Фланцевые задвижки устанавливаются для регулирования напора в коммуникационных и промышленных водопроводных и газопроводных систем. Запорная арматура всегда устанавливается на трубопроводах любого назначения. В этой статье приводится информация о конструктивных особенностях фланцевых задвижек, областях применения и характерных преимуществ и недостатков. Такие элементы трубопроводов не отличаются сложной конструкцией, надежные, доступные по цене, имеют высокую продолжительность эксплуатационного периода. Такие механизмы устанавливаются для блокирования и открытия потоков содержимого трубопроводов.

1. Клиновые.
2. Параллельные.

Клиновые задвижки блокируют проходное отверстие посредством перемещения затворного элемента перпендикулярно направлению потока воды. Особенности параллельных задвижек заключаются в параллельном размещении встроенных уплотнительных поверхностей. Конструкции подобных элементов могут состоять из одного или двух дисков. Задвижки по типу движения подразделяются на несколько основных разновидностей. Крупные габариты являются основной отличительной особенностью подобных элементов.

Второй тип задвижки подразумевает использование невыдвижного шпинделя. Размер подобных изделий значительно меньше. Такие приспособления лучше всего подходят для перекачки водной среды, различных нефтепродуктов и иных материалов, не способствующих образованию коррозии. Различают стальные и чугунные задвижки. Стальные приспособления в большинстве случаев используются для газообразной и жидкой рабочей среды. Чугунные задвижки необходимы для полноценного перекрытия передвигающегося потока. Максимальная допустимая температура для эксплуатации 225 градусов.

В горизонтально расположенных системах оборудуются чугунные задвижки, в которых в вертикальном положении устанавливается выдвижной шпиндель. Управлять таким шпинделем можно в автоматическом и ручном режимах. Использование привода для регулирования работы задвижки отличается высокой практичностью.

Особенности конструкции

Несмотря на внушительное количество производимых моделей, доступных на рынке, строение фланцевой задвижки почти везде одинаковое, независимо от того, какое изделие будет устанавливаться на трубопровод. Основным действующим инструментом считается стальной диск или клин, расположенный под прямым углом по отношению к потоку воды. Когда задвижка закрывается, диск зажимается двумя седлами, при этом поток жидкости или газа полностью перекрывается, восстанавливается необходимый показатель герметичности.

Когда вентиль поворачивается, стальной диск отодвигается при помощи штока, и освобождается просвет трубопровода.

Конструкция клина в разных моделях может иметь некоторые отличия:

• Достаточно высокий показатель герметичности может быть достигнут, благодаря жесткости клина и высокой точности соответствия седел и диска;
• Двухдисковые клинья сконструированы из нескольких крепко соединенных комплектующих. Это дает возможность минимизировать шансы на заклинивание элемента, при этом конструкция остается полностью герметичной;
• Модифицированным вариантом двухдискового элемента является так называемый упругий клин. В запорную часть вставляется упругий эластичный материал. Это дает возможность увеличить показатель устойчивости к температурным перепадам и снизить вероятность возникновения дефектов в корпусе;
• Специальная защитная прослойка EPDM используется для обработки диска, который в значительной степени увеличивает устойчивость к коррозии внутренних элементов задвижки. Плотность сцепления клина с двумя седлами дает в результате хорошую герметичность;
• Задвижкой можно управлять в ручном режиме или с применением какого-нибудь привода, которые дают возможность управлять трубопроводом на расстоянии.

Подобная элементарная конструкция задвижки дает возможность обеспечить все функциональные требования рассматриваемой системы, ремонт и обслуживание элемента не представляют особой сложности.

Корпус и запорный узел

На магистральных торцах такой задвижки отсутствует резьба, на этих местах присутствует специальный фланец, конструктивные особенности которого утверждены ГОСТом 12819-80. Подобная технология дает возможность устанавливать клиновидную задвижку в трубопроводы с возможным повышением уровня давления до 200 атмосфер. Диаметр отверстия в трубе при таких показателях не должен составлять больше 400 мм. Условный проход должен соответствовать минимум 15 мм.

Верхний торец корпуса может оборудоваться специально под фланцевое соединение со встроенной системой запорного устройства. Размеры верхнего фланца определяются стандартами, установленными отдельно для каждой отрасли. Элементы корпуса такой запорной арматуры отливаются в специально изготовленных формах. Сталь и чугун считаются основными материалами для изготовления задвижек. Клиновые задвижки сконструированы так же, как чугунные.

Для жесткого затвора характерны сравнительно крупные задвижки. Именно эти приспособления используются на трубопроводах с сравнительно высоким показателем внутреннего давления. Благодаря жесткому затвору обеспечивается полноценная герметичность закрытого пропускного отверстия. Эксплуатация подобных задвижек имеет определенные особенности. При снижении температуры внешней среды устройство затвора может заклиниваться в самой раме. Только двухдисковый затвор не имеет этого недостатка. Эти запорные механизмы состоят из нескольких дисков, собранных в конструкцию V-образной формы.

Благодаря такой форме механизма, седло корпуса не нужно подвергать процедуре сверхточной обработки. Таким образом совокупная стоимость затвора снижается, расходы платежных средств на производство значительно уменьшаются. Устройство управления задвижкой состоит из таких компонентов:

1. Шток, скрепленный с дисковым затвором.
2. Маховик, способствующий вращению штока.

Основной отличительной особенностью такого устройства является высокая надежность. По этой причине подобные задвижки применяются при оборудовании промышленных трубопроводных магистралей.

Характеризующие показатели

Для задвижек характерны такие показатели:

• Рабочая среда, с которой может взаимодействовать задвижка, отличается разнообразием;
• Максимальная температура рабочей среды составляет 450 градусов;
• Показатель давления может достигать 25 Мпа;
• Диаметр может колебаться от 50 до 1200 мм.

Установка задвижек на трубопроводную систему осуществляется с применением стандартных типов фланцев или сварочных аппаратов. Способ крепления задвижек с применением сварки отличается высокой надежностью, особенно актуален при взаимодействии с агрессивными материалами, при высоком давлении рабочей среды. Показатель герметичности подобных устройств всегда на высоком уровне, поэтому возможность протечки практически исключается. К недостаткам подобного способа крепления относится сравнительная трудоемкость процедуры демонтажа в ситуации, когда требуется ремонт.

Оценка экспертов

Фланцевые соединения весьма популярны и устанавливаются на промышленных объектах в самых разных отраслях. Такой вид соединения подразумевает использование болтов, между фланками предварительно устанавливаются эластичные прокладки.

В зависимости от показателей давления эксплуатируемой рабочей среды и диаметра изделия можно отличить несколько основных разновидностей:

• Приварные плоские изделия, не имеющие выступа, изготовленные из стали. Элементарная конструкция выполняется с применением простой листовой стали. Такие приспособления устанавливаются в самых узких трубопроводных системах. На рынке присутствуют как заводские устройства, так и задвижки кустарного производства;
• Приварные задвижки с соединительным выступом используются для систем среднего диаметра;
• Задвижки из серого чугуна со впадиной или предусмотренным выступом. Такие устройства можно изготовить при наличии необходимого оборудования. Достаточный показатель герметичности обеспечивается за счет технологии соединения, при которой во впадину фланца входит ответный выступ;
• Задвижки с пазовым соединением или шипом можно изготовить исключительно в заводских условиях. Необходимый показатель герметизации обеспечивается за счет вхождения шипов в пазы.

Отсутствие каких-либо выступов в устройстве приварных фланцевых задвижек и охват всей поверхности эластичной прослойкой при зажиме. С применением плоских фланцев желательно использовать специальные упругие прокладки с низким показателем жесткости материала.

Наличие царапин и мелких повреждений на фланце нарушает качество плотности и герметичности соединения. Поскольку на фланце нет никаких выступающих поверхностей, скольжение прокладки усиливается с одновременным увеличением вероятности ее проскальзывания. Именно благодаря таким характеристикам полностью исключается возможность эксплуатации подобных устройств.

Преимущества и недостатки

К преимуществам фланцевых соединений можно отнести:

• Надежность;
• Сравнительная легкость установки;
• Возможность многократного демонтажа;
• Поток используемого вещества может запускаться в любом направлении;
• Простота конструкции и качество материалов обеспечивают высокую продолжительность эксплуатационного периода;
• Низкий показатель гидравлического сопротивления.

К недостаткам подобных соединений относятся:

1. Высокая стоимость производства по причине необходимости использования большого количества металла. Удорожание обуславливается увеличением массы фланцев, а также их толщины, количества используемых болтов для фиксацию, применением толстолистового металла.
2. Для изготовления крупногабаритных фланцев приходится использовать большие токарные станки, позволить себе которые может далеко не каждый производитель.
3. Регулировать интенсивность потока среды при помощи такого механизма невозможно. Задвижка должна быть открыта или закрыта полностью.
4. Просвет долго открывается и закрывается.
5. Строительная высота устройств очень большая. Особенно это касается механизмов с выдвижным клином. Это делает установку намного сложнее.

Также следует упомянуть основные особенности установки подобных задвижек. Диаметр фланцев на трубах и задвижке должен совпадать. Ответные фланцы крепятся к трубе при помощи сварочного аппарата. Между соединяемыми элементами размещается специальное эластичное уплотнительное кольцо.

Добавить в закладки

Задвижка как деталь водопровода

Несмотря на свою кажущуюся простоту, арматура для водоснабжения – это очень сложная конструкция, от надежности и рабочего процесса которой зависит многое. Поэтому наличие задвижек, клапанов, кранов и затворов требует пристального внимания от производителей, чтобы долговечность и прочность изделий не подводили в непредвиденные моменты. Водопроводные задвижки являются весьма важными деталями по своим функциям.

Наличие задвижек, клапанов, кранов и затворов требует пристального внимания от производителей, чтобы долговечность и прочность изделий не подводили в непредвиденные моменты.

Применяемые виды задвижек

• клиновая;
• параллельная.

В первом варианте это запорные устройства, перекрытия проходов в которых обеспечиваются сдвигами затворов перпендикулярно движущимся потокам. Они являются очень востребованными, когда по трубам транспортируется:

• вода;
• нефть;
• аммиак;
• некоторые нефтепродукты.

Поверхности уплотнения на клиновых изделиях находятся под углом по отношению один к одному. Сами же клинья бывают:

• цельные упругие;
• цельные жесткие;
• или же это два диска, покрытые при помощи высоколегированной стали. Благодаря этому осуществляется замена сальниковых набивок при устройстве либо эксплуатации.

Параллельная задвижка отличается от клиновой тем, что уплотнительная поверхность ее затвора расположена параллельно, а не с наличием угла.

• однодисковые (шиберные);
• и двухдисковые.

Отличия в имеющихся шпинделях

В задвижке с выдвижным шпинделем закрытие или открытие задвижек происходит с помощью поступательных либо винтовых движений.

Наличие разных задвижек имеет разные направления движений шпинделей. В зависимости от этих параметров, их подразделяют на 2 вида.

• выдвижной шпиндель. Т.е. закрытие или открытие задвижек происходит с помощью поступательных либо винтовых движений. В основном такая задвижка имеет довольно большие габариты;
• вращаемый невыдвижной шпиндель. Он меньше по высоте и используется при транспортировке нефтепродуктов, воды, а также других потоков, не вызывающих коррозию. Все остальные вещества транспортируют через задвижку, имеющую выдвижной шпиндель.

В качестве запорного устройства на трубопроводе используется стальная задвижка с различным Ду. Она востребована при перекрытии газообразного и жидкого потоков в условии перепада давлений.

А вот чугунная задвижка предназначена для полного включения потоков среды или же их отключения. Имеет выдержку температуры до 225°С. На горизонтальных трубопроводах чугунная задвижка устанавливается маховиками вверх, шпиндели при этом расположены вертикальным способом.

Вращаемый невыдвижной шпиндель меньше по высоте и используется при транспортировке нефтепродуктов, воды, а также других потоков, не вызывающих коррозию.

Если имеет место вертикальный трубопровод, то, соответственно, задвижка ставится плашмя и шпиндели повернуты в горизонт. И стальная, и чугунная задвижка относится к ремонтируемому изделию.

В задвижке любого Ду имеется возможность управления:

• ручного;
• автоматического (специальным электроприводом).

Второй вариант является наиболее удобным благодаря присутствию широких возможностей. При нажатии на кнопки можно остановить запорные устройства в любых промежуточных положениях. Помимо того, осуществляются автоматические отключения двигателей, когда затворы достигают крайних положений. При наличии датчика положения затворов на пульте имеется возможность посмотреть, открыт или закрыт проход.

Задвижка имеет преимущества:

• при ее применении подача транспортируемого вещества происходит в любых направлениях;
• малая строительная длина;
• способность перекрытия потоков, как жидких, так и более вязких. При этом наличие гидравлического сопротивления незначительно.

Характеристика задвижек:

• наличие довольно больших колебаний возможных диаметров Ду: от 50 до 1200;
• выдерживаемые давления до 25 МПа;
• температурные пороги до 450°С;
• рабочая среда может являться паром, маслами, нефтью, водой, щелочами, кислотами и многим другим.

Особенности стальных задвижек

Стальные задвижки в основном применяются как запорная трубопроводная арматура, запирающие элементы которой находятся в крайнем положении «закрыто»/«открыто».

Данные детали в основном применяются как запорная трубопроводная арматура, запирающие элементы которой находятся в крайнем положении «закрыто»/«открыто». Их используют в качестве регулирующих аксессуаров лишь при наличии незамкнутой гидравлической системы с присутствием номинального давления до 1 атмосферы.

Подобные изделия условно разделяются на группы по следующим характеристикам:

• виды приводов;
• расположение ходовых узлов;
• способы присоединений задвижек к трубопроводам;
• типы затворов.

Как уже говорилось выше, задвижки бывают клиновые и параллельные.

Стальная клиновая задвижка бывает:

• жесткая;
• составная.

Жесткие изделия имеют цельнолитые клинья, что дает хорошую герметичность, но если происходят высокие колебания температур среды в трубопроводах, они могут заклиниться. На это влияет термическое расширение сплавов. Чтобы избежать этого, была создана задвижка с наличием составного двухдискового запирающего элемента.

Соединение с трубопроводом задвижки осуществляется стандартными фланцами с наличием болтов или сваркой.

Соединение с трубопроводом задвижки осуществляется стандартными фланцами с наличием болтов или же сваркой. Второй метод считается наиболее прочным и надежным, используется в конструкциях с присутствием агрессивных жидкостей и больших давлений потоков рабочих сред. При этом обеспечивается хорошая герметичность и предотвращаются возможности протечек. Обладают небольшой величиной, однако при устройстве или ремонте трубопроводов с ними немного нужно повозиться.

По способам изготовления задвижки бывают:

• стальные цельнолитые;
• стальные сварные;
• стальные штампованные.

Наибольшим распространением пользуются литые детали, как самые надежные элементы трубопроводов. Преимуществом является простое использование, низкое гидравлическое сопротивление и малая длина. Недостаток в том, что им требуется длительное время для закрытия или открытия, наличие большой высоты. Ими невозможно регулировать скорость потоков рабочих сред.

Особенности чугунной задвижки

Чугунная фланцевая задвижка отличается хорошим гидравлическим сопротивлением. Является маховиком при наличии ручного привода.

Эта деталь водоснабжения широко распространена и применяется для трубопровода с условными диаметрами проходов от 5 см до 3 метров. Отличительное качество – это простая конструкция и наличие малого гидравлического сопротивления.

Чугунная фланцевая задвижка отличается хорошим гидравлическим сопротивлением. Является маховиком при наличии ручного привода, с помощью которого сдвигаются затворы вплоть до полных перекрытий просветов конструкции.

В зависимости от конфигураций, задвижки бывают:

• полнопроходные;
• суженные.

В первом варианте имеется наличие большего диаметра по сравнению с другим. Отличие и в меньшем гидравлическом сопротивлении. Поэтому суженные изделия применяются в основном в тех системах, где жидкости транспортируются с определенными скоростями.

Немаловажной характеристикой чугунной фланцевой задвижки является выдвижной шпиндель. Это способствует облегчению задач по проведению технического обслуживания, так как имеется гораздо более удобный доступ к элементам конструкции.

Но и система без выдвижных штоков имеет достоинства. Например, если необходимо наличие небольших габаритов конструкций рабочих пространств, это деталь занимает в полтора раза меньше места в сравнении с предыдущей.

Из этого следует, что отдавать выбор той или иной системе нужно с учетом определенных эксплуатационных условий. К примеру, если установлены в системах водоснабжения с постепенным снижением потоков жидкости, их корпуса испытывают воздействия высокочастотных вибраций при неполных затворах. Это приведет к быстрым износам изделий и их непригодности к дальнейшей работе. В итоге придется демонтировать всю конструкцию, при этом производить полную замену и притирку частей задвижек.

Эксплуатационный срок зависит от:

• правильной установки;
• подготовки рабочих поверхностей и среды, в которых они будут действовать.

Перед монтажом задвижек в конструкцию требуется пропарка рабочих поверхностей с помощью горячей воды (расконсервация).

Затем изделия подлежат просушке, и только после выполнения этих действий можно приступать к установке задвижек. Учитывайте, что при этом и сам трубопровод должен быть очищенным от посторонних веществ (грязь, различные примеси).

Устанавливаемые задвижки должны быть в полном соответствии с техническими параметрами, указанными в паспорте. Иначе изделие придет в негодность.

Не монтируйте задвижки маховиками вниз, потому что при их открытии пары либо жидкости могут вытечь (испариться).

Неважно, какой трубопровод не использовался бы, применение водопроводных задвижек будет являться неотъемлемым элементом конструкции в любом случае. А приведенные выше характеристики и рекомендации помогут вам при выборе той или иной детали.

Любой вид трубопровода требует наличия специальных комплектующих, что перекрывают поток рабочей жидкости. С этой целью могут использоваться краны и вентили, что регулируют расход жидкости.

Однако наиболее распространенным вариантом, особенно часто применяемым для магистральных трубопроводов, является установка запорной арматуры, основным видом которой стали чугунные задвижки. Данная трубопроводная арматура может быть легко установлена своими руками, кроме того, это один из наиболее доступных видов комплектующих.

Именно благодаря своим положительным эксплуатационным характеристикам задвижка чугунная получила широкое распространение среди населения.

Что собой представляет задвижка

Запорная арматура полностью перекрывает движение жидкости или газа в трубе, так как имеет всего два рабочих положения — открыто и закрыто. Конструкция устройства состоит из таких элементов:

• Корпус;
• Запорный элемент, что выполнен в виде клина, шибера или параллельных дисков;
• Стальной шпиндель;
• Маховик или автоматический электропривод;
• Крышка корпуса.

Выдвижной шпиндель требует особенно тщательного ухода: его необходимо регулярно чистить и смазывать.

Достоинства, которыми обладает запорная арматура для трубопровода:

• Простая конструкция;
• Компактный размер;
• Небольшое гидравлическое сопротивление;
• Стойкость к коррозии;
• Устойчивость к химическому воздействию;
• Возможность применения для различной рабочей среды;
• Длительный срок эксплуатации.

Следует также отменить некоторые недостатки, которые характерны для изделий из чугуна:

• Хрупкость;
• Высокая вероятность механического повреждения.

Для предотвращения нарушения целостности изделий из чугуна, их запрещено крутить, проворачивать, сгибать или растягивать.

По типу присоединения к трубопроводу задвижка фланцевая. Основные параметры, которым соответствует фланцевая задвижка, включают:

• Диаметр прохода трубы — от 50 до 3000 мм;
• Рабочее давление — до 1, 6 МПа;
• Температура — до 75 градусов;
• Срок эксплуатации — приблизительно 8 лет.

В зависимости от типа затвора существуют следующие виды устройств из чугуна:

• Задвижка чугунная параллельная;
• Задвижка чугунная шиберная.

В зависимости от диаметра фланцевая задвижка может быть следующих типов:

• Полнопроходная;
• Суженная.

Полнопроходная фланцевая задвижка имеет диаметр, что соответствует диаметру трубы и характеризуется наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Суженная фланцевая задвижка имеет несколько меньший диаметр. С одной стороны это незначительно увеличивает гидравлическое сопротивление, однако использование имеет также положительные стороны: уменьшает износ уплотнительных элементов и снижает крутящий момент.

В зависимости от типа управления устройством различают:

• Ручные устройства, что приводятся в действие маховиком;
• Устройства с электроприводом.

Маховики устанавливаются в устройства с малым диаметром условного прохода (до 150 мм), электропривод — во всех остальных случаях. Электропривод позволяет управлять механизмом удаленно, превосходно подходит при размещении запорной арматуры в труднодоступном месте и автоматизирует технологический процесс.

Детальная характеристика арматуры по типам затворов

Фланцевая задвижка с клиновым затвором используется для магистральных трубопроводов, что имеют достаточно высокую рабочую температуру и давление. Такой вид запорной арматуры может быть установлен для системы водоснабжения, в том числе и питьевого.

Характерной особенностью является наличие невыдвижного штока и жесткого клина. Поток жидкости перекрывается за счет уплотнения между металлическими поверхностями двух элементов. Хотя на сегодняшний день в продаже можно встретить чугунные изделия с прорезиненным клином. Тогда герметичность перекрытия потока достигается благодаря соединению металла с резиной. Клиновая запорная арматура может быть не только фланцевая, но и резьбовая.

Параллельная задвижка бывает исключительно фланцевая. Она используется для инженерных сетей с небольшим давлением воды. В качестве запорного элемента применяется диск, что, соприкасаясь с выдвижным или невыдвижным штоком, перекрывает поток в системе.

Шиберная задвижка лучше всего подходит для труб, что транспортируют сыпучие, густые и вязкие рабочие среды. Как правило, она является межфланцевой, а поэтому имеет демократичную и доступную цену.

Арматура запорная

В рубрике «Принадлежности» рассмотрим запорную арматуру. Без запорной арматуры, невозможно представить себе какую либо систему трубопроводов. Запорная арматура – это трубопроводная арматура, которая нашла широкое применение и обычно составляет до 80% от всего применяемого количества изделий. Под названием «запорная арматура» подразумевается всем нам хорошо известные вентили, шаровые краны, задвижки и так далее. При их помощи можно открывать или наоборот, закрывать движение жидкости или газов в нужном направлении или в зависимости от требования происходящего технологического процесса. Запорная арматура применяется в различных трубопроводных системах, будь то система отопления, газоснабжения, паропроводов, водоснабжения, канализации или другие инженерные системы. Без арматуры невозможно представить себе стабильную работу разнообразного оборудования, как промышленного, так и бытового назначения. Из разнообразия видов арматуры наибольшее применение получили вентили, шаровые краны, задвижки и затворы. Одними из основных параметров любого вида запорной арматуры являются: присоединительный диаметр к ответному устройству, материалы из которого изготавливается корпус и рабочая часть, скорость закрытия. Для надежного и длительного срока эксплуатации, запорная трубопроводная арматура должна обладать высокой прочностью, устойчивостью к коррозии, герметичностью и, высокой надежностью. Касательно способа монтажа, то вся запорная арматура проектируются так, чтобы ее монтаж не занимал много времени. В зависимости от области использования, арматура производятся из различных синтетических и полимерных материалов, а также чугуна, бронзы, стали, латуни, титана и алюминия.

По назначению запорная трубопроводная арматура разделяется на следующие категории: промышленная, сантехническая, судовая, по спецзаказу. Промышленная арматура делится на арматуру общепромышленную трубопроводную для особых условий работы и специальную.

• Промышленная трубопроводная арматура применяется в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Выпускается серийно и в больших количествах, предназначается систем отопления, для водопроводов, паропроводов, городских газопроводов и т.д.
• общепромышленная арматура трубопроводная для особых условий работы применяется для эксплуатации в условиях высоких давлений и температур, низких температур, на коррозионных, токсичных, радиоактивных, вязких, абразивных и сыпучих средах. К этой категории арматуры относится: коррозионно-стойкая, криогенная, фонтанная, арматура с обогревом, арматура для абразивных гидравлических смесей и для сыпучих материалов.
• Специальная арматура разрабатывается и изготавливается по специальным заказам использование и ее применение задается техническими регламентами.
• Судовая трубопроводная арматура выпускается и используется для работы в специальных условиях эксплуатации, на судах речного и морского флота с учетом специальных требований к минимальному весу, повышенной надежности, вибрационной стойкости, а также особенных условий управления и эксплуатации.
• Сантехническая трубопроводная арматура монтируется на различных бытовых приборах: газовые плиты, котлы, колонки, ванные, душевые кабинки, раковины и др. Производятся эти изделия партиями в огромных количествах на специализированных предприятиях. Она имеет небольшие подсоединительные диаметры, ее управление производится вручную, за исключением регуляторов давления и газовых предохранительных клапанов.
• По спецзаказу разрабатывается и изготавливается по специальным заказам и наличию особых технических требований. Это могут быть экспериментальные или уникальные промышленные установки. Например: арматура для АЭС.

Основные классы запорной арматуры

По своему функциональному назначению трубопроводная запорная арматура подразделяется на следующие основные классы:

• «запорную» применяется для перекрытия или остановки потока рабочей жидкости или газа с определенной герметичностью;
• «регулирующую» применяется для регулирования расхода жидкости или газа путем управления параметрами технологического процесса (давлением, температурой и др.);
• «распределительно — смесительную» применяется для распределения потока рабочей жидкости или газа по заданным направлениям или для смешивания их потоков;
• «предохранительную» предназначенную для автоматической защиты трубопроводов и оборудования от недопустимых превышений давления путем сброса излишка давления жидкости или газа,
• «защитную» (отсечную) предназначенную для автоматической защиты трубопроводов и оборудования от недопустимого или непредусмотренного технологическим процессом изменения параметров или направления потока рабочей жидкости или газа, а также для отключения потока;
• «фазоразделительную» (конденсатоотводчики, воздухоотводчики, маслоотделители) применяется для автоматического разделения рабочей жидкости или газа в зависимости от их состояния и фазы.

В данной статье мы рассмотрим запорную арматуру. Этот класс устройств, монтируется на трубопроводах, и предназначен для изменения скорости протока жидкостей или газов, вплоть до полного его прекращения. К арматуре запорной относятся:

• Задвижки;
• Вентили;
• Краны;
• Клапаны;
• Затворы.

Задвижка – это изделие промышленной трубопроводной запорной арматуры, в которой регулирующий или запорный орган затвор в виде листа, диска или клина совершает возвратно-поступательные движения перпендикулярно оси потока рабочей среды. Это наиболее распространенный тип арматуры. Задвижки можно встретить на объектах принадлежащих жилищно-коммунальному хозяйству, на объектах промышленности и различных трубопроводах. Задвижки разделяются на полнопроходные, у которых диаметр седла равен диаметру трубопровода, и усеченные, где диаметр седла меньше диаметра трубопровода Задвижки монтируются на трубопроводах с подсоединительным диаметром более 50 мм, где необходимо плавно регулировать скорость потока, чтобы предотвратить возникновение Устройство задвижки показано на (Рис.1).

Задвижка состоит из таких основных составляющих. Корпус (Рис. 1) изготавливается из чугуна или стали. На штоке (Поз. 6) при вращении маховика (Поз. 7) совершает возвратно-поступательные движения диск (Поз. 2). Крышка (Поз. 5) крепится к корпусу задвижки с помощью стяжных болтов и гаек (Поз. 4).

Такое широкое использование задвижек можно объяснить целым рядом их достоинств, среди них:

• простая конструкция;
• небольшая строительная длина;
• применяются в различных условиях эксплуатации;
• небольшое гидравлическое сопротивление.

Последнее достоинство задвижек является особенно ценным при их использовании в магистральных трубопроводах, где характерно очень высокое движение среды.

К основным недостаткам задвижек следует отнести:

• большая строительная высота (в задвижках с выдвижным шпинделем, это обусловлено тем, что полный ход затвора составляет один диаметр прохода);
• большое время, требуемое для открытия или закрытия;
• выработка уплотнительных поверхностей в затворе и в корпусе;
• сложность в проведении ремонтов при эксплуатации.

Промышленностью изготавливаются задвижки с выдвижным шпинделем или штоком, и с не выдвижным штоком. Они отличаются конструкцией винтовой пары, при помощи которой перемещается затвор. Задвижки с не выдвижным штоком имеют значительно меньший строительный размер. Благодаря симметричной конструкции задвижки могут монтироваться на трубопроводы без учета направления движения рабочей среды. Задвижки бывают клиновые и параллельные. Применяется данная арматура при давлениях от 2 до 200 атмосфер (бар). Условный диаметр составляет от 8 мм до 2 м. В системах кондиционирования и вентиляции воздуха аналогом задвижек является шибер, представляющий собой, прямоугольный металлический лист, двигающийся в направляющих перпендикулярно центральной оси воздуховода. Сейчас в связи с быстрым развитием техники и технологии задвижки все чаще стали вытесняются при прокладке новых трубопроводов изделиями для перекрытия воды с круговым движением исполнительного элемента затворами или как их еще часто называют задвижки типа «Баттерфляй».

Вентиль представляет собой регулирующую трубную арматуру, при помощи которой возможно изменять расход в трубопроводе. С помощью вентилей поддерживается необходимое давление в трубопроводе, или происходит смешивание жидкостей в заданной пропорции. Запорный элемент в устройстве размещен на шпинделе. Вращательные движения маховика в одну или другую сторону превращаются в возвратно-поступательные движения шпинделя и запорного элемента. Запорный элемент регулирует расход жидкости проходящей через него. Вращение шпинделя происходит либо вручную, при небольших усилиях, либо при помощи сервоприводов. Большинство потребителей чаще всего сталкиваются в быту с этим видом арматуры, ее можно встретить в квартирах и дачах или на загородных участках и т. п. Самым распространенным вид вентиля является проходной, который монтируется на прямых участках трубопроводов. В квартирах вентили монтируются на подводящих трубопроводах холодного и горячего водоснабжения. К основному недостатку вентилей следует отнести достаточно большое гидравлическое сопротивление. Этого недостатка нет у прямоточных вентилей, которые монтируются в тех местах трубопроводов, где недопустимо снижения расхода жидкости на его выходе. Устройство вентиля показано на (Рис. 2).

Вентиль состоит и корпуса (Поз. 1). Изготавливаются корпуса из чугуна, стали, латуни или бронзы. Чугунные вентили общетехническая запорная арматура, получившая очень широкое применение, изготавливается с фланцевым и муфтовым подключением, характеризуется небольшой ценой и легкодоступна. Стальные вентили чаще всего применяются в технологических процессах с жесткими параметрами рабочей среды, а также с высокими требованиями к надёжности, изготавливаются с фланцевым подключением. Латунные и бронзовые вентили изготавливаются в муфтовом исполнении и очень часто монтируются в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения зданий и сооружений. Подсоединение изделия к трубопроводам в зависимости от конструкции производится при помощи фланцев (Поз. 8), муфтовых соединений или приварки. На корпусе прибора всегда указывается направление протока рабочей среды (Поз. 9). Регулировка протока рабочей среды происходит с помощью золотника (Поз. 2), установленного на штоке (Поз. 5). Уплотнение штока (Поз. 4) предназначено для предотвращения протекания рабочей среды по штоку. В уплотнительном узле шпинделя, может применяться сальниковая, сильфонная или мембранная конструкция. Вращение штока осуществляется при помощи маховика (Поз. 6). Крышка (Поз. 10) уплотняется с помощью уплотнительной прокладки (Поз. 7) и крепится к корпусу вентиля при помощи болтов и гаек (Поз. 3). Такая конструкция вентиля позволяет легко проводить его ремонт в процессе эксплуатации.

Кран запорный (шаровой) – еще один из видов запорной трубопроводной аппаратуры пользующийся в последнее время очень большой популярностью и пришедший на замену вентилям. Устройство запорного крана очень простое корпус и запорный элемент, который может быть выполнен в виде шара (шаровой) или в виде цилиндра (цилиндрический) и реже всего с коническим запорным устройством. По производительности запорные краны делятся на полнопроходные или не полнопроходные. Полнопроходной шаровой кран имеет проходное отверстие равное диаметру подсоединительного. Не полнопроходной кран имеет проходное отверстие меньше по диаметру, чем диаметр подсоединительного. Запорный кран работает в двух режимах, открыт или закрыт. Основная его задача перекрывать поток рабочей среды через него проходящей. Устройство запорного крана можно увидеть на (Рис. 3)

Шаровой кран состоит из корпуса (Поз. 1) изготовленного из латуни или нержавеющей стали или пластика. Запорный элемент шар (Поз. 2) изготовлен из латуни. Из двух сторон седла уплотняются тефлоновыми уплотнительными кольцами (Поз. 3). После сборки шарового крана вся конструкция закрывается гайкой (Поз. 4) изготовленной из латуни. С помощью штока (Поз. 5) изготовленного из латуни можно управлять положением шара (открыто или закрыто). На шток насажена ручка (Поз. 6) изготовленная из стали или алюминия, которая крепиться при помощи гайки (Поз. 7).

Наиболее широко распространены шаровые краны, изготовленные из латуни и различных марок стали. Это нержавеющая сталь, сталь с содержанием молибдена и обычная углеродистая сталь. Встречаются и шаровые краны, которые изготовлены из пластика, полиэтилена или полипропилена, материалов стойких к агрессивным средам. Изделия из пластмассы обладают низкой герметичностью и чувствительны к механическим примесям, находящимся в рабочей среде. Главным же их отличием от изделий, выполненных из металла, является область применения. Пластиковые шаровые краны чувствительны к высокой температуре рабочей среды, и лучше всего их монтировать в системах холодного водоснабжения и системах горячего водоснабжения с температурой горячей воды до 65 С. Из-за большого коэффициента линейного расширения, примерно в десять раз больше чем в металлах, в системах отопления данные изделия использовать не следует. От воздействия высокой температуры на пластиковые детали шарового крана происходит их деформация и нарушается герметичность. Область применения нержавеющих кранов – это магистральные трубопроводы с диаметром от 50 мм. Они рассчитаны на работу при высоком давлении и температуре. Для бытовых целей применение нержавеющих кранов слишком дорого.

Обратные клапана – это защитная трубная арматура, которая предотвращает обратный проток жидкости или газа в трубопроводах. Назначение и виды обратных клапанов более подробно были рассмотрены

Затворы это компактная запорная арматура, изготовленная из стали или специальных сплавов, обеспечивающая высокую герметичность при закрытии. При этом проток рабочей среды можно регулировать так, чтобы он проходил в оптимальном режиме или перекрыть полностью. Данная трубопроводная арматура наиболее простая и удобная в эксплуатации и имеет доступную цену. В затворе регулирующий (запорный) элемент поворачивается вокруг оси, на которой он закреплен. Дисковый затвор типа «Баттерфляй» наиболее распространенная разновидность этого вида трубопроводной арматуры. Дисковые затворы по типу применяемых материалов для герметизации перекрытия потока рабочей среды, используются с мягким седловым уплотнением, с уплотнением металл-металл, с тефлоновым покрытием перекрывающих частей затвора. Устройство дискового затвора типа «Баттерфляй» показано на (Рис. 4)

Устройство задвижки «Баттерфляй»

Задвижка «Баттерфляй» представляет собой корпус (Поз. 1), который может быть изготовлен из стали или чугуна. Внутри корпуса находится подвижная часть, поворотный диск (Поз. 3), который поворачивается вокруг своей оси. Поворотный диск прижимается к резиновому кольцевому уплотнению (Поз. 2). Таким образом, происходит перекрытие протока рабочей среды. Для удобства монтажа в корпусе затвора имеются специальные проушины (Поз. 4). Ручка (Поз. 5) и фиксатор положения ручки (Поз. 6) используется для поворота и стопора поворотного диска в различных угловых положениях. Управлять положением затвора, в зависимости от необходимого прилагаемого усилия, можно при помощи ручки, через редуктор или с помощью электрического привода. Такие эксплуатационные свойства поворотных заслонок «баттерфляй», как простота монтажа и замены уплотняющих элементов, малые строительные размеры и вес, а также долговечность (до 100 тысяч открытий-закрытий) и относительно невысокая цена дали толчок к их массовому применению в системах отопления, водоснабжения и кондиционирования.

Способы монтажа к трубопроводу

В зависимости от способа подсоединения к трубопроводам можно выделить следующие виды промышленной запорной арматуры : муфтовая, ниппельная, арматура под приварку, стяжная, цапковая, фланцевая, штуцерная.

1. Муфтовая арматура ее присоединение к трубопроводам производится с помощью муфт с внутренней резьбой.
2. Ниппельная арматура она крепится к трубопроводам при помощи ниппелей.
3. Арматура под приварку ее монтаж к трубопроводу производится при помощи сварки. Этот способ монтажа к трубопроводу имеет как преимущества, так и недостатки. Так, качественный монтаж арматуры имеет абсолютную герметичность в соединении, сварной шов не требует обслуживания (подтяжки фланцевых соединений), но имеет определенные проблемы в случае проведения ремонта при замене элементов арматуры.
4. Стяжная арматура (межфланцевая) ее крепление к трубопроводам осуществляется при помощи шпилек и гаек;
5. Фланцевая арматура ее присоединение к трубопроводам происходит с помощью фланцев. Такой способ крепления дает возможность многократно производить монтаж и демонтаж арматуры. Очень высокая прочность монтажа и возможность эксплуатировать арматуру в широком диапазоне рабочих давлений и диаметров. К недостаткам данного способа монтажа следует отнести ослабление крепежа в процессе эксплуатации и потеря герметичности соединений, а также большую массу и габариты.
6. Цапковая арматура (американки) ее монтаж к трубопроводу осуществляется на наружной резьбе с буртиком для уплотнения при помощи накидных гаек.
7. Штуцерная арматура крепится к трубопроводу при помощи штуцеров.

Давление рабочей среды

В зависимости от условного давления рабочей среды трубопроводную арматуру можно разделить на: вакуумную, низкого, среднего, высокого и сверхвысокого давлений.

• Вакуумная (давление среды меньше 1 атмосферы)
• Низкого давления (от 0 до 16 атмосфер)
• Среднего давления (от 16 до 100 атмосфер)
• Высокого давления (от 100 до 800 атмосфер)
• Сверхвысокого давления (от 800 атмосфер).

Температурный режим

В зависимости от рабочей температуры запорную арматуру подразделяется на:

• Криогенную (рабочая температура ниже минус 153°С)
• Для холодильной техники (рабочая температура от минус 153°С до минус 70°С)
• Для пониженных температур (рабочая температура от минус 70°С до минус 30°С)
• Для средних температур (рабочая температура до 455°С)
• Для высоких температур (рабочая температура до 600°С)
• Жаропрочную (рабочая температура свыше 600°С)

Способы управления

Арматура для дистанционного управления не имеет непосредственного органа управления, а подключается к нему с помощью штанг, колонок и других устройств.

Арматура приводная управление производится с помощью привода (непосредственно смонтированного на арматуре или дистанционно).

Арматура с автоматическим управлением управление затвором производится без участия оператора, а непосредственно под воздействием параметров рабочей среды, на затвор или на датчик, или посредством воздействия на привод арматуры управляющей среды, а также по сигналам, поступающим на привод от приборов АСУ.

Арматура с ручным управлением Управление осуществляется оператором вручную дистанционно или непосредственно.

Спасибо за оказанное внимание

Задвижки шиберные – задвижки, у которых уплотнительные поверхности элементов затвора взаимно параллельны.

1.3 Задвижки шланговые