элементом регулировки магистральных трубопроводов для работы ЖКХ.
• Задвижка шланговая обеспечивает работу транспортирующих различные среды трубопроводов. Она дает возможность быстро и максимально эффективно перекрыть движение жидкости, пара или топлива и присоединяется к трубам при помощи фланцевых соединений. Механизм представляет собой металлический корпус с расположенными внутри пережимными устройствами и специальными патрубками, гарантирующими надежность работы трубопровода, подающего топливо, пар или воду. Температура перекачиваемой среды не должна превышать 170 градусов Цельсия, а давление 1,6 МПа.

В каких случаях используется задвижка клиновая

Для идентификации задвижки с обрезиненным клином маркируют в соответствии с требованиями ГОСТ 4666-2015. Указанная информация позволяет купить модель с нужными характеристиками.

На обратной стороне корпуса зафиксирована табличка с товарным знаком производителя. На лицевой стороне маркировка сделана с помощью литья и содержит информацию о материале корпуса, DN и PN задвижки. К крышке задвижки прикреплена табличка (шильдик) с указанием:

• Наименования изготовителя и знака обращения на рынке ТС.
• Даты производства и заводского номера.
• Таблицы фигур, условного диаметра DN и номинального давления PN.

Для продолжительной эксплуатации задвижек с обрезиненным клином монтаж и техническое обслуживание должны выполняться согласно рекомендациям изготовителя и нормам проведения регламентных работ.

При установке на вертикальном трубопроводе запорная арматура размещается в любом положении, а на горизонтальном участке — кроме расположения маховиком вниз. Место монтажа выбирают таким образом, чтобы обеспечить возможность осмотра и проведения ремонтных работ. После установки перед пуском системы выполняют продувку или промывку трубопроводов. Запорная арматура должна находиться в открытом положении.

Важная информация: при эксплуатации чугунные задвижки с обрезиненным клином не должны испытывать воздействие вибрации, растяжения, сжатия, кручения и других изменений трубопровода. Для снижения нагрузок при необходимости предусматривают компенсаторы или опоры.

Какие материалы используются для изготовления задвижек клиновых

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 выбрать подходящую задвижку клиновую для конкретного применения

Многие задаются вопросом о том, как выбрать и установить клиновую задвижку, ведь именно от изначального выбора и правильности установки зависит эффективность службы данной запорной арматуры. И выбор не очень сложный, но перед тем как приступать, вам необходимо определиться с некоторыми моментами. Необходимо проанализировать возможности самой задвижки и ту среду, в которой она будет работать после установки.

Очень важно понимать, в какие условия попадает задвижка, с какими трудностями ей придется столкнуться в процессе эксплуатации. Учитывать необходимо агрессивность вещества внутри системы, давление на задвижку, температуру данного вещества или газа. Правильный выбор клиновой задвижки позволяет значительно продлить срок ее службы.

Так же перед покупкой необходимо точно рассчитать пропускную способность данной задвижки. Если будет установлена задвижка с меньшей пропускной способностью, нежели это должно быть, то она будет подвергаться более серьезным нагрузкам, а сама система буде работать не так, как это необходимо. Обращайте внимание и на такое понятие как герметичность. Для различных веществ нужен различный уровень герметичности, именно поэтому в зависимости от типа вещества внутри системы, вы должны делать оптимальный выбор задвижки.

Конечно же, очень важно соблюдать правильные размеры задвижки. Данная арматура должна иметь правильный размер, что позволит вам без труда присоединить ее к трубопроводу и обеспечить его эффективную работу. Размеры имеют очень важное значение, они не только позволяют увеличить скорость и простоту монтажа. Ведь в определенных ситуациях необходимо учитывать внешние габариты задвижки. На верхней части находиться винт для закрывания и открывания задвижки. К нему должен быть свободный доступ, он должен иметь пространство для своего хода.

Помимо всего этого необходимо учитывать дополнительную функциональность во время выбора. Если задвижка будет устанавливаться в нефтяной промышленности или в системе газоснабжения, то она должна иметь систему защиты от взрыва. Если речь идет о крупной системе водоснабжения, то задвижка должна иметь защиту от гидроудара. Так же следует обратить свое внимание на метод управления задвижкой. В большинстве случаев используется ручной способ управления, но есть возможность приобрести задвижку с электрическим или любым другим приводом. Ручная задвижка будет более дешевым вариантом, но привод позволит быстрее закрывать и открывать задвижку.

Как правильно устанавливать задвижку клиновую

Запорная задвижка должна находиться исключительно на ровном (прямолинейном) участке, на котором полностью отсутствуют изгибы. Только в таком случае можно избежать скопления транспортируемого материала в местах неровностей. В таких местах может возникать избыточное давление, что неминуемо приведет к образованию гидравлического удара, который отразится на работоспособности отдельных элементов системы.

А при первом запуске может привести и к травматизму членов установочной бригады. Во избежание подобных вариаций, понадобится установить обратный клапан в правильном месте, ведь от него будет зависеть стабильность работы всей системы.

Корреляция в показателях давления будет осуществляться в процессе эксплуатации оборудования большого диаметра. Во избежание возникновения аварийных ситуаций, следует использовать ряд специальных опор для того, чтобы избежать возможной деформации задвижек и прокладок. Для существенного снижения затрат на последующие ремонтные работы, проверка оборудования проводиться раз в полгода.

Задвижка опорного типа должна самостоятельно закрыться под воздействием давления сразу после проведения монтажных работ. Шанс возникновения поломки или трещины существенно снизится, при условии использования ключей правильного типа. Если было принято решение использовать арматуру, изготовленную из стали, она должна оставаться в открытом положении на протяжении всех монтажных работ.

Как проводить техническое обслуживание задвижек клиновых

Техническое обслуживание стальных клиновых задвижек должно проводиться в строгом соответствии с рекомендациями производителя и стандартами безопасности. Регулярное обслуживание предполагает несколько процедур, которые помогают предотвратить наиболее частые неисправности и продлить срок службы оборудования:

Техническое обслуживание стальных клиновых задвижек

Техническое обслуживание стальных клиновых задвижек должно проводиться в строгом соответствии с рекомендациями производителя и стандартами безопасности.

Регулярное обслуживание предполагает несколько процедур, которые помогают предотвратить наиболее частые неисправности и продлить срок службы оборудования:

• Проверка и очистка от пыли и грязи - это первый шаг к успешному обслуживанию. Это поможет предотвратить образование коррозии и обеспечит свободный ход задвижки.
• Проверка и регулировка уровня смазки - это важный этап, чтобы обеспечить свободный ход и предотвратить износ деталей.
• Проверка и замену изношенных деталей - это необходимо для предотвращения поломки и обеспечения бесперебойной работы задвижки.
• Проверка и регулировка позиции привода - это важно для обеспечения правильной работы задвижки и предотвращения неисправностей.
• Проведение испытаний - это обязательный этап, чтобы проверить работоспособность задвижки и обнаружить любые неисправности.

Выполнение этих процедур поможет предотвратить большинство неисправностей и продлить срок службы стальных клиновых задвижек.

• Первый шаг в обслуживании — осмотр по всему диаметру клиновых задвижек на предмет видимых повреждений, коррозии или износа уплотнительных элементов. Чистка от грязи, песка и других загрязнителей, оседающих на металлических поверхностях, предотвращает заедание механизмов и уменьшает риск коррозии.
• Регулярная смазка всех подвижных частей задвижки крайне важна для поддержания их функциональности и уменьшения износа. Использование специализированных смазочных материалов, рекомендованных производителем, обеспечивает лучшую защиту от трения и износа.
• Уплотнительные элементы играют ключевую роль в обеспечении герметичности задвижек. Их состояние нужно регулярно проверять, а при обнаружении дефектов или износа — немедленно заменять.
• Правильная настройка механизмов задвижки обеспечивает их корректную работу. Регулировка и калибровка должны выполняться согласно техническим требованиям, чтобы исключить любые возможности утечки или неправильной работы.
• Современные методы диагностики, такие как ультразвуковая проверка и визуальная инспекция с использованием эндоскопического оборудования, позволяют выявлять потенциальные проблемы до того, как они приведут к серьезным поломкам.