Дисковый затвор запорная или регулирующая арматура

Для обеспечения эффективной работы трубопровода, который предназначен для подачи воды, газа или других веществ, устанавливаются задвижки, затворы или клапана. Данные элементы системы могут иметь самую различную конструкцию и предназначение, о чем далее поговорим подробнее.

Содержание

Различия Что такое затвор Классификация рассматриваемого затвора Что такое задвижка Классификация задвижек Что такое клапан Классификация клапанов

Различия

Рассматриваемые устройства выполняют практически идентичную задачу, но имеют несколько отличий. Примером назовем нижеприведенные моменты:

1. Затворы служат для перекрытия потока, но могут также использоваться для временной регулировки. Производители не рекомендуют использовать затворы в качестве регулирующего механизма.
2. Задвижки практически никогда не применяются для регулирования потока, что связано с конструктивными особенностями. Подобное устройство применяется исключительно для перекрытия потока.
3. Клапана в основном выполняют функцию регулировки. Но в продаже есть и устройства, которые и перекрывают поток.

Задвижка и затворы регулируются вручную или от блока удаленного управления. А вот многие клапана работают в автоматическом режиме, конструкция срабатывает при определенных ситуациях. Кроме этого клапана зачастую имеют более компактную конструкцию.

Что такое затвор

Затвор – специальный механизм, предназначенный для регулировки силы напора или полного его закрытия. Применяется подобное устройство при большом диаметре трубопровода. Наибольшее распространение получили дисковые затворы. Их особенность заключается в нижеприведенных моментах:

1. Элемент конструкции, которые препятствует движению потока выполнен в виде диска, диаметр которого соответствует диаметру поперечного сечения.
2. Открытие или закрытие запорного элемента проводится путем вращения вокруг оси. При этом элемент конструкции связан напрямую с рукояткой, но усилие может передаваться и через специальное устройство, которые упрощает поворот рукоятки при сильном давлении.
3. Особенности конструкции определяют то, что она не может использоваться при сильном давлении в системе.

Область применения конструкции весьма обширна. Простота конструкции определяет ее высокую надежность. Устанавливают затворы в следующих системах:

1. Водоснабжения.
2. Теплоснабжения.
3. Вентиляции и газоснабжения.
4. При создании специальной среды, к примеру, для транспортировки бензина или абразивной среды.
5. Система пожаротушения.

К достоинствам рассматриваемой конструкции отнесем нижеприведенные моменты:

1. Малые размеры, а также относительно невысокий показатель веса.
2. Простота ремонта, возможность быстрой замены основных элементов.
3. Простота конструкции, малое число элементов.
4. Возможность применения при большом диаметре трубы.

Однако есть и несколько существенных недостатков. Примером назовем то, что в положении открыто диск перекрывает часть прохода – это снижает пропускную способность конструкции.

Небольшой крутящий момент определяет то, что нужно устанавливать специальную систему увеличения прилагаемой силы к рукоятке. Многие модели соответствуют классу герметичности «А».

При проведении тестирования класс точности «А» дается в случае, когда при тесте не возникает течи. Тестирование должно проводится в соответствии с установленными стандартами.

Классификация рассматриваемых затворов

Есть довольно большое количество различных затворов. Различия заключаются в нижеприведенных моментах:

1. Затвором может служить плоский диск или в виде линзовых поверхностей.
2. Классификация проводится также по типу используемого материала при изготовлении. Чаще всего встречаются модели из чугуна или нержавеющей стали.
3. Внутреннее пространство некоторых конструкций может быть отделано резиновыми вкладышами.

Конструкция управления схожа с той, что применяется при создании шаровых кранов. Некоторые модели имеют редуктор или маховик, которые способны увеличить прилагаемую силу к рукоятке.

Кроме этого основная классификация заключается в диаметральном размере проходного отверстия.

Что такое задвижка

Задвижка – конструкция, которая способна перекрывать поток путем перемещения регулирующего элемента перпендикулярно трубопроводу. Данный тип регулирующего элемента пользуется высокой популярностью. Сложность конструкции заключается в преобразовании вращения в возвратно-поступательное движение. Большинство запорных элементов предназначено для систем с максимальным показателем давления 25 МПа, температура может достигать температуры 565 градусов Цельсия.

Область применения задвижек следующая:

1. Система подачи воды и газа.
2. Системы жилищно-коммунальных хозяйств.
3. Нефтепроводы.

Достоинств у конструкции довольно много:

1. Небольшая строительная длина.
2. Относительно простая конструкция.
3. Мало сопротивление, которое создается в открытом положении.
4. Возможность применения в самых различных системах.

Тот момент, что в открытом состоянии проходное отверстие запорного механизма не создает дополнительное сопротивление. Поэтому чаще всего задвижка устанавливается в системе, в которой поток движется с высокой скоростью.

Недостатки у задвижек тоже есть:

1. Значительное время, которое требуется на открытие и закрытие конструкции.
2. Большая строительная высота. Как правило, высота задвижки превышает более чем в два раза показатель диаметрального размера.
3. Наличие уплотнительных элементов, которые быстро изнашиваются. А вот с ремонтом возникают существенные проблемы.

Стоит учитывать, что область применения задвижек исключительно закрытие системы. Они не служат для регулирования расхода среды, так как большая скорость потока становится причиной деформации запорной пластины.

Классификация задвижек

Основной признак классификации заключается в типе запорного механизма. По данному критерию выделим следующие разновидности конструкции:

1. Клиновые задвижки.
2. Жесткий клин.
3. Двухдисковый клин.
4. Упругий клапан.
5. Параллельная задвижка.
6. Шиберная задвижка.
7. Задвижка шлангового типа.

Каждая разновидность имеет свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать.

Что такое клапан

Клапан, в отличии от предыдущих типов конструкции, предназначен в большей степени для регулирования силы потока, а не его перекрытия. Их конструкция может существенно отличаться. Наиболее распространенными типами клапанов можно назвать:

Обратный клапан очень часто встречается в системе подачи воды. Он нужен для того, чтобы сбрасывать лишнее давление в системе. Что касается регулировочного клапана, то они могут устанавливаться для установки требуемого скорости движения потока. Кроме этого встречаются и запорно-регулирующие устройства, которые могут не только контролировать скорость потока, но и перекрывать его.

Классификация клапанов по конструктивным особенностям

Клапана могут классифицироваться по достаточно большому количеству признаков. При этом можно выделить следующие разновидности клапанов:

1. Двухседельные и односедельные.
2. Клеточные.
3. Мембранные.
4. Золотниковые.

Следует выбирать вариант исполнения клапана, который наиболее подходит под определенные эксплуатационные качества конкретной системы.

Назначение регулирующей арматуры

Любой трубопровод включает в свою конструкцию устройства, предназначенные для регулировки, отключения и включения, перемещения веществ, которые носят название «арматура».

Все они обладают своей классификацией, в том числе и регулирующая арматура. Этот вид позволяет поддерживать давление, уровень и расход в нужных пределах.

Рассмотрим подробнее основные виды регулирующей арматуры и их назначение.

Виды регулирующей арматуры

В силу своих конструкционных особенностей регулирующая арматура очень походит на запорную. Поэтому зачастую данные элементы имеют одинаковую марку. Регулирующие устройства делятся на 2 типа:

• редукционный, который работает на снижение давления рабочей среды;
• запорно-регулирующий.

Теперь о видах регулирующей арматуры. Наиболее распространенным видом принято считать регулирующие клапаны, которые также делятся на несколько подвидов:

• проходные;
• угловые;
• смесительные, обладающие трехходовой конструкцией.

К остальным видам регулирующих устройств относятся запорно-регулирующие клапаны, регуляторы давления прямого действия, а также регуляторы уровня.

Обо всех перечисленных устройствах далее более подробно.

Особенности работы регулирующих клапанов

Регулирующие клапаны, как уже говорилось ранее, относятся к наиболее распространенным видам запорных устройств. Их основная функция – это изменение давления среды, которая проходит по определенной трубопроводной системе. Сфера применения данных устройств:

• водопроводные системы;
• системы газоснабжения;
• магистрали, предназначенные для перемещения нефтепродуктов и газообразных веществ.

Материал, использующийся для изготовления этой арматуры, может быть разнообразным: латунь, чугун, сталь, высоколегированные сплавы. Выбор определенного исполнения зависит от трубопроводной системы и находящейся в ней среды.

В зависимости от особенностей работы все регулирующие клапаны делятся на 2 вида:

• с ручным приводом, где управление происходит с помощью специально встроенного штурвала, который при необходимости нужно собственноручно вращать. Для труб с большими параметрами такой вариант практически не используется, поскольку приведение регулирующего устройства в работу требует значительных усилий;
• с автоматическими управлением, где работа выполняется за счет встроенного гидравлического, пневматического либо электрического привода. Для обеспечения своевременного срабатывания затвора в регулирующее устройство входят датчики, которые измеряют существующее давление в системе.

Также существует классификация клапанов-регуляторов в зависимости от их формы:

• проходные устанавливаются на прямом трубопроводе и никак не воздействуют на направление среды;
• угловые изменяют направление среды, а значит и самого трубопровода на 90˚;
• смесительные включают в свою конструкцию 3 патрубка, которые две рабочие среды в совместный поток.

Принцип работы запорно-регулирующих клапанов

Основное назначение запорно-регулирующих клапанов – это контроль рабочей среды в трубопроводе и изменение ее расхода. Эта регулирующая арматура может использоваться в следующих системах:

• сети отопления и горячего водоснабжения;
• центральные и индивидуальные тепловые пункты;
• вентиляционная система.

Для каждого из условий существует определенный тип исполнения и используемого материала.

Запорно-регулирующие клапаны являются универсальными регулирующими устройствами. Это объясняется тем, что они не только контролирует расход используемой в трубопроводе среды, но еще и выполняет запорную функцию, способную полностью перекрыть движение потока.

Рассмотрим принцип действия запорно-регулирующей арматуры: внутри корпуса запорный элемент перемещается благодаря вращению штока, который приводится в движение собственноручно либо при помощи предусмотренного привода. Особенностью этого регулирующего устройства является присутствие уплотнителя, благодаря которому при опускании штока происходит полная герметизация системы.

Запорно-регулирующая арматура обладает рядом достоинств, самыми главными из которых является простота в использовании и обслуживании, надежность в эксплуатации. Установка регулирующих устройств возможна не только на трубопроводы стандартного типа, но и на магистрали с нестандартными углами и поворотами. К тому же зачастую они используются для работы в агрессивных средах.

Регуляторы давления прямого действия

• 
• Регулятор давления прямого действия необходим для того чтобы автоматически поддерживать нужный показатель перепада давления на одном из участков системы.
• Эта регулирующая арматура делится на 2 вида:
• Регулятор давления состоит из корпуса, клапана двухседельной конструкции, крышки, дополненной сальниковым устройством, грузового механизма и исполнительного механизма мембранного типа.

Особенностью конструкции такой регулирующей арматуры является наличие сразу двух клапанов на одном штоке. Такая особенность необходима для уравновешивания показателя давления рабочей среды на клапан, и соответственно, на шток.

Оба типа регуляторов отличаются друг от друга только расположением клапанов относительно седел. Регулирующая арматура «после себя» под воздействием давления от грузового механизма благодаря клапанам образует проход в седлах.

Суть работы этого регулирующего устройства достаточно проста: при поступлении рабочей среды к нему проходное сечение находится в открытом состоянии, поэтому она проходит за него в трубопровод.

Там и происходит увеличение показателя давления, которое перемещается по импульсной трубке к мембране и создает нагрузку для штока в противоположном направлении от воздействия груза, размещенного на рычаге. При достижении усилия большего, чем усилие груза движение штока будет направлено книзу и клапаны закроют отверстия в корпусе.

При настройке такой регулирующей арматуры на определенный показатель давления необходимо подобрать величину груза и его расположением на рычаге.

Отличие принципа работы регулирующей арматуры «до себя» от предыдущего вида в закрытых клапанах под воздействием имеющегося груза.

Когда давление в системе увеличивается, то при передаче его через импульсную трубку на мембрану и тем самым создается усилие на шток по направлению противоположную действию груза.

Это и приводит к открытию клапанов, что впоследствии ведет к выводу рабочей среды за них. А это значит, что давление в системе начинает снижаться.

Информация о регуляторах уровня

Предназначение регулятора уровня в поддержке уровня рабочей среды (жидкости) в необходимых пределах и заданной высоте. Используемый сосуд может находиться под давлением, а может соединяться непосредственно с атмосферой, что встречается значительно чаще.

Такие условия характерны для резервуаров, наполненных нефтепродуктами или водой. Поддержка показателя давления здесь на заданном уровне осуществляется за счет впуска дополнительного объема жидкости. В этом случае регулирующая арматура носит название регулятор питания.

Когда жидкость выпускается из резервуара под действием избыточного давления, регулирующая арматура называется регулятором перелива.

Действующими и главными элементами в такой регулирующей арматуре являются датчик положения уровня, чаще называющийся чувствительным элементом и элемент исполнительного действия, представленный в виде клапана регулирующего или запорного действия.

Принцип работы такого приспособления основан на прекращении или регулировании подачи рабочей среды (жидкости) с помощью исполнительного устройства, работа которого зависит от командного оповещения встроенного датчика.

Для регуляторов уровня прямого действия датчик обычно представлен в виде поплавка полой шарообразной формы, подсоединенного к затвору клапана. При увеличении или уменьшении уровня воды больше установленных пределов поплавок создает подъемную силу, которая и перемещает рычаг клапана в направление, заданное для работы исполнительного механизма регулятора.

Заключение

Регулирующая арматура относится к очень важным элементам, присутствующим во всех трубопроводных системах. В функции данных регулирующих устройств входит поддержание давления в системе на должном уровне.

Некоторые также дополнительно выполняют и запорную функцию.

Можно неустанно перечислять различные виды регулирующей арматуры, но самыми часто используемыми являются регулирующие и запорно-регулирующие клапаны, регуляторы давления прямого действия и регуляторы уровня.

Шаровые краны или дисковые поворотные затворы для объектов ЖКХ: что лучше?

Публикации

Золотаревский С.А., генеральный директор ООО «НПФ «РАСКО», к.т.н.; Апарин Е.Л., генеральный директор ООО «ДелТех Контролз Рус», к.т.н.

Издание: Реформа ЖКХ № 5 . Год: 2011

14.12.2011

В последние десятилетия шаровые краны и дисковые поворотные затворы получили широчайшее распространение практически во всех отраслях промышленности, в том числе в ЖКХ и смежных с ним отраслях, прежде всего — газовой, по праву занимают лидирующие позиции среди всех видов запорно-регулирующей арматуры.

В то же время, как и любые другие виды продукции, данные изделия имеют свои особенности применения, преимущества и недостатки.

В данной статье, не случайно публикуемой с подзаголовком «полемические заметки», авторы, на основании собственного опыта, не претендуя на всестороннее освещение данного вопроса, пытаются определить наиболее рациональные области применения указанной арматуры.

Конец девяностых годов прошлого века и начало «нулевых» годов века нынешнего в сегменте российского рынка трубопроводной арматуры, ориентированном прежде всего на нужды ЖКХ, промышленной энергетики, газовой отрасли, можно смело назвать эрой шаровых кранов (КШ) (рис. 1).

Именно в эти годы КШ различных конструкций и изготовителей стали широко использовать взамен вентилей, затворов и задвижек устаревших конструкций.

Это обеспечило резкое повышение надежности и безопасности эксплуатации, как самой арматуры, так и систем, в которых она устанавливалась, прежде всего — за счет обеспечения необходимых требований по герметичности и увеличения срока службы КШ, по сравнению с применявшимися ранее аналогами.

Однако массовое применение КШ приводило в ряде случаев и к отрицательным явлениям: гидро- и пневмоударам при их резком открытии, невозможности открыть или закрыть краны, эксплуатировавшиеся долгое время в закрытом или открытом состоянии при наличии в рабочей среде механических или агрессивных примесей и т.д.

Это заставило специалистов в определенной степени пересмотреть свое отношение к КШ и искать альтернативные решения. Одним из таких решений являются дисковые поворотные затворы (ЗД) (рис.

2), лучшие образцы которых, не уступая КШ по классу герметичности и надежности, имеют в то же время существенно меньшие габариты, массу и, главное, стоимость.

В свою очередь, уменьшение габаритов запорной арматуры влечет за собой уменьшение габаритов и массы устройств, в которые они встроены, и дает за счет этого дополнительный технико-экономический эффект.

Именно поэтому последние 5—7 лет можно смело назвать годами резко прогрессирующего роста применения ЗД не только в указанных выше отраслях, но даже, например, в такой «закрытой» для них ранее отрасли, как судостроение [1]. А, например, такая известная в арматуростроении фирма, как Ho..gfors OY (Финляндия), наряду с традиционным выпуском КШ освоила производство двух полноценных типоразмерных рядов ЗД [2].

• Цель настоящей публикации — постараться оценить преимущества и недостатки обоих типов трубопроводной арматуры (ТПА) и определить наиболее рациональные области их применения.
• Для этого вначале сформулируем критерии оценки.
• Во-первых, разделим ТПА по функциональному назначению на 3 основные группы: 1) запорную, 2) регулирующую и 3) запорно-регулирующую.
• Под запорной будем понимать ТПА, обеспечивающую в закрытом состоянии перекрытие трубопровода с обеспечением необходимого класса герметичности (для определенности — класса герметичности А по ГОСТ 9544, при котором протечки жидкости или газа через закрытую ТПА не допускаются).
• К регулирующей отнесем ТПА, обеспечивающую устойчивую работу автоматических систем контроля и регулирования, в состав которых они включены в качестве исполнительных элементов.
• И, соответственно, под запорно-регулирующей будем понимать ТПА, обеспечивающую выполнение двух указанных выше условий.

Здесь авторы сразу считают необходимым отметить, что несмотря на довольно широкое применение КШ и ЗД для регулирования расхода/давления, в этом качестве они значительно уступают запорно-регулирующим клапанам (КЗР) с линейным перемещением. Это объясняется нелинейной зависимостью коэффициента расхода от угла поворота ЗД и КШ.

Во-вторых, сравним КШ и ЗД по таким общепринятым критериям, как:

1. стоимость,
2. надежность и срок службы,
3. массо-габаритные характеристики,
4. пропускная способность,
5. работоспособность при пониженных (до 40 °С) и повышенных (до +150 °С и выше) температурах,
6. работоспособность при повышенных (до1,6 МПа) давлениях и перегрузках,
7. ремонтопригодность.

И наконец, в-третьих, оценим особенности работы КШ и ЗД в специфических условиях:

1. на агрессивных средах и средах, содержащих механические включения,
2. в условиях интенсивного циклического открытия и закрытия
3. ТПА,
4. сохранения работоспособности ТПА в условиях долгого нахождения в состоянии полного открытия или закрытия.

Анализ с применением указанных критериев оценки, надеемся, позволит достаточно объективно оценить оптимальные условия работы и области применения как КШ, так и ЗД, являющихся, несомненно, наиболее востребованнымиmи прогрессивными типами ТПА.

Результаты анализа, проведенного с использованием перечисленных выше критериев, сведены в табл. 1.

Предвидя возможные вопросы оппонентов по представленной в табл. 1 информации, хотим сразу оговориться, что ее данные не претендуют на полную объективность.

Они представляют собой выводы авторов, сделанные по результатам анализа характеристик и результатов эксплуатации наиболее распространенных типов КШ и ЗД, применяемых, прежде всего, в ЖКХ и зораспределительных сетях, т.е. изделий так называемого общепромышленного исполнения. Безусловно, имеются КШ, работоспособные (т.е.

, прежде всего, в трактовке данной статьи, сохраняющие в закрытом состоянии герметичность класса А по ГОСТ 9544) при криогенных температурах, также как и ЗД (прежде всего, с двойным эксцентриситетом диска и уплотнением «металл по металлу» [3]), работоспособные при температурах от -40 до +250°С.

Также как и известны отдельные случаи успешного применения КШ в комплекте с редукторами с большим передаточным числом для регулирования параметров технологических процессов, а упомянутая выше фирма Ho..gfors OY даже производит, так называемые, «регулирующие шаровые краны» [2].

Однако возвратимся к табл. 1.

Анализ представленной в ней информации позволяет вполне обоснованно констатировать, что по совокупности технических характеристик, результатов эксплуатации и экономическим показателям для случаев общепромышленного применения ЗД имеют, по сравнению с КШ, ряд существенных преимуществ.

Прежде всего, это существенно меньшие стоимость, вес и габариты. Особенно ярко это проявляется при сравнении с КШ фланцевого исполнения, т.е. при диаметрах условного прохода (DN) от 80 мм и выше (в ряде случае, при DNі40—50 мм).

В связи с тем, что ЗД, в отличие от КШ, имеют исполнение типа «сэндвич» и преимущественно устанавливаются между ответными фланцами трубопроводов их строительная длина и вес в 4—6, а стоимость в 3—5 раз меньше, чем у КШ аналогичного уровня качества.

Пропускная способность полнопроходных КШ (коэффицент kV) в полностью открытом положении, естественно, несколько выше (на 10—15%), чем у ЗД. Это надо учитывать при проектировании соответствующих систем.

Однако она примерно соответствует пропускной способности неполнопроходных КШ.

Кроме того, в ряде случае (например, в газорегуляторных установках, где производится редуцирование давление газа с высокого или среднего до среднего или низкого, соответственно) указанное местное заужение проходного сечения вообще не имеет значения.

Сравнение моментных характеристик КШ и ЗД для одинаковых диаметров условного прохода и давления показывает [4], что крутящий момент, необходимый для вращения шара, на входном валу КШ в 4—7 раз больше, чем у ЗД (для ЗД с двойным эксцентриситетом разница существенно выше).

Это объясняется тем, что в КШ при вращении шара, который для обеспечения требуемой герметичности зажат между двумя кольцевыми уплотнениями, возникают силы трения, значительно большие, чем в ЗД, у которых диск при закрытии только примыкает к уплотнительной поверхности.

Это требует для управления КШ применения более мощных, габаритных и, соответственного, более дорогих механических, пневматических или электрических приводов.

Температурные диапазоны эксплуатации КШ и ЗД практически одинаковы, т.к. они определяются температурной стойкостью применяемых уплотнительных материалов, таких как EPDM, BUNA_N, Viton и др.

Что касается максимального рабочего давления и напрямую связанного с ним перепада давлений на регулирующем органе (шаре для КШ и диске для ЗД), то по данному параметру несомненное преимущество имеют КШ, работоспособность которых может быть обеспечена при давлении до 20 МПа и более, в то время как ЗД в основном используются при рабочих давлениях до 1,6 МПа.

Однако в ЖКХ и газовой отрасли (за исключением магистральных газопроводов РАО «Газпром» и связанных с ними объектов) рабочее давление жидкости в системах водо- и теплоснабжения, газа в распределительных газопроводах высокого и среднего давления, как правило, не превышает указанного значения.

Поэтому данное потенциальное преимущество КШ остается практически не востребованным.

Отдельное внимание следует обратить на длительное сохранение работоспособности КШ и ЗД (в первую очередь, упомянутой герметичности по классу А согласно ГОСТ 9544) в условиях характерного для общепромышленных трубопроводов (систем водо-, тепло- и газоснабжения) воздействия механических включений (реже — агрессивных примесей), в том числе — после длительного нахождения в полностью открытом или закрытом положении, при наличии постоянного контакта с рабочей средой. Здесь также просматриваются вполне определенные преимущества ЗД перед КШ. Во-первых, механические включения, попадая в зазор между шаром и уплотнительным элементом, приводят к истиранию первого и повреждению второго, в отличие от ЗД, в котором диск при закрывании примыкает к упругой уплотнительной манжете практически без поступательного движения относительно ее. Соответственно, риск повреждения, как самой манжеты, так и уплотнительной кромки поворотного диска, существенно меньше. Во-вторых, длительное нахождение ЗД в полностью закрытом положении может привести к образованию какихлибо механических отложений (например, шлама и продуктов коррозии в теплофикационном трубопроводе) только по узкой кромке примыкания диска к уплотнительной манжете. У полностью закрытого в течение длительного времени КШ площадь уплотнительной поверхности (щели между шаром и уплотнительным элементом) существенно больше. Соответственно, требуется гораздо большее усилие, чтобы «стронуть» КШ из закрытого положения. Авторам известны случаи, когда это сделать просто не удавалось без слива трубопровода, демонтажа крана и последующей обработки сопрягаемых деталей специальными средствами (преобразователями ржавчины и т.п.). Потому применение в таких случаях ЗД вместо КШ является предпочтительным. Что касается применения ТПА на агрессивные среды, то следует отметить, что у ЗД рабочая среда контактирует только с диском и материалом, из которого выполнено седловое уплотнение. Благодаря этому к материалу корпуса ЗД предъявляются менее жесткие требования, что также удешевляет конструкцию ЗД и расширяет область их применения.

И, наконец, ремонтопригодность.

Как уже отмечалось выше, и КШ, и ЗД (рассматриваем только качественные и надлежащим образом сертифицированные изделия) являются высоконадежными современными изделиями, обеспечивающими длительную и безотказную работу, в том числе, в тяжелых эксплуатационных условиях.

Однако самое высоконадежное изделие имеет свой ресурс и межремонтный период. Для КШ и ЗД данный ремонт заключается, прежде всего, в замене уплотнений шара с корпусом (для КШ) и уплотнительной манжеты (для ЗД), а также (в обоих случаях) — в замене осевых уплотнений управляющего штока.

По этому параметру ЗД также имеет несомненные преимущества перед КШ. В большинстве конструкций ЗД общепромышленного исполнения замена уплотнительной манжеты производится и осевых уплотнений занимает не более 5 мин и не требует специального оборудования и высокой квалификации обслуживающего персонала, в то время как у КШ данный процесс существенно более сложный и трудоемкий.

1. На основании изложенного с достаточным основанием можно утверждать, что современные высококачественные ЗД (отличительными характеристиками которых являются производство известного производителя, наличие необходимых сертификатов, изготовление диска из нержавеющей стали, а упругой манжеты из современного упругого материала) имеют существенные преимущества перед КШ по совокупности технико-экономических показателей и могут успешно применяться в сфере ЖКХ, газовой отрасли и изделиях общепромышленного машиностроения, как взамен них, так и, прежде всего, взамен кранов, вентилей и затворов устаревших конструкций.
2. На основании изложенного, можно сформулировать оптимальные условия эксплуатации и определить наиболее рациональные области применения ЗД и КШ.
3. Наиболее характерные условия и объекты применения ЗД следующие:

• рабочее давление до PN=1,6 МПа, температура рабочей среды -25…+150°С, условные диаметры прохода DN=50…1200 мм и более;
• системы водоснабжения, включая водомерные узлы, насосные станции, пожарные установки и гидротехнические сооружения;
• системы теплоснабжения в т.ч. тепловые узлы, тепловые пункты, котельные, тепловые станции и ТЭЦ;
• газораспределительные установки в шкафном и блочном исполнении;
• объекты нефтепереработки, химической и пищевой промышленности.

В то же время, оптимальной сферой применения КШ следует считать:

• рабочее давление PN=1,6 МПа и более, экстремально низкие отрицательные (менее -25 °С) и высокие положительные температуры (более +150°С), условные диаметры прохода DN=10…300 мм;
• магистральные газопроводы и нефтепроводы;
• газораспределительные установки высокого давления и газоперекачивающие станции;
• криогенная техника.

Литература:

1. Горобченко С.Л. Перспективы применения поворотной арматуры вместо вентилей и задвижек в судовых трубопроводах. — Трубопроводная арматура и оборудование, 2011, №4, с. 102_106.
2. Филимонов Д. Hцgfors OY — передовые технологии производства арматуры. — трубопроводная арматура и оборудование, 2009, №5, с. 4_5.
3. DelVal series 44/45, 47/48 & 4M/4N. Double Eccentric High Performance Butterfly Valves. — DelTech Controls, 2010.
4. Стальные шаровые краны БИАЛ. Каталог компании АДЛ, 2011.

Затвор или задвижка: что выбрать? Чем отличается задвижка от вентиля: сравнение запорной арматуры

Затворы применяются на трубопроводах в качестве запорных устройств, но предназначены они не только для перекрытия движения рабочей среды. Дисковые поворотные затворы используются и для регулирования: с их помощью можно изменять расход вещества в соответствии с необходимостью.

Наиболее часто данный тип запорной арматуры задействуется при больших диаметрах труб, в средах с малым давлением, а также при пониженных требованиях к герметичности. Определим следующие основные преимущества дисковых затворов:

• компактные размеры;
• простота конструкции;
• удобство монтажа и ремонта.

Однако говоря о плюсах данного типа оборудования, будет правильно обратить внимание и на некоторые недостатки, присущие дисковым поворотным фланцевым затворам:

• низкая герметичность;
• зачастую требуется установка редуктора;
• прочистка проходит с использованием механических приспособлений.

В моменты выбора именно эти свойства затворов становятся тем переломным пунктом, что заставляют покупателя отказаться от данного устройства.

Что представляет собой затвор?

Прежде всего, стоит отметить, что затворы и задвижки можно рассматривать в разных контекстах. В основном они сопоставляются как элементы, выполняющие определенные функции в конструкции трубопроводов.

  ЭкоСтройПроект — балки для опалубки, арматурные муфты

Затвор

Затвор — чаще всего запорное устройство. Но в некоторых случаях он используется и для регулирования интенсивности потока жидкости или газа в трубопроводе.

Затвор имеет довольно простую конструкцию: в нем есть блокирующий клапан в форме диска, который можно посредством рычага поворачивать вокруг оси. В положении «закрыт» данный диск перпендикулярен потоку воды. В положении «открыт» — параллелен ему.

Конструкция затвора может предусматривать также размещение регулирующего клапана и в промежуточных положениях — так, чтобы движение потока в трубопроводе осуществлялось с желаемой интенсивностью.

Как правило, герметичность блокировки потока с использованием затворов — если говорить о положении «закрыто» клапана — относительно невысока. Поэтому соответствующее устройство чаще всего задействуется в крупных трубопроводах.

В них обычно нет высоких требований к герметичности запорной арматуры, поскольку давление в потоке, как правило, в таких типах инфраструктуры относительно небольшое.

К подобным трубопроводам относятся те, что входят в состав вентиляционных, тепловых, газовых магистралей.

Основные достоинства затворов:

• несложная конструкция;
• простота монтажа и поддержания функциональности;
• небольшой вес, длина;
• оперативность установки регулирующего диска в крайние положения — «открыто» и «закрыто».

В числе недостатков соответствующих устройств:

• невысокая герметичность;
• необходимость задействования во многих случаях больших энергозатрат для смены позиции диска с «открыт» на «закрыт» и наоборот;
• важность инсталляции в ряде случаев редуктора по причине возможности появления крутящих моментов в процессе работы дисков.

Характеристики клиновых задвижек

Запирающим механизмом систем трубопровода также может стать фланцевая задвижка. Материал изготовления зависит от характеристик и особенностей рабочей среды, ее давления и других факторов. Как правило, применяются стальные или чугунные задвижки, в зависимости от состава сплава, они могут работать при давлении до 25 МПа и выдерживать температуру более 500°С.

Такое оборудование нашло широкое применение на энергетических объектах, нефтепроводах, в системах водо- и газоснабжения.

В определенных ситуациях может даже не возникнуть выбора запорного устройства: задвижки могут быть единственным вариантом.

За счет того, что они могут выдерживать до 8 баллов сейсмоактивности, то активно используются на объектах, на территории которых возможны землетрясения.

Говоря о достоинствах чугунной фланцевой задвижки, необходимо отметить следующие моменты:

• высокая герметичность;
• длительный срок эксплуатации;
• работа при высоких показателях давления и температуры;
• небольшое гидравлическое сопротивление, необходимое при большой скорости движения потока рабочей среды.

Однако среди недостатков данного типа оборудования отмечают следующие факторы:

• невозможность регулировки потока;
• долгое время открытия/закрытия;
• достаточная сложность ремонта;
• большой вес и размер устройства.

Что выбрать: затвор или задвижку?

Мы рассмотрели основные моменты работы обоих типов запорной арматуры, охватив наиболее заметные качества.

Если же вы собираетесь купить затвор или клиновую задвижку, стоит помнить о том, что каждый отдельный случай использования оборудования требует индивидуального рассмотрения.

На выбор должны влиять многочисленные факторы, в большей степени связанные с особенностями дальнейшей эксплуатации устройства.

Нельзя оставить без внимания тот факт, что в последнее время в строительной и промышленной сферах наблюдается популяризация дисковых фланцевых затворов.

Сложно поспорить с тем, что по некоторым критериям они, несомненно, превосходят клиновые фланцевые задвижки.

Как мы отметили ранее, к их преимуществам необходимо отнести скорость открытия, а также возможность плавной регуляции потока рабочей среды.

Сравнивая эти типы оборудования, невозможно не отметить и тот факт, что затворы характеризуются значительно меньшим весом. При одном и том же диаметре вес и габариты устройств будут отличаться в несколько раз.

Значительный вес задвижки при этом определенным образом сказывается на трубопроводе, создавая дополнительную нагрузку.

Это также усложняет монтаж и демонтаж устройства, для которого необходимо грузоподъемное оборудование.

Однако несмотря на это, многие предприятия не спешат переходить на использование затворов. Основная причина – долговечность задвижки. Как правило, уплотнение задвижки более прочно, не изнашивается под воздействием температуры, не рассыхается от времени и воздействия рабочей среды.

  Труборез: разновидности и назначение

Задвижки пока не могут быть вытеснены затворами с рынка запорной арматуры и по той причине, что гарантируют максимальную герметичность. Кроме того, дисковые затворы при некоторых типах рабочей среды вообще не могут быть использованы, поскольку они способны ухудшить гидравлические характеристики.

Если сравнивать задвижку и дисковый затвор, то следует отметить, что дисковый затвор в отличие от задвижки отличается более плавной регуляцией расхода рабочей среды и меньшими затратами времени на закрытие и открытие.

В то же время затворы не могут похвастаться высоким уровнем точности регулирования. Для того, чтобы открыть или закрыть затвор, нужно просто повернуть диск на 90 градусов.

Как элемент запорной арматуры затвор может иметь несколько фиксированных позиций.

Выбирая Затвор дисковый , вы должны в первую очередь ориентироваться на такие характеристики как укладываемый в поворот рабочего диска расход рабочей среды. При этом поворот диска может варьироваться в пределах от 15 до 75 градусов. Именно этот диапазон позволяет обеспечить наиболее пропорциональные показатели расхода рабочей среды, которая при этом не наносит вреда самому затвору.

Кроме того, нужно отметить, что процесс регуляции потока рабочей среды посредством узкой щели приводит к кавитации, разрушающей покрытие и седловое уплотнение диска. Предотвратить протечки позволяет использование специальных уплотнителей из эластичного материала. Кроме того, такие уплотнители берут на себя функцию защиты корпуса и покрытия затвора.

Обычно срок службы резинового уплотнителя составляет 5-10 лет, после чего его необходимо заменить на новый. Процедура замены предельно проста и не требует ни специальных знаний, ни опыта. Если в качестве уплотнения используется металл, нужно помнить о том, что попадание в рабочую среду твердых фракций может легко привести к выводу из строя всего затвора.

Несмотря на то, что Затвор дисковый поворотный может быть установлен практически в любом положении, при большом диаметре затвора шток должен находиться к горизонтальном положении, в противном случае повышается риск заклинивания из-за попадания в область штока твердых частиц. Малая монтажная длина и небольшие весогабаритные характеристики, особенно по сравнению с теми же задвижками, также являются преимуществом затворов. Такие качества обеспечивают легкость монтажа и снижение нагрузки на систему трубопровода.

Отсутствие в затворах резьбовых рабочих пар исключает возникновение коррозии из-за воздействия рабочей среды.

Кроме того, затворы не имеют застойных зон в своей проточной части, поэтому длительная остановка системы не приводит к застою рабочей среды в затворе, чего не скажешь о задвижках.

В качестве заключения стоит также отметить, что затворы могут быть автоматизированы любыми средствами. К тому же они являются отличным вариантом для установки на трубопроводных системах с теплоизоляцией, что обеспечивается их конструкционными особенностями.

Разумеется, Задвижка является в результате такого сравнения не менее качественной и надежной деталью трубопровода. Однако, если вы затруднялись именно в выборе между затвором и задвижкой, в большинстве случаев предпочтение стоит отдать как раз затвору.

При этом, задвижки очень часто используются в промышленных системах трубопровода. Более того, их надежность позволяет применять их даже на самых опасных участках трубопроводных систем.

Некоторые виды задвижек представляют собой единственно возможное решение в условиях, например, повышенной сейсмичности, поскольку они способны выдерживать до 8 баллов сейсмической активности.

Таким образом, выбор в любом случае будет зависеть от индивидуальных требований каждого отдельно взятого случая.

Добавить сайт в закладки

• Виды
• Выбор
• Монтаж
• Отделка
• Ремонт
• Установка
• Устройство
• Чистка

Главное отличие вентиля от задвижки, анализ конструктивных особенностей конструкции позволяет сделать правильный выбор арматурного устройства при монтаже трубопровода.

Дисковый затвор выгодно отличается от задвижки по таким показателям как малое время открытия и закрытия и возможность плавного регулирования расходы среды. Правда, точность регулирования у затворов все же невысока. Открытие-закрытие затвора производится простым поворотом диска на 90о.

Для использования в качестве регулирующей арматуры предусмотрено несколько фиксированных положений. Затвор должен выбираться под определенный расход рабочей среды, который должен укладываться в поворот диска приблизительно от 15о до 75о.

В этом диапазоне поворота диска затвор обладает пропорциональной характеристикой расхода, а поток рабочей среды не наносит вреда затвору.

Регулирование расхода рабочей среды в узкой щели приводит к интенсивной кавитации, которая разрушает седловое уплотнение и покрытие диска.

Использование эластичных уплотнений в дисковых затворах надежно исключает протечки во время эксплуатации затвора, обеспечивая герметичность класса А в соответствии с ГОСТ 9544-93 (без видимых протечек) и одновременно выполняя функции защитного покрытия для элементов корпуса и диска.

Износостойкость используемой резины при соблюдении условий эксплуатации гарантируется в течение 5-10 лет или до 100 тыс. закрытий и открытий. После этого может потребоваться замена уплотнения, что предполагает несложную операцию, не требующую особой квалификации.

Использование же уплотнения «металл по металлу» требует очень внимательного отношения к рабочей среде, так как любое попадание в среду твердых фракций выводит его из строя. Потеря герметичности в затворе с резиновыми уплотнениями происходит постепенно, по мере выработки, а не лавинообразно, как у других уплотнений.

Применение защитных покрытий на основе эластомерных и полимерных материалов для деталей, непосредственно контактирующих с рабочей средой, обеспечивает стойкость арматуры к воздействию агрессивных сред. Эластомерный или металлорезиновый вкладыш исключает контакт рабочей среды с корпусом затвора, а эластомерное или полимерное покрытие защищает диск.

Поворотные затворы могут устанавливаться в любом положении, однако затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении штока, так как при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Простота и удобство монтажа затворов, особенно в стесненных условиях, обусловлена малой монтажной длиной (в 4,5 раза меньше, чем у традиционной задвижки). Помимо компактных размеров дисковый затвор отличается малыми весогабаритными характеристиками. Так вес одного затвора может быть до восьми раз меньше веса задвижки того же условного прохода. Это уменьшает весовую нагрузку на трубопровод и упрощает монтажные работы, потому что не требует мощного грузоподъемного оборудования и специальных монтажных площадок.

Дисковый затвор не имеет резьбовых рабочих пар. Резьбовая пара втулка-шпиндель задвижки подвергается коррозии из-за воздействия внешней среды и выходит из строя, особенно в колодцах теплотрасс, имеющих теплую и влажную окружающую среду, а также при установке задвижек на открытых площадках.

Дисковый затвор, в отличии от задвижек не имеет застойных зон в проточной части, а значит, рабочая среда не застаивается в корпусе затвора даже при длительной остановке системы. Скапливающиеся в застойных зонах задвижки различные механические примеси, присутствующие в проводимой среде, рано или поздно приводят к невозможности герметичного перекрытия потока.

Затвор удобен для установки на трубопроводах с теплоизоляцией. Наружный диаметр корпуса затвора не превышает наружного диаметра фланца трубопровода, а органы управления затвора расположены выше габаритного размера теплоизоляции. Для дискового затвора возможна любая автоматизация.

Он может управляться как ручными средствами (рукояткой или редуктором), так и пневмо- или электроприводом отечественного либо зарубежного производства.

Использован материал из журнала «ТПА» №2 (47) 2010

Устройство задвижек

Задвижка представляет собой арматурное устройство, имеющее затвор в виде диска, листа или клина, перемещающегося вдоль уплотнительных колец корпуса перпендикулярно оси потока среды.

В зависимости от конструкции задвижки могут быть проходными и суженными, имеющими отверстия уплотнительных колец меньше диаметра трубопровода.

В зависимости от геометрии затвора задвижки разделяют на параллельные и клиновые. Клиновые задвижки оснащаются клиновым затвором с уплотнительными поверхностями, которые располагаются под углом друг к другу. Клин затвора может быть цельным упругим, цельным жестким или составным двухдисковым.

Оснащены затворами, уплотнительные поверхности которых параллельны друг другу. Такая конструкция может быть однодисковой (шиберной) или двухдисковой.

Задвижки могут оснащаться выдвижным шпинделем (штоком) и не выдвижным (вращаемым шпинделем). Они отличаются конструкцией винтовой пары, благодаря которой перемещается затвор. Задвижки с вращаемым шпинделем обладают меньшим строительным размером.