Задвижка в разрезе. Клиновая задвижка: виды и назначение

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.

Шиберная задвижка в разрезе. Принципы работы популярных видов задвижек и их устройство

Задвижки являются одним из важнейших элементов в трубопроводе. Их принцип работы основан на перекрытии потока газообразных и жидких сред посредством изменения площади проходного сечения в системах, сооружённых из труб диаметром 50 — 2000 мм, функционирующих при диапазоне рабочих давлений от 4 до 200 кгс/см2, температурах среды не выше 565 ºС.

Выпускается много разновидностей задвижек, имеющих конструктивные особенности и рассчитанных на эксплуатацию в средах с разным уровнем агрессивности, температурным режимом.

Обычно необходимость установки запорной арматуры того или иного вида продумывают ещё на этапе проектирования трубопровода. Так как от правильного выбора конструкции, качества её сборки, соответствия изделия определённым параметрам и стандартам, напрямую зависит надёжность и безопасность всего инженерного сооружения.

Общие принципы работы

Существует множество конструктивных типов запорных устройств, обеспечивающих плавное перекрытие потока. Что касается задвижек, то их принцип работы на трубопроводе основан на перпендикулярном перемещении запирающего или регулирующего органа относительно оси потока содержимого в системе вещества.

Конструктивно задвижка представляет собой цельный литой или сварной корпус, который удерживает во внутренней полости определённую часть рабочей среды.

Для присоединения к процессу он оснащается входным и выходным патрубками с концами под монтаж фланцев , муфт , для цапковых или штуцерных соединений, а также под приварку.

Корпусные детали изготавливаются из чугуна, разных марок стали или цветных металлов, покрываются для защиты от коррозии со всех сторон эпоксидным покрытием.

Внимание! Чугунные устройства 31ч6бр могут использоваться как для запирания, так и для регулирования расхода, движущегося на достаточно большой скорости потока среды, стальные изделия имеют запирающий орган, который может находиться только в крайних положениях «закрыто» — «открыто», применяются для отсекания потока.

Внутри корпуса размещается затвор, состоящий из подвижных и неподвижных элементов (2-х кольцевых сёдел), которые в совокупности образуют площадь проточной части и плотное соединение всех деталей, препятствующее протеканию рабочего вещества. Подвижная часть затвора в зависимости от модификации задвижки различается по форме.

В основном запорный орган имеет вид:

клина;
прямоугольной пластины (шибера);
диска (одного или двух).

В момент перекрытия прохода усиливается давление среды, воздействующее с одной стороны на затворный узел с довольно значительной силой, которая затем передаётся на уплотнительные плоскости сёдел и затвора.

Задвижка в разрезе на чертеже. Как работает задвижка: устройство и принцип действия

Задвижки – очень популярный и распространенный тип запорной арматуры. Благодаря своей надежности и простой конструкции они востребованы на транспортных и технологических трубопроводах с самыми разнообразными рабочими средами. В зависимости от конструктивного и материального исполнения, задвижки могут использоваться в системах с рабочими давлениями до 25 МПа и температурами до +565 °С. Далее описана конструкция и принцип работы задвижек, приведена их классификация, а также отмечены особенности разных модификаций данной арматуры.

Из чего состоит задвижка?

Главные конструктивные элементы арматуры:

корпус;
крышка;
затвор;
резьбовая пара (шпиндель и гайка);
сальниковое уплотнение;
маховик (или другой управляющий элемент).

Устройство задвижки очень простое. Ее основу составляют корпус и крышка – именно они образуют полость, по которой движется рабочая среда. В полости арматуры находится затвор и (у части задвижек) механизм, обеспечивающий его передвижение, – резьбовая пара. Запирающий элемент движется перпендикулярно оси потока: опускаясь, он перекрывает просвет трубы, а поднимаясь, открывает. Механизм передвижения максимально простой – при вращении маховика вращается шток (шпиндель), который связан с запирающим элементом напрямую или через гайку. Вращательные движения маховика преобразуются в поступательные движения затвора.

Для герметичного перекрывания потока в корпусе задвижки обычно предусмотрены седла с уплотнительными поверхностями. Когда затвор опускается, он плотно примыкает к седлам, не позволяя среде проходить через полость задвижки. У корпуса также есть два конца для присоединения к патрубкам трубопровода. Они могут быть оснащены фланцами, резьбой или фаской для приварки. В месте выхода штока наружу находится сальник, который предотвращает утечку среды из задвижки.

Маховик – самый простой и распространенный орган управления задвижкой. На трубопроводах больших диаметров, где для перемещения затвора необходимо серьезное усилие, используются дополнительные устройства – механические редукторы, электро-, гидро- и пневмоприводы.

Для изготовления корпусных деталей задвижек чаще всего используется:

чугун;
сталь (легированная или нержавеющая).

Затвор, как правило, изготавливают из стали, которая лучше переносит работу в потоке среды. От материального исполнения арматуры зависит возможность ее применения с различными средами – неагрессивными или агрессивными, холодными или перегретыми. При этом задвижки (за редкими исключениями) используются только для полного перекрывания трубопровода и не подходят для регулировки потока. Если затвор оставить в полуоткрытом положении, он деформируется под давлением среды, что приведет к заклиниванию арматуры.

Типы задвижек

Общий принцип работы задвижек сходный – затвор, отсекающий поток среды, движется перпендикулярно этому потоку. Но существует несколько типов арматуры, которые отличаются конструкцией запирающего элемента и расположением резьбовой пары. Различают такие типы задвижек:

Клиновые (с жестким, двухдисковым или упругим клином).
Параллельные.
Шиберные.
Шланговые.

В зависимости от расположения ходового узла задвижки подразделяют на два типа:

с выдвижным шпинделем;
с невыдвижным шпинделем.

Устройство клиновых задвижек

В такой арматуре затвором выступает клин, а седла в корпусе расположены под углом. При закрывании задвижки клин опускается в пространство между седлами и плотно прилегает к ним, обеспечивая высокую герметичность перекрывания. Клин может иметь разную конструкцию:

Жесткий клин – металлическая пластина, сужающаяся книзу. Для надежного и герметичного перекрывания потока при изготовлении задвижки жесткий клин очень точно подгоняют под форму седел. Такой затвор очень прочный, но из-за своей жесткости может заклинивать при колебаниях температуры или давления среды. Кроме того, уплотнительные поверхности здесь довольно быстро изнашиваются.
Двухдисковый клин представляет собой более сложное устройство – он состоит из двух плоских дисков. Диски жестко скреплены между собой под тем же углом, под которым расположены седла в корпусе. В таких задвижках нет необходимости в идеальной подгонке клина под седла, так как элементы затвора способны частично «самоустанавливаться» во время его опускания. Эта особенность обеспечивает и повышенную герметичность перекрывания. Также задвижки с двухдисковым клином меньше подвержены заклиниванию и износу уплотнительных поверхностей.
Упругий клин состоит из дисков, скрепленных не жестко, а посредством упругого элемента. У такого затвора более простая конструкция, чем у двухдискового, но и возможности «самоустановки» меньше. При этом упругий клин также прощает некоторые погрешности при подгонке седел, он проще в изготовлении, чем жесткий затвор.

Задвижка в разрезе с электроприводом. Устройство электропривода задвижки

Клиновая задвижка по праву считается одним из наиболее распространенных и востребованных типов запорно-регулирующей арматуры.

Перекрывание течения рабочей среды осуществляется посредством клина, который перпендикулярно опускается между двумя седлами. Угол клина и угол седел должен быть идентичным.

Клин может приводиться в движение от гайки, которая крутиться вручную, или от привода. Наиболее практичным и удобным из сегодня существующих приводов является электропривод. Ему посвящена данная статья.

Обратите внимание

Электропривод представляет собой сложный многокомпонентный механизм, целью которого является поступательно-возвратное воздействие на шпиндель запорной арматуры.

Шпиндель, соответственно, соединен с запорным элементом (клином).

Электропривод может использоваться не только для перевода арматуры между режимами «закрыто», «открыто», но и для регулирования положения (напора среды), для диагностики и определения положения, прочее.

Устройство электропривода задвижки включает в себя: • электродвигатель. Является, пожалуй, главным компонентом привода. Выступает в качестве источника движения. Сегодня в приводах арматуры чаще всего используются электродвигатели переменного тока; • редуктор. Преобразует и передает вращение электродвигателя на шпиндель арматуры; • концевые и промежуточные выключатели.

Первые срабатывают при достижении шпинделем конечных положений «открыто», «закрыто». Промежуточные срабатывают при заданном положении запорного элемента (клина); • указатель положения и датчики привода. Указатель позволяет узнать степень открытости арматуры. Датчик выполняет схожую функцию, однако передает информацию на удаленные электронные устройства.

Это позволяет осуществлять дистанционное управление арматурой;

• блок управления. Позволяет реализовывать дистанционное управление посредством цифровых интерфейсов. Можно объединять приводы в сеть, если того требует технологический процесс.

Устройство электропривода задвижки также имеет крепления к арматуре (обычно используются фланцы), электрические соединения, разъемы для подключения к промышленной сети (там, где развита АСУ ТП).

Виды электроприводов задвижек

Важным моментом эксплуатации электроприводов является безопасность. В первую очередь это касается взрывоопасности: • рабочей среды; • технологических процессов на предприятии;

• окружающего пространства в общем.

По взрывоопасности существует два основных типа приводов:

• общепромышленные. Они используются на взрывобезопасных производствах. Здесь устройство электропривода задвижки оборудуется пылевлагозащитой, защитой от коррозии. Также учитывается максимальный перепад температур в окружающей среде. Чем сложнее условия эксплуатации, тем сложнее конструкция. Вместе с тем производитель старается не перегружать устройство электропривода задвижки излишними деталями, чтобы это не сказалось на производительности. Такой тип привода используется для любых негорючих сред (жидких, газообразных, абразивных);

• взрывозащищенные. Здесь устройство электропривода задвижки сложнее общепромышленных. В частности, применяется электрооборудование, которое безопасно контактирует с горючими средами (неспособное вызвать взрыв). Может использоваться муфта ограничения крутящего момента. Используются в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей промышленности, на шахтах, рудниках.

Монтаж электропривода

Установка электропривода сложнее установки задвижки. Чтобы смонтировать арматуру в трубопровод, достаточно соединить фланцы или приварить. Для монтажа электропривода необходимо знание принципиальной схемы электросети на предприятии, правильный подвод проводов и правильное подключение в соответствии со всеми нормами.

Особое внимание следует уделять подключению информационного кабеля, по которому информация подается на блок управления. Устанавливать электропривод можно не только непосредственно на задвижке, но и на некотором отдалении от нее. Такая возможность значительно облегчает жизнь в труднодоступных неудобных местах.

Доверять монтаж рекомендуется квалифицированным специалистам, которые знают устройство электропривода задвижки.

Завод «Адмирал» занимается изготовлением задвижек для различных сфер применения. Мы предоставляем услуги по доработке под конкретный объект, а также выполняем индивидуальные заказы.

Задвижки могут комплектоваться электроприводами/редукторами по желанию заказчика. От правильности выбора зависит надежность и длительность бесперебойной эксплуатации задвижки.

На наших задвижках используются электроприводы производства AUMA и Тулаэлектропривод. Данные компании пользуется репутацией надежных поставщиков электротехнической продукции.

Срок службы колеблется от 5 для червячных, ползунковых до 12 – для цилиндрических.

Клиновая задвижка в разрезе. Разновидности клиновых задвижек

Типы напрямую зависят от схемы задвижки клиновой. В рабочем положении она может находиться в следующих состояниях:

Твердые клиновые действия задвижки используются чаще всего. Они отличаются простотой и прочностью. Запчасть работает даже с высоким давлением и не пропускает жидкость с твердыми элементами. Запорная арматура нормально функционирует в турбулентном варианте потока.
Закрытию задвижки может способствовать гибкий затвор в виде клина. Благодаря ему удается изменять напор в системе. Гибкость необходима для предоставления необходимого уровня прочности. Если разрез углубляется и увеличивается, то данная характеристика заметно снижается.
Устройство клиновой задвижки с выдвижным механизмом может также иметь посадочную поверхность с самостоятельной настройкой. Она подходит для транспортировки газов и жидкости. Дополнительно наносится слой от коррозии. Эксплуатация может проводиться в нормальном режиме даже при высокой температуре.

Классификация производится также, исходя из конструкции пробки и корпуса. При этом внимание обращается на характеристики затвора:

Элементы задвижки и заглушки с твердым клином активно используются при создании средств коммуникации. Как правило, их размещают в специальных колодцах, на участках с повышенным риском аварий. Поток удерживается благодаря качественным соединительным элементам. Однако предварительно потребуется правильно выбрать материал, который используется для изготовления.
Упругий клин устанавливается на трубопроводах. Его свойства не страдают даже от высокого давления в системе. Конструкция используется в нефтегазовой промышленности. Представлен широкий модельный ряд. Выбор варианта задвижки напрямую зависит от давления, которое будет создаваться в рабочем режиме.

Задвижка в разрезе клиновая. Задвижка – общий вид и комплектация

На рисунке ниже изображена клиновая задвижка .

Рис. 1

Чтобы перекрыть рабочую среду в трубе, задвижка оснащена клином (14), который перемещается в одно из крайних положений за счет вращения маховика (1). Для передачи и преобразования вращательного движения маховика в поступательное на клин, установлена резьбовая пара «гайка-шпиндель» (3,5).

Клин образован двумя дисками, на которые по кругу нанесен уплотнитель (15).

Шпинделем называется вал, имеющий правые или левые обороты вращения и имеющий резьбу. На шпинделе задвижки , представленной на рис.1, резьба накатана не по всей поверхности. Конструкция предполагает поступательное движение клина и, соответственно, шпинделя. Поэтому последний в технической документации может называться штоком.

За счет постоянного взаимодействия штока с сальниковой набивкой (6) и рабочей средой, нужно уметь правильно выбрать (для конкретной среды) материал этих деталей. Поэтому при заказе уточняется, из какой стали делают шток задвижки а также тип уплотнителя сальника.

Кроме сальника, уплотнитель (12) используется во фланцевом соединении корпуса (13) с крышкой (8). Для герметичной затяжки фланца применяют типовые шпильки (9) и гайки (7).

Для присоединения задвижки к трубе, используются патрубки, укомплектованные фланцами (16). А вот для фиксации грундбуксы применяют откидные болты (10), фиксированные штифтами (11).

Остальные компоненты задвижки :

2 – стопорное кольцо приводной гайки;
4 – упорные и опорные подшипники

Заводы трубопроводной арматуры выпускают модели задвижек для разных сред. Но и в одинаковых моделях при изготовлении одной детали могут использоваться разные материалы. Далее познакомимся:

с ходовыми моделями задвижек ;
способами их изготовления;
и используемыми при этом материалами.

Информация будет полезна для отдела закупок, снабжения и главных технологов предприятий.

Задвижка в разрезе чертеж. Запорная арматура

Запорная арматура.

1. Определение.

2. Классификация.

3. Типы запорных элементов:

3.1 Кран;

3.1.1 Шаровый Кран

3.1.2 Конусный кран

3.2 Запорный клапан;

3.2.1 Сальниковая арматура

3.2.2 Сильфонная арматура

3.2.3 Мембранная арматура

3.3 Задвижка;

3.3.1 Виды задвижек

3.3.1.1 Клиновая задвижка

3.3.1.2 Жеский клин

3.3.1.3 Двухдисковый клин

3.3.1.4 Упругий клин

3.3.2 Паралельная задвижка

3.3.3 Шберная задвижка

3.3.4 Шланговая задвижка

3.3.5 Задвижка с выдвижным шпинделем

3.3.6 Задвижка с не выдвижным шпинделем

3.4 Дисковый затвор (Заслонка)

4 Разновидности арматуры по присоединению:

4.1 Фланцевое присоединение арматуры;

4.2 Арматура под приварку;

4.3 Резьбовая арматура;

4.3.1 Муфтовая арматура

4.3.2 Штуцерная арматура;

4.4 Цапковая арматура.

1. Определение

Запорная арматура вид трубопроводной арматуры, предназначенный для перекрытия потока среды. Она имеет наиболее широкое применение и составляет обычно около 80% от всего количества применяемых изделий. К запорной арматуре относят и пробно-спускную и контрольно-спускную арматуру, используемую для проверки уровня жидкой среды в ёмкостях, отбора проб, выпуска воздуха из верхних полостей, дренажа и т.д.