Основные типы задвижек для трубопроводов, их устройство и монтаж

Характеристика и преимущества работы арматуры

Управление запорной арматурой данного типа может осуществляться как вручную, так и автоматически. При наличии в системе трубопровода с большим диаметром применяются только задвижки с управлением электрического типа.

Характеристика задвижек для трубопровода:

• Способность работы со средой достигающих высоких температурных показателей (до 565˚С);
• Максимально допустимое давление достигает 25 МПа;
• Диаметр задвижек находится в пределах: от 4 см до 200 см.

Преимущества задвижек перед другими типами запорной арматуры заключается в следующем:

• Перемещение вещества может выполняться в различном направлении;
• Герметичность, которая способствует сохранению показателя скорости и давления на должном уровне;
• В рабочих условиях такая арматура создает небольшой показатель гидравлического сопротивления;
• Конструкция устройства очень проста и примитивна, что значительно снижает вероятность поломки;
• Параметры арматуры не громоздкие, поэтому монтаж и последующее обслуживание системы не доставит проблем.

Схема автоматического режима

Автоматическая схема управления задвижкой происходит без вмешательства в процесс оператора. Чтобы включить этот режим, перемещают переключатель 1ПУ в положение «Автомат». Также нужно передвинуть тумблер ВК во включенное положение. Выключатель 1ВБ нужно выключить, а 2ВБ — включить.

Команда подается в зависимости от величин параметров при помощи замыкания контактов 1РК или 2РК. Сигнал включает реле 1РП или 2РП. После этого магнитные пускатели получают соответствующую команду. Они выполняют либо полное открытие, либо полное закрытие задвижки. Контролируют команды благодаря загоранию ламп ЛО, ЛЗ.

В схему включен переключатель коррекции момента. Для обозначения действия применяется световая индикация. В некоторых моделях предусмотрен термовыключатель для защиты от перегрева. Они дополнительно оснащаются системой автоматического сброса. Ее следует подсоединить, чтобы сохранить гарантию на аппаратуру.

Соединение с трубопроводом и монтаж

На магистрали задвижки монтируются при помощи типовых фланцев с болтами или методом сварки. Сварные соединения считаются более прочными и качественными, такой способ подключения используется в трубопроводах с большим давлением, поскольку обеспечивает хорошую герметичность и снижает риск протечки.

На горизонтальных линиях водоснабжения устройства собирают маховиком вверх. На вертикальных трубопроводах они устанавливаются так, чтобы шпиндель находился в горизонтальном положении.

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек на стальных трубопроводах может осуществляться двумя способами: сваркой или с помощью фланцев. Фланцевые соединения выполняют на болтах с резиновым уплотнением. Перед монтажом фасонные части и отрезки труб устанавливают таким образом, чтобы отверстия для метизов совпадали друг с другом.

Порядок выполнения операций:

• подъем и установка задвижки в месте стыковки с трубопроводом;
• центрирование отверстий;
• установка прокладки и болтов;
• затяжка соединения с помощью гаечного ключа.

Сборка запорной арматуры с помощью сварки:

• установка задвижки;
• центрирование отверстий по оси магистрали;
• поддержка устройства и предварительная стыковка прихватками (сварка);
• проверка соосности сборных единиц;
• окончательная сварка соединения.

Запорные устройства устанавливают в смотровых колодцах или непосредственно в земле с предохранительными кожухами, предусматривая защитное покрытие для шпинделя и сальника задвижки. Для управления механизмом к маховику подсоединяют колонку (штанга-вилка) и выводят ее на поверхность.

Монтаж в систему из пластиковых труб

Соединение металлической запорной арматуры с полимерными трубопроводами производится с помощью буртовых втулок со свободными стальными фланцами и креплениями с резиновыми прижимными кольцами.

Работа с накидными деталями состоит из следующих этапов:

1. Надеваем фланцевое кольцо на пластиковую втулку.
2. Стыкуем трубу и втулку с помощью сварочного аппарата для полимерных труб.
3. Устанавливаем резиновую прокладку.
4. При помощи рожкового ключа соединяем крепление на задвижке и фланец трубопровода.
5. Болты следует затягивать крест-накрест.

Конструкция соединения с прижимным фланцем состоит из чугунного или стального фланца, резиновой уплотнительной манжеты.

Последовательность соединения:

1. Отрезаем трубу строго под прямым углом.
2. На свободный конец профиля надеваем чугунный фланец и сдвигаем его в сторону магистрали.
3. Надеваем резиновое прижимное кольцо. Края манжеты с большим размером должны быть вровень с фаской трубы, а длинный конец направлен в сторону фланца.
4. Центрируем детали.
5. Рукой надвигаем фланец на резиновую манжету и прижимаем до упора.
6. Устанавливаем болты и вручную накручиваем гайки.
7. Проверяем соосность элементов и гаечным ключом уплотняем соединение.

Особенности установки на печные трубы

Шибер для дымохода.

Задвижки для печных труб изготавливают прямоугольной или овальной формы. Круглые заслонки чаще используются в стандартном отопительном оборудовании, порядок установки таких приспособлений зависит от производителя и конструкции дымохода.

Задвижка для стационарных домашних печей служит для регулирования тяги в дымовом канале. Приспособление представляет собой чугунную квадратную рамку, в пазы которой устанавливается шиберная заслонка. Каркас запорного механизма монтируют в процессе кладки вытяжной трубы. Створку вставляют перед пробным розжигом печи. Для организации постоянной вентиляции топочного пространства в задвижках можно просверлить отверстие диаметром 10-15 мм.

Затворы водоснабжения

Затвор — это одна из модификаций запорных устройств, в которых управляющий элемент изготовлен в форме диска. Закрепленная на валу заслонка поворачивается, опускается в седло и перекрывает движение воды. Клапан в рабочем положении находится под углом или перпендикулярно транспортируемой жидкости.

Корпус механизма имеет усеченную цилиндрическую форму. Кожух изготавливают из чугуна, стали, полимеров и цветных сплавов. Конструкция арматуры включает в себя запорный орган, состоящий из двояковыпуклого металлического клапана и резинового уплотнительного кольца. Дисковые устройства приводятся в действие вручную при помощи рукоятки и автоматически посредством электропривода. При ручном управлении затвор с диском регулируется поворотом на 90° рычага, который крепится гайкой к штоку механизма.

Дисковые поворотные устройства могут применяться в системах водоснабжения, отопления и для подключения сантехнических приборов.

Дисковой затвор для трубопровода.

Затворы, в сравнении с задвижками, имеют небольшую длину, малый вес и ограниченное количество рабочих деталей. Корпус механизма изготавливают из материала с защитным покрытием, устойчивого к воздействию абразивных включений, которые могут находиться в рабочей среде.

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.

Детальное устройство задвижки

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.

Чугунные задвижки

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 клиновая чугунная;
• 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.

Задвижка клиновая чугунная

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.

Разновидности водопроводных вентилей

Выпускаются следующие виды вентилей для воды:

• клапанные;
• шаровые.

Принцип работы клапанного вентиля заключается в перекрытии воды при помощи прокладки, установленной на штоке.

Основными достоинствами клапанного вентиля являются:

• наличие возможности управления потоком воды;
• возможность проведения ремонта своими руками.

К недостаткам клапанных вентилей относятся:

• недолговечность устройства. Прокладка, выполняющая роль запора, соприкасается не только с водой, но и металлическим корпусом вентиля, что приводит к увеличению естественного износа;
• сложность использования устройства. Для полного перекрытия потока необходимо сделать несколько оборотов управляющим маховиком.

Шаровые вентиля перекрывают воду благодаря запорному механизму, изготовленному в виде шара. При повороте управляющего рычага отверстие в шаре переворачивается перпендикулярно потоку жидкости.

К преимуществам шаровых вентилей относятся:

• простота устройства, которая гарантирует длительный период использования;
• полная герметичность в перекрытом положении;
• простота использования. Для полного перекрытия воды необходимо повернуть ручку управления на 90º.

Недостатками шаровых кранов являются:

• невозможность ограничения потока (исключительно полное перекрытие);
• невозможность проведения текущего ремонта. Если устройство перестало выполнять свои функции, то потребуется полная замена.

Для полного перекрытия потока воды целесообразнее устанавливать шаровые вентиля. Если требуется регулировка потока воды, то лучше вмонтировать клапанный вентиль.

По конструкции водяной вентиль может быть:

• проходным. Проходной вентиль пропускает воду в определенном направлении и служит для перекрытия потока. Устанавливается исключительно на ровный участок водопровода;
• прямоточным. Разновидность проходного вентиля с меньшим гидравлическим сопротивлением;
• угловым. Вентиль устанавливается на угловое соединение труб. Входящий поток перпендикулярен выходящему потоку.

Конструкционные типы задвижек

Так как устройства задвижек незначительно, но все же отличаются, есть смысл остановиться на каждом типе подробнее.

Клиновые задвижки — в подобных задвижках используется жесткий, обрезиненный или двусторонний клин, который плотно примыкает под углом к седлам и герметично перекрывает поток. В зависимости от эксплуатационных параметров выбирают тот или другой вариант клина:

Жёсткий клин – позволяет достичь надежной герметичности узла, но требует высокой точности подгонки клина и уплотнительных седел (в идеале вытачивается идентичный угол на клине и седлах, только так достигается высокая герметичность устройства). Основными недостатками можно считать частые заклинивания из-за перепадов температур во внутренней среде, а так же износа резиновых прокладок и уплотнительных колец.

Если механизм задвижки заклинило, то открыть ее очень сложно!Двухдисковый клин – такой вариант исполнения запорного механизма подразумевает два диска, соединенных между собой. Благодаря такой конструкции клин самовыравнивается при примыкании к уплотнительным седлам, что позволяет допустить некоторые огрехи при вытачивании угла седел и клина. Невзирая на то, что двухдисковый клин усложняет механизм запорной арматуры и повышает стоимость изделия в целом, плюсы такого варианта очевидны – долгий срок службы резиновых уплотнителей, надежная герметичность, меньше усилий, требуемых для открытия/закрытия механизма.Упругий клин – это разновидность двухдискового запорного элемента.

Два диска стыкуются между собой упругим материалом, способным деформироваться и подгоняться под седла при закрытии затвора. Таким образом, упругий клин представляет собой золотую середину между жестким клином и двухдисковым. Например, упругий клин позволяет пренебречь точной подгонки к седлам, а его строение более надежное, чем у двухдискового механизма.

Параллельные задвижки от всех остальных отличаются тем, что уплотнительные кольца расположены не под углом, а строго параллельно, и сам запорный механизм представляет собой два диска, которые с помощью особого клина плотно прилегают к уплотнительным седлам.

Шиберные задвижки (которые чаще называют ножевыми) – еще более простая конструкция, в которой затвор расположен строго перпендикулярно току среды. Чаще всего устанавливается на канализациях, пульпопроводах и прочих системах, где среда густая и не требуется высокая герметичность узла. В таком случае запорный элемент как бы разрезает транспортируемый поток, за что задвижки и получили название ножевые.

Шланговые задвижки – самый необычный вид задвижек, принципиально отличающийся от остальных и встречающийся наиболее редко. Такой тип задвижек не имеет ни уплотнительных седел, ни запорного элемента как такового. Представляет собой резиновый шланг, транспортирующий чаще всего вязкую среду и проходящий через тело задвижки.

С помощью штока шланг пережимается и полностью перекрывает движение в путепроводе. Обычно такие задвижки используются на трубопроводах небольшого диаметра, где в качестве среды выступают пульпа, шлам, различные примеси и т. д.

Затворы: практика использования

Затворы – главнейшая часть запорной арматуры любого типа. Именно благодаря исправности затвора возможно своевременное и полное (или, при необходимости, частичное) перекрытие движения в трубопроводе потока жидкости или газа.

Соответственно, при неисправности или некачественном изготовлении затвора последствия могут быть любыми – от незначительной, безвредной течи, устраняемой простой заменой элементов конструкции, до полноценной экологической катастрофы или взрыва носителя

Поэтому особое внимание уделяется материалу изготовления затворов и условиям их эксплуатации.. Наиболее часто встречающийся тип затворов – дисковые

Они применяются в системах отопления, водоснабжения, подачи пара, неагрессивных рабочих сред или продуктов нефтепереработки. Применяются и фланцевые затворы, отличительной особенностью которых является наличие в конструкции фланца.

Наиболее часто встречающийся тип затворов – дисковые. Они применяются в системах отопления, водоснабжения, подачи пара, неагрессивных рабочих сред или продуктов нефтепереработки. Применяются и фланцевые затворы, отличительной особенностью которых является наличие в конструкции фланца.

Затворы можно изготавливать из чугуна, однако использование стальных изделий (из легированной, нержавеющей или углеродистой стали) предпочтительнее.

Стальные затворы обладают рядом значимых преимуществ:

• возможна работа при температуре до -60°С;
• такие затворы могут работать в среде температурой до 700°С;
• предназначены для использования в агрессивных рабочих средах;
• выдерживают большое давление (до 10 МПа).

Как поворотные механизмы затворы отличаются:

• простотой установки и ремонта;
• компактностью (их можно крепить в ограниченных пространствах);
• небольшими, по сравнению с задвижками, весом и габаритами;
• простотой замены при износе изделия при большом сроке годности;
• невысокой ценой;
• отсутствием угрозы заклинивания или прикипания во время использования.

Поэтому к выбору, качеству и установке запорной арматуры следует подходить как можно ответственнее, сообразуя свои решения не только с ценой изделий или страной происхождения, но и с предварительно произведёнными расчётами. И, разумеется, нельзя забывать о своевременном обслуживании и плановой замене столь важных для любого трубопровода элементов.

Задвижка

Задвижки — это трубная арматура, в которой запирающая деталь движется под прямым углом к направлению движения среды в трубопроводе. Используются преимущественно для полного перекрывания и открывания потока, редко — для его регулирования. Сферой их применения являются трубопроводы различного хозяйственного назначения, диаметром от 15 мм до 2 м, с рабочим давлением в системе p ≤ 25 атм и T ≤ 560 °C.

Размер задвижки обычно соответствует сечению трубопровода. В ее корпусе имеется два внутренних седла, внутрь корпуса через крышку помещен затвор, присоединенный к шпинделю. Шпиндель в свою очередь соединен с ходовой гайкой. При вращении одного из них (вручную за штурвальное колесо, либо с помощью электропривода) производится перемещение затвора для перекрывания/открывания потока.

Достоинства и недостатки

Основным отличием задвижки является ее низкое гидравлическое сопротивление, что особенно ценно применительно к магистральным трубопроводам, где важны низкие энергетические потери при прокачивании жидкостей и газов на значительные расстояния.

К минусам данного устройства относят:

• значительную строительную высоту (за счет выдвижного шпинделя);
• большое требуемое время на закрывание и открывание;
• изнашиваемость уплотнительных элементов в процессе эксплуатации;
• опасность заклинивания при загрязнении, низких рабочих температурах.

По типу затвора, задвижки бывают

1. Клиновые (седла располагаются под углом одно к другому, затвор — клиновидный):

• задвижка клиновая с жестким клином (ее вариант — задвижка с обрезиненным клином);
• двухдисковые (клинкетная задвижка);
• с упругим клином.

2. Параллельные (седла — параллельно расположенные, запирающие диски затвора — тоже).

3. Шиберные задвижки (тип с единственным запирающим диском, в т.ч. задвижка шиберная с электроприводом).

4. Шланговая — запирание потока производится путем передавливания затвором гибкого резинового шланга.

Монтаж запорной арматуры в системах водоснабжения

Установка задвижки в магистральный трубопровод промышленного назначения проводится квалифицированными специалистами, при этом наиболее часто используется соединение элементов друг с другом с помощью фланцев. При проведении работ в водопроводной магистрали действуют, соблюдая следующие особенности установки:

1. Съем запорной арматуры водопровода проводят только при отсутствии рабочей жидкости в системе, при необходимости трубы в местах соединений защищают от грязи, окалины, известкового налета.
2. Перед монтажом запорной арматуры проверяет качество фланцев – фланцевая шайба не должна иметь трещин, царапин, выемок и прочих дефектов.
3. Запорная арматура водопровода размещается на строго прямолинейной части магистрали и ровных участках земной поверхности – это позволяет избежать чрезмерных напряжений в местах изгибов и перекосов, вызывающих протечки. При монтаже тяжелых узлов используется дополнительные жесткие опоры.
4. При эксплуатации не допускается прилагать чрезмерное усилие к маховикам, посредством которых приводятся в действие запорные заслонки – это может привести к поломкам и трещинам.
5. Монтаж следует проводить с обвязкой мягким стропом, избегая крепления за шток или штурвал и стараясь не повредить защитное покрытие – это приводит к преждевременной коррозии. Падение с высоты и механические удары недопустимы.

Рис. 13 Способы монтажа и настройки запорных устройств

Перед выбором запорной арматуры необходимо учитывать ее характеристики в соответствии с ГОСТ – наиболее высокими параметрами обладают стальные промышленные изделия. Для бытового использования подходят задвижные узлы для трубопроводов из цветных металлов – они имеют небольшие размеры условного прохода и доступный монтаж с помощью резьбовых муфт.

Контроль дискового затвора

Отдельно стоит сказать о том, что собой представляет устройство контроля положения дисковых затворов.

Эта автоматика необходима для учета состояния дискового затвора электрозадвижки (положения «Затвор открыт»/«Затвор закрыт»).

Используется в установках пожаротушениях, системах пожарной сигнализации и противопожарной защиты.

С высокой точностью контролирует состояние задвижки с отклонением от нормы не более одного деления.

Подключается с помощью соединительной коробки с клеммами и гермовводами для установки на затвор трубопровода.

Максимальный ток 0,05 А, напряжение 9-30 В. Стоимость от 2460 руб.

Популярным отечественным производителем этого и четырех упомянутых выше элементов является ЗАО «ПО «Спецавтоматика».

Разновидности запорной электроарматуры

Для электрозапорной арматуры нет ограничений по диаметру трубы. Соединение с трубопроводом фланцевое.

По конструкции различают запорную арматуру:

• Дисковую. Запорная мембрана представляет собой диск, который установлен либо под углом к потоку, либо перпендикулярно (закрытое положение). Дисковые задвижки просты в устройстве, несложны в ремонте, недороги. Экономичный вариант подобного устройства комбинированный, когда мембрана изготовлена из нержавеющей стали, а корпус из обычной. Не применяется в трубопроводах, которые находятся под высоким давлением.
• Коническую или клиновую. Запорный механизм выполнен в виде клина с выдвижным шпинделем, который входит в клиновидное седло. Используют в трубопроводах с «чистым» носителем, поскольку устройство легко подвергается механической коррозии и выходит из строя.
• Параллельную. Устройства имеют два параллельных седла с дисками. Различают шиберные и шланговые.

По способу расположения ходового механизма различают:

• с выдвижным шпинделем;
• с невыдвижным шпинделем.

Принципиально разное расположение поворотного механизма влияет на возможности сферу использования запорного устройства.

• Резьба выдвижного шпинделя располагается вне тела задвижки. Это требует простора для установки, но защищает механизм от повреждения внутренней, часто агрессивной средой транспортируемой субстанции.
• Невыдвижной шпиндель тот, у которого резьба ходового узла находится в любом положении (открыто, закрыто) внутри тела задвижки. Такую арматуру можно установить в ограниченном пространстве, в труднодоступном месте. Однако в процессе эксплуатации механизм подвергается разрушительному действию агрессивной среды транспортируемого вещества. Это приводит к поломкам, а ремонт осложняется труднодоступностью.

Различают следующие разновидности электропривода для запорной арматуры:

• многооборотный;
• интегрированный многооборотный;
• взрывозащищенный;
• интегрированный многооборотный взрывозащищенный.

Электроарматура запорная изготавливается как из чугуна, так и из стали. Выбирают задвижку исходя из особенностей эксплуатационных условий (температуры, давления потока).

Стальные устройства имеют перед чугунными следующие преимущества:

• они более устойчивы для работы с высоким давлением в трубопроводе (зависит от типа запорного механизма);
• долговечны, не подвержены коррозии (нержавейка);
• устойчивы к гидроударам, перепадам температурного режима.

Источник

Похожие записи:

Кубатурник — таблица расчета кубов пиломатериала Особенности выбора фундамента под каркасный дом Утепляем дверь в частном доме Тандыр своими руками: функции, виды конструкций, материалы и способы сооружения своими руками + инструкция изготовления с поэтапными схемами Технические характеристики радиаторов ростерм Какой диаметр трубы нужен в зависимости от расхода и давления