вид
26 Апреля 2024г, Пятница€ — 98.7079, $ — 92.1314
ЗАДВИЖКИ – весьма распространенный тип запорной арматуры. Они широко применяются практически на любых технологических и транспортных трубопроводах диаметрами от 15 до 2000 миллиметров в системах жилищно-коммунального хозяйства, газо- и водоснабжения, нефтепроводах, объектах энергетики и многих других при рабочих давлениях до 37,3 МПа и температурах до 560 °С.
Среди положительных качеств, присущих задвижкам – сравнительная простота конструкции, относительно небольшая строительная длина, малое гидравлическое сопротивление, возможность применения в различных условиях эксплуатации и ряд других.
Среди основных недостатков задвижек можно отметить:
В общем виде конструкция задвижки состоит из корпуса и крышки, образующих полость, в которой находится рабочая среда под давлением и внутри которой помещен затвор.
КОРПУС имеет два конца для присоединения задвижки к трубопроводу. Внутри корпуса расположены, как правило, два седла (параллельно или под углом друг к другу). К уплотнительным поверхностям седел в положении «закрыто» прижимаются соответствующие поверхности затвора. Затвор перемещается в плоскости, перпендикулярной оси прохода среды через корпус, при помощи шпинделя или штока.
ШПИНДЕЛЬ с ходовой гайкой образует резьбовую пару, которая при вращении одного их этих двух элементов обеспечивает перемещение затвора в нужном направлении. Такое решение применяется при управлении задвижкой вручную или электроприводом. При использовании гидропривода шток совершает вместе с затвором только поступательное движение. ШПИНДЕЛЬ одним концом внутри корпуса соединен с затвором, а другим – проходит через крышку и сальник для соединения с элементом управления задвижкой.
СУЖЕННЫЕ ЗАДВИЖКИ не являются ухудшенным вариантом полнопроходных, как иногда это воспринимается заказчиком. На самом дело они являются одним из нормальных исполнений задвижек. Сужение прохода позволяет снизить усилия для управления задвижкой и уменьшить износ уплотнительных поверхностей. Некоторое увеличение коэффициента гидросопротивления, вызванное сужением, обычно практически не влияет на потери напора в трубопроводной системе, где установлены эти задвижки. Применение неполнопроходных задвижек нежелательно лишь на магистральных трубопроводах больших диаметров, а также полностью исключено в тех случаях, когда по условиям эксплуатации необходимо пропускать через задвижку очистные устройства.
Для задвижек параллельных, клиновых и шиберных уплотнение по шпинделю (штоку) осуществляется только одним способом – при помощи сальника, а у шланговых задвижек пережимной шланг – не только запорный орган, но и полностью изолирует внутреннюю полость задвижки от внешней среды, так что уплотнение по шпинделю просто не требуется.
Главной характеристикой задвижек следует считать конструкцию запорного органа. По форме затвора задвижки называют ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ, КЛИНОВЫМИ, ШИБЕРНЫМИ и ШЛАНГОВЫМИ.
В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЗАДВИЖКАХ уплотнительные поверхности двух седел в корпусе расположены параллельно друг к другу. Затвор состоит из двух дисков, которые в положении «закрыто» при помощи специального клинового грибка прижимаются к седлам, перекрывая проход рабочей среде через корпус.
В КЛИНОВЫХ ЗАДВИЖКАХ седла в корпусе расположены под небольшим углом друг к другу, а затвор представляет собой устройство в виде клина жесткого, упругого или двухдискового, который в положении «закрыто» плотно входит в пространство между седлами. В зависимости от условий эксплуатации заказчики отдают предпочтение тому или иному виду клина. Жесткий клин обеспечивает надежную герметичность запорного органа. Но для её обеспечения требуется повышенная точность обработки (включая индивидуальную пригонку) для совпадения угла клина с углом между седлами корпуса. Недостаток жесткого клина – в опасности заклинивания затвора и невозможности открытия задвижки в результате колебаний температур рабочей среды, износа или коррозии уплотнительных поверхностей.
В двухдисковом клине диски имеют возможность самоустановки относительно седел корпуса. Поэтому некоторые погрешности, допускаемые при изготовлении седел корпуса, не влияют на герметичность в положении «закрыто» при условии, что выдержана плоскостность уплотнительных поверхностей корпуса и дисков.
Двухдисковый клиновой затвор существенно снижает возможность заклинивания, которое свойственно жесткому клину. Двухдисковые клиновые задвижки, несмотря на некоторое усложнение конструкции, имеют ряд достоинств – малый износ уплотнительных поверхностей, высокая герметичность запорного органа, меньшее усилие, необходимое для закрытия.
Заметим, что клиновые двухдисковые задвижки, входящие в номенклатуру судовой арматуры, называют КЛИНКЕТНЫМИ.
ЗАТВОР С УПРУГИМ КЛИНОМ – модификация двухдискового, диски которого связаны между собой упругим элементом, способным изгибаться, обеспечивая плотный контакт между уплотнительными поверхностями в положении «закрыто». В этом затворе снижены возможности самоустановки дисков по сравнению с двухдисковыми, хотя и сохраняется способность компенсировать некоторые возможные в эксплуатации деформации корпуса от нагрузок трубопровода и колебаний температур. Достоинства упругого клина – не требуется трудоемкая пригонка затвора по корпусу (как для жесткого клина) и конструкция более простая, чем у двухдискового. Таким образом, упругий клин в определенной степени сглаживает недостатки двух других клиновых затворов.
Задвижки с шиберным односторонним затвором называют ШИБЕРНЫМИ ЗАДВИЖКАМИ.
Задвижки с таким запорным органом отличаются принципиально от конструкций, рассмотренных выше. Корпус не имеет седел, а затвор – уплотнительных поверхностей. Проход среды ведется через эластичный шланг – патрубок, вставленный в корпус и абсолютно изолирующий металлические детали конструкции от рабочей среды. Для перекрытия прохода шланг полностью пережимается под воздействием шпинделя (штока). Поэтому такие задвижки называют шланговые. Ранее эти изделия назывались «шланговые затворы». А задвижками их назвали потому, что шпиндель (шток) для закрытия или открытия прохода перемещается перпендикулярно к оси прохода среды, т. е. работает по принципу задвижки.
Следующая важная характеристика задвижек относится к месту расположения резьбовой пары шпиндель – ходовая гайка. Она может быть расположена внутри задвижки в рабочей среде или вынесена из зоны рабочей среды за пределы корпусных деталей.
В первом случае ходовая резьба находится внутри полости задвижки и при открывании шпиндель не выдвигается из крышки, сохраняя свое первоначальное положение по высоте. Такую задвижку называют ЗАДВИЖКА С НЕВЫДВИЖНЫМ ШПИНДЕЛЕМ. Ходовая гайка в этих задвижках соединена с затвором и при вращении шпинделя для открытия прохода как бы наворачивается на него, увлекая за собой затвор. В связи с тем, что шпиндель не меняет своего положения по высоте, на верхней части крышки делается устройство – указатель, позволяющий видеть, в каком положении находится затвор.
В другом случае резьба шпинделя и ходовая гайка расположены снаружи. Шпиндель нижним концом соединен с затвором и при вращении ходовой гайки для открытия задвижки совершает вместе с затвором только поступательное перемещение. При этом верхний конец шпинделя выдвигается на величину хода затвора. Задвижку с такой конструкцией резьбовой пары называют ЗАДВИЖКОЙ С ВЫДВИЖНЫМ ШПИНДЕЛЕМ.
Для возможности перемещения шпинделя ходовая гайка поднята над верхней частью крышки (а точнее над сальником) примерно на величину хода затвора в конструкции, которую называют бугельным узлом. В задвижках с выдвижным шпинделем часто делают «верхнее уплотнение» – устройство которое позволяет в положении «открыто» отключить сальник от воздействия на него давления рабочей среды. Оно представляет собой бурт на нижней части шпинделя, который упирается в фаску на крышке в начале отверстия, через которое проходит шпиндель.
На трубопроводах задвижки устанавливают с применением всех известных способов присоединений – РЕЗЬБОВЫМ, ФЛАНЦЕВЫМ, ПРИВАРНЫМ. Соответственно корпус задвижки имеет присоединительные концы муфтовые, фланцевые и под приварку. Наиболее распространенным является соединение ФЛАНЦЕВОЕ, оно используется для задвижек из любых материалов. ПРИВАРКА может применяться только для задвижек из сталей и титановых сплавов. МУФТОВОЕ – только для задвижек малых диаметров, предназначенных для определенных производств (шинное и некоторые другие).
По материалам корпусных деталей следует отметить только, что для задвижек из чугуна и алюминиевого сплава эти детали выполняются при помощи литья. Из литья делаются и задвижки стальные, но некоторые из них, а также задвижки из титановых сплавов изготавливаются методом сваривания заготовок, полученных штамповкой из листового проката. Такие задвижки называют ШТАМПОСВАРНЫМИ. По своим характеристикам эксплуатационным и прочностным они не уступают литым задвижкам. Наоборот, детали для корпусов и крышек этих задвижек изготавливаются из материала прочного и тщательно проконтролированного, качество которого выше, чем литье. При этом технология сварки и методы контроля сварных швов обеспечивают высокое качество корпусных деталей, позволяющее применять такие задвижки на ответственных объектах, включая атомную энергетику.
Что касается уплотнительных поверхностей, то они изготавливаются из любых материалов, применяемых для этих целей. Здесь и исполнения без колец из материала корпуса и затвора, и кольца из латуни (бр), и наплавка из коррозионностойкой стали (нж), и кольца из фторопласта (п), и, наконец, уплотнения из резины (р). Последнее исполнение делается для задвижек клиновых из чугуна и шланговых из алюминиевого сплава. Однако между ними есть существенная разница. В задвижках чугунных резиной покрывается клин (они называются «задвижки с обрезиненным клином»). А в шланговых – из резины изготавливается пережимной шланг, вставляемый в корпус.
Виды управления задвижками можно подразделить на РУЧНОЕ, МЕХАНИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ и КОМБИНИРОВАННОЕ.
Наиболее часто применяется РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ. Закрытие и открытие задвижки производится вращением маховика соответственно по часовой и против часовой стрелки.
На задвижках с выдвижным шпинделем маховик устанавливается на ходовой гайке, как правило, на шпонке или в зависимости от усилия – на двух шпонках. Часто на чугунных задвижках (например – З0ч6бр) маховик крепится на ходовой гайке при помощи резьбы и сверху контрится гайкой. Здесь следует заметить, что резьба для контргайки выполняется "левая" для предотвращения ее отворачивания при открытии задвижки. Иногда вместо контргайки на резьбовой втулке выше маховика делают специальную канавку, в которую вкладывают разрезное пружинное кольцо. Такая конструкция тоже позволяет воспринимать усилие от маховика при открывании задвижки, но для четкой работы требует весьма тщательного изготовления всех элементов этого узла. Практика показывает, что это требование не всегда учитывается изготовителями задвижек и вызывает справедливые нарекания потребителей.
На задвижках с невыдвижным шпинделем маховик устанавливается с помощью шпонок или на квадрат непосредственно на шпинделе.
В тех случаях, когда применяется механический редуктор с цилиндрической или конической зубчатой передачей, выходной вал редуктора соединяется с ходовой гайкой или шпинделем задвижки, а маховик устанавливается на приводном валу редуктора.
Ручное управление может быть МЕСТНЫМ (его элементы устанавливают непосредственно на задвижке) либо ДИСТАНЦИОННЫМ. Напомним, что всякий электропривод имеет в своем составе ручной дублер, позволяющий манипулировать затвором задвижки при отсутствии электропитания привода. При этом ручной дублер может использоваться в качестве механизма ручного управления как местного (от встроенного электропривода), так и дистанционного (от колонкового электропривода). В последнем случае на задвижке устанавливается специальная шарнирная муфта. Иногда оба элемента управления – маховик и шарнирная муфта сочетаются в одной конструкции, позволяя осуществлять и местное, и дистанционное управление. Эти элементы применяются также в комбинации с редуктором, позволяющим снижать усилия для управления задвижкой.
Иногда смешивают понятия:
Очевидно, что под термином дистанционное управление следует понимать управление задвижкой или другой арматурой при помощи механических передач от колонкового привода, расположенного на расстоянии (иногда весьма значительном) от управляемой арматуры.
При управлении задвижками механическими приводами, как правило, применяются многооборотные электроприводы, передающие крутящий момент на резьбовую пару шпиндель – ходовая гайка. Следует обратить внимание на обязательное применение электроприводов с двусторонней муфтой ограничения крутящего момента для комплектации задвижек с выдвижным шпинделем, имеющих верхнее уплотнение. В некоторых случаях применяются гидравлические приводы, при использовании которых шпиндель в задвижке заменяется штоком, совершающим возвратно-поступательное движение под воздействием непосредственно от выходного элемента привода. Примером таких задвижек с гидроприводами служат 30ч706бр и 30ч715бр, выпускаемые Георгиевским арматурным заводом.
Итак, в ЗАДВИЖКАХ затвор, имеющий форму клина или диска (дисков), перемещается, как и в клапанах, возвратно-поступательно, но перпендикулярно оси потока. При этом закрывается или открывается проход рабочей среды через кольцевые седла корпуса.
В зависимости от конструкции запорного органа задвижки делятся на ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ, КЛИНОВЫЕ и ШИБЕРНЫЕ.
В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ задвижках седла корпуса и соответственно два диска затвора располагаются параллельно друг другу. Прижатие затвора к корпусу в положении «Закрыто» происходит, как правило, за счет клинового устройства, помещенного между дисками затвора. В КЛИНОВЫХ задвижках седла корпуса расположены под углом друг к другу. Затвор выполнен в виде клина (жесткого или упругого) или двух дисков, расположенных под углом. Имеются также задвижки с одним плоским диском, работающим с использованием самоуплотнения. Такие задвижки называют ШИБЕРНЫМИ.
Как клиновые, так и параллельные задвижки изготавливают с невыдвижным или выдвижным шпинделем. Отличаются они расположением резьбы шпинделя - внутри задвижки или вне зоны рабочей среды. Первые – меньше по габариту, но у них менее благоприятные условия для работы резьбовой пары шпиндель – ходовая гайка.
Существует запорная арматура, в которой перекрытие потока среды осуществляется пережатием эластичного (как правило, резинового) шланга, внутри которого проходит среда. Шланг – специальный патрубок помещен внутри корпуса. Движение деталей, пережимающих шланг - возвратно-поступательное перпендикулярно направлению потока среды как в задвижках. Такие изделия до 1988 года назывались шланговыми затворами, в настоящее время имеют название ШЛАНГОВЫЕ ЗАДВИЖКИ.
Принцип работы шиберной задвижки представлен в следующем видеоролике:
