Процедурва установки и преимущества использования клиновой задвижки из стали

Какими бывают задвижки для трубопроводов, устройство и принцип работы

Эксплуатация любой трубопроводной промышленной магистрали предусматривает наличие элементов, перекрывающих поток жидкости, газа, сыпучих материалов и других видов рабочих тел при необходимости обслуживания или ремонта. Функции запора и регулировки потока движущегося вещества в линиях выполняют задвижки для трубопроводов, имеющие различное назначение и конструктивное исполнение.

Область применения

Задвижки используют в качестве запорной и регулирующей поток арматуры в трубах, иногда с их помощью управляют объемом подачи за счет снижения условного диаметра прохода.

Задвижки редко применяются в быту, в основном они служат для регулировки водо- и газоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве, в магистралях для транспортировки газа, нефти, пищевой и химической промышленности при подаче технологических компонентов в производственном процессе.

Запорные элементы используют на трубопроводах с большими условными диаметрами прохода, применяемые материалы изготовления – недорогие черные и цветные металлы в различных сочетаниях.

Рис.1 Запорное оборудование для водоснабжения

Что такое задвижки: назначение и основные конструктивные элементы

Задвижкой называют вид трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия или регулирования потока вещества, проходящего по магистрали. Они могут работать в среде с газообразными, сыпучими, жидкими веществами различной вязкости и химической активности.

Основными конструктивными элементами в системе задвижки любой конструкции являются:

  • Корпус. Состоит из основной части и крышки, первая помещается непосредственно в магистраль, а вторая служит для крепления и управления перемещением запорного элемента. Корпус выполняют из металла: стальных сплавов, нержавейки, латуни, алюминия, ковкого чугуна, последний покрывают антикоррозионными слюдосодержащими красками или эпоксидными грунтовками.
  • Запор. Элемент (заслонка) имеет конструктивное исполнение в виде металлического клина, шибера, диска или гибкой трубы из эластичных материалов, для повышения герметичности металл иногда покрывают резиной (эластомер). При перемещении узел плотно входит в профильное седло, расположенное в корпусе, и герметично перекрывает канал.
  • Приводная система. Предназначена для управления перемещением заслонки в узле, представлена механическими конструкциями в виде маховика, перемещающегося на выдвижном или стационарном штоке, также используются пневматический, электрический и гидравлический приводы.

Рис. 2 Трубопроводные задвижки из стали – параметры по ГОСТ 9698-86

Достоинства задвижек

Основные параметры задвижек регламентированы ГОСТ 9698-86, используемые в промышленности изделия имеют следующие особенности:

  • Простота конструкции. Корпус состоит из основной части, помещаемой в линию посредством фланцевого или муфтового резьбового (для малых диаметров) соединения, его крышка крепится гайками или болтами – это упрощает процедуру установки, демонтажа и ремонта устройства.
  • Высокие технические характеристики. Задвижная арматура в зависимости от назначения и условий эксплуатации выдерживает рабочую температуру от -60 до +565 С., давление от 0,16 до 25 Мпа. (1, 6 – 250 бар.) в стальных конструкциях. При этом предел давлений для чугуна составляет 25 бар., для изделий из цветных металлов – 40 бар.

Рис. 3 Запорная чугунная фланцевая арматура

  • Универсальность. Устройства могут работать в магистралях любого назначения с высокой химической активностью передаваемых веществ, рассчитаны на использование в трубопроводах диаметров от 15 до 2000 мм.
  • Высокие гидравлические характеристики. Задвижные устройства подбирают по внутреннему диаметру трубопроводов, имеющему стандартные значения, поэтому они не влияют на гидравлическое сопротивление в линии. Плавное перемещение заслонки при перекрытии потока транспортируемого вещества позволяет избежать гидравлического удара в системе. Конструкция задвижных элементов и корпусного седла рассчитана на создание высокой герметичности перекрываемого канала.
  • Хорошая ремонтопригодность. Монтаж и ремонт арматуры и фитингов с задвижками легко провести при наличии простого инструмента и комплектующих – разводных сантехнических ключей, прокладок. Заслонки и прокладки в случае износа просто снять и поменять на новые.
  • Длительный срок службы. Корпусные детали и затворы изготавливаются из прочных долговечных материалов, рассчитанных на использование в конкретной рабочей среде, внутренние заслонки делают из коррозионно-устойчивых металлов – это существенно увеличивает их эксплуатационный срок.

Рис. 4 Виды задвижек из цветных металлов

Минусы

При изготовлении запорной арматуры для удешевления часто используют чугун, подобные конструкции имеют следующие недостатки:

  • Высокий вес задвижек затрудняет монтаж узлов при больших диаметрах трубопроводов – может понадобиться несколько рабочих или специальная подъемная техника для удержания массивной детали. К примеру, вес чугунного запора с условным проходом 1600 мм. Согласно ГОСТ 9698-86 составляет 10025 кг.
  • Чугун относится к коррозионно неустойчивым материалам, со временем его внутренняя поверхность ржавеет, покрывается раковинами и известковым налетом – это приводит к нарушению герметизации при перекрытии потока.
  • Еще к одним недостатком чугуна относится его хрупкость, приводящая к необратимой поломке изделия при сильных ударных воздействиях.
  • Дешевое сальниковое уплотнение с набивкой, какое находит применение в бюджетных чугунных изделиях, не является достаточно герметичным по сравнению с современными торцевыми уплотнениями – в процессе его эксплуатации нередко возникают утечки транспортируемого вещества.

Рис. 5 Принцип работы затвора клинового типа

Задвижки для трубопроводов – виды и классификация

Задвижные узлы имеют разные конструктивные и физические параметры, по конструкции и классификации задвижек их подразделяют на следующие классы:

  1. По технологии изготовления корпуса:
  • Сварные.
  • Литые – основной метод формообразования корпусов.
  • Кованые или штампованные – технология применяется для создания высокопрочных корпусов, детали соединяются между собой сваркой.
  • Комбинированные – производятся из кованых и штампованных деталей посредством сварки.
  1. По типу уплотнения:
  • Графитоармированные, жидкометаллические.
  • Сальниковые – подвижной шпиндель или шток отделяется от рабочей среды сальниковой прокладкой, пропитанной маслом и сжатой накидной гайкой или специальной деталью – сальником.
  • Сильфонные – герметичность достигается за счет использования гофрированных упругих оболочек из металлических и синтетических материалов.

Рис. 6 Разборка клиновидной системы (корпус, вид клина задвижки)

  1. По типу передачи усилия к заслонке:
  • Вращательное – применяется в ручных механических системах, где винтовой шпиндель перемещается за счет маховика.
  • Поступательное – шток имеет цилиндрическую форму и перемещается за счет передачи ему усилия гидравлическим или электрическим способом.
  1. По типу привода:
  • Ручной – для передачи усилия используют маховик и шпиндель с резьбой.
  • Электрический – управление задвижкой происходит перемещающимся шпинделем, который является якорем электрокатушки.
  • Гидравлический – на подвижный шток с заслонкой, помещенный в герметичный цилиндр, оказывает давление гидравлическая жидкость.
  • Пневматический – шпиндель передвигается за счет давления на его поверхность сжатого воздуха.

  1. По конструктивному исполнению затворного узла:
  • Клиновые. Затвор имеет клиновидную форму, при опускании располагается между двумя наклонными седельными поверхностями.
  • Параллельные (одно- или двухдисковые, шиберные). Затворный элемент сделан в форме плоского диска или шибера, которые запирают канал, опускаясь в небольшие профильные углубления в корпусе.
  • Шланговые. При работе системы затворный механизм сдавливает эластичный резиновый шланг, перекрывая тем самым канал движения вещества.
  • Поворотные. Запорный элемент в виде диска располагается в канале трубы на его центральной линии, при работе он разворачивается вокруг центральной оси и перекрывает поток проходящего вещества.

Клиновые задвижки

Устройство задвижки данного типа представляет собой заслонку с расположенными под углом поверхностями, которая при отпускании располагается в клинообразном седельном гнезде.

Жесткий клин

Модель отличается невысокой стоимостью, простотой, жесткостью, надежностью и хорошими параметрами герметичности, при изготовлении требует использования высокоточного оборудования. Клин шарнирно подвешен к шпинделю, размещенному в верхней крышке, и опускается в канал по встроенным в корпус направляющим, система способна работать с большими перепадами давления. К недостаткам относится сложный ремонт и заклинивание при воздействии высоких температур в результате линейного расширения металла при нагревании.

Рис.8 Двухдисковый клин – конструкция

Клин с двумя дисками

Клиновые модели данного типа состоят из заслонки в виде двух размещенных под углом дисков с разжимной деталью между ними (имеет вид шарообразного грибка) – это позволяет ей самоустанавливаться, обеспечивая при этом высокую плотность перекрытия канала и исключая заклинивание.

Типы задвижек с двумя дисками имеют сложное конструктивное исполнение и соответственно дороги, их преимущества – малый износ затворных и седельных поверхностей за счет отсутствия контакта по пути перемещения, высокая степень герметизации, небольшое прилагаемое усилие для закрывания прохода.

Устройства выпускают только с выдвижным штоком, многие модели бывают с кольцевыми уплотнениями на затворных дисках, позволяющими повысить герметизацию прохода.

Рис. 9 Разновидности поворотных систем

Упругий клин

В данной конструкции привод затвора разрезан на две части и между ними расположен пружинящий элемент – это позволяет перемещаться уплотнительным элементам относительно друг друга на небольшой угол, обеспечивая тем самым лучший контакт с седельным кольцом. При изготовлении не требуется высокоточная подгонка, исключено высокотемпературное заклинивание, к недостаткам относится повышенная истираемость плоскостей клина в результате раннего вступления в контакт при опускании.

Поворотные

Устройство такого типа называют дисковым поворотным затвором, при работе диск располагается в потоке вещества и перемещается по его направлению. Диски используются в системах с диаметром трубопроводов до 1200 мм. при температурах среды от -200 до +450 С. и давлении до 600 бар. Устройство имеет простую конструкцию, малые размер и массу, хорошо герметизирует перекрываемый канал, легко ремонтируется. К недостаткам относят высокое сопротивление потоку, работу только в одну сторону, невозможность использования в среде с повышенной вязкостью и загрязненностью.

Параллельные (шиберные)

В данных устройствах поверхности седел и затворного диска параллельны, при опускании диск (шибер) герметично перекрывает проход за счет давления на его поверхность проводимой среды. К недостаткам относят большие энергозатраты на перемещение в результате трения уплотнительных колец седла и шибера на всем пути движения и соответственно повышенное истирание герметизирующих поверхностей. Используется при пониженных требованиях к герметичности, легко обслуживается и ремонтируется.

Рис.10 Шиберные параллельные задвижки

Шланговые

При транспортировке агрессивной химической среды в системе, задвижки должны иметь высокую защиту от коррозии – лучшим вариантом в этом случае является использование устройств шлангового типа. Узел имеет рабочий канал в виде эластичного гибкого шланга, который при перекрытии потока сжимается в средней части.

Рис. 11 Шланговый тип задвижки – принцип действия

Маркировка

Маркировка задвижной трубопроводной арматуры регламентируется в соответствии с ГОСТ 4666-75, она выполняется на корпусе или табличке с указанием следующих данных:

  • наименование предприятия;
  • давление, температура;
  • проходной диаметр;
  • марка стали в случае использования материалов со специальными свойствами (повышенной коррозионной, температурной стойкостью);
  • знак качества при его наличии.

Рис. 12 Примеры маркировки

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 проверяют 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 используют 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.

Ознакомительное видео про задвижки для трубопроводов

Как устроена клиновая задвижка, какие виды бывают и как их монтировать?

Здравствуйте, дорогие читатели. Всем доводилось, наверное, сталкиваться с прорывом трубопроводов. Причем чаще всего это случалось в местах, где была установлена так называемая клиновая задвижка. Что это такое?

Для надежного перекрытия потока жидкости или иной рабочей среды в строительных трубопроводах широко используются запорную арматуру. Наиболее популярный и простой вариант – задвижка, то есть устройство для прекращения потока рабочей среды путем с помощью широкой плоской детали (клина», полностью перекрывающего зев трубопровода.

Устройство и принцип работы клиновой заглушки

Устройство относится к классу запорной арматуры. Конструкция включает в себя элементы корпуса, соединяющего два участка трубопровода, и двигающийся с помощью резьбового штока плоский клин или иная затворная деталь.

Конструкция представляет собой корпус и крышку, которые при соединении образуют полость для рабочей среды (под далением). Внутри это полости помещен затвор. Его перемещение между седлами (они располагаются параллельно или под небольшим углом схождения) происходит вертикально, то есть перпендикулярно оси обоих седел и подведенных к ним отверстий, соединенным с трубопроводами. Изменение положения затвора (в открытом или закрытом состоянии) обеспечивается резьбовой парой шпиндель-ходовая гайка.

Вместо резьбового шпинделя может использоваться шток, который совершает только поступательное движение. Такое решение применяется в гидро- или пневмоприводах.

Для ручной регулировки на конце шпинделя устанавливается штурвал (маховик). Уплотнение шпинделя (штока) обеспечивается втулками и сальниками.

Читайте также:  Как в загородном сооружении качественно утеплить пол из древесины

Изделие отличается небольшой строительной шириной и относительно большой высотой. Это объясняется необходимостью обеспечить свободный ход штока не менее чем на диаметр отверстия. Небольшой ролик поможет уяснить принцип работы механизма.

Где применяют клиновые задвижки

Запорную арматуру с клиновыми элементами применяют на трубопроводах местного и магистрального значения. Допустимо использование в широком диапазоне температур, давления и диаметра трубопровода – до 565 градусов Цельсия, 25 Мпа и 2000 мм соответственно. Удобны для тепло- , газо- и водоснабжения, транспортировки нефти и газа в промышленных масштабах.

Один из вариантов применения – внутридомовые и транспортные коммуникации (например, система трубопроводов корабля или подводной лодки).

Выбор автоматизированной или управляемой вручную задвижки зависит от диаметра трубопровода, давления в трубах (а также температуры) и других эксплуатационных особенностей коммуникаций.

Достоинства и недостатки задвижек клинового типа

Стоит отметить позитивные и негативные особенности стальных и чугунных клиновых задвижек:

  • благодаря малому гидравлическому сопротивлению они удобны для установки на магистральных трубопроводах с высокой скоростью и напором рабочей среды. Закрывание и открывание отверстия происходит плавно, это позволяет избежать гидравлического удара в системе;
  • конструкция не сложна, это повышает работоспособность и ремонтопригодность изделия. Однако ремонт, установка и чистка устройства затруднены в силу постоянного движения (или напора – при состоянии «закрыто») потока в магистрали;
  • в силу конструкции не могут использоваться для регулировки расхода рабочей жидкости (газа), но не среды с твердыми включениями. Применяется только для обеспечения транспортировки или прекращения потока. Мгновенное действие невозможно, длительность периода перевода устройства из положения «закрыто» в положение «открыто» и наоборот зависит от скорости ручного привода штока (для всех моделей, кроме автоматических). При этом допустимо движение рабочей среды в обе стороны, без изменения сопротивления;
  • уплотнительные элементы в клиновых задвижках подвержены быстрому износу.

Интересно: обычно устройства выполняются полнопроходными, то есть диаметр отверстия в корпусе отличается от диаметра трубопровода на 2…15% в сторону уменьшения. При этом сужение выполняется для того, чтобы уменьшить крутящий момент при изменении положения штока (управление задвижкой).

Запорная арматура, в зависимости от диаметра магистральной трубы, выполняется из стали и сплавов на основе черного металла. Более легкие сплавы (алюминиевые, латунные, силуминовые) допустимы только при стабильной температуре рабочей среды и давлении менее 0,5 Мпа.

Разновидности клиновых задвижек

В зависимости от особенности конструкции задвижки и компоновки, выделяют разные типы запорной арматуры.

  • Шиберная – иначе называется ножевой. Запирающее устройство представляет собой плоскую пластину между двух фланцев. Применимо для сред с наполнением и примесями (например, канализационных стоков). При этом герметичное отсечение потока не обеспечивается, но при изготовлении шибера в виде ножа допустимо измельчение примесей в рабочей среде.
  • Задвижка параллельная с выдвижным шпинделем – разновидность клиновой. Между двумя седлами вклинивается не одна деталь, а две – плоские диски, разжимаемые малым клином. Благодаря плотному прилеганию к уплотнителям седел, соединение становится герметичным.
  • Клиновая – принцип работы тот же, что и у параллельной, но к седлам прижимается единая деталь – обрезиненный клин.
  • Шланговые – этот механизм условно относится к задвижкам, поскольку в нем нет седел. Металлические детали конструкции изолированы от рабочей среды шлангом из специально резины. Для перекрытия потока шланг пережимается штоком (шпинделем).

По материалу корпуса задвижки разделяют на:

  • чугунная – литые;
  • стальные (25-Л2, Ст3, 12Х18Н9ТЛ) – литые и штампосварные (сварка заготовок, изготовленных из листа путем штамповки);
  • алюминиевые (сплавы на основе алюминия) – литые.

Кроме перечисленных металлов для уплотнительных колец применяется фторопласт, латунь, уплотнения клина и шланг в шланговых задвижках изготавливают из специальной резины. Свойства резины подбираются соответственно рабочим условиям трубопровода. Задвижка клиновая латунная – вариант для слабо нагруженных коммуникаций.

По типу управления:

  • при помощи электрического привода, пневмо- или гидропривода;
  • ручное – для вращения штока применяется маховик (штурвал).

Как уже говорилось, при ручном управлении возможно два варианта движения рабочего органа – вверх-вниз (шток), вверх-вниз с вращением (шпиндель). При этом клин (диски, шибер) закреплены на шпинделе так, чтобы осуществлять только поступательное движение. В автоматизированных устройствах обеспечение вращения не рационально, поэтому используется конструкция со штоком.

Механизм устройства открывания

Ходовой механизм клиновой задвижки (резьбовая пара шпиндель-гайка или шток) могут находиться в полости устройства в рабочей среде или вне ее. В первом случае шпиндель задвижки является не выдвижным, во второй – выдвижным.

Для задвижки с невыдвижным шпинделем характерно погружение узла шпиндель-гайка в тело рабочей среды. Высота положения шпинделя при изменении положения затвора не меняется, поскольку затвор соединен с гайкой и она навинчивается на стержень, поднимая тем самым затвор.

Устройство удобно в тех ситуациях, когда важны ограничения строительной высоты трубопровода (например, в подземных коммуникациях) и не подходит для ответственных магистралей.

Выдвижной шпиндель поднимается над нижним положением по мере подъема затвора, ходовая гайка остается на месте. Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем фланцевая более надежна и практична, поскольку резьбовая часть устройства не подвержена коррозии от действия рабочей среды, ее легче ремонтировать и заменять при необходимости.

Более подробно о схеме задвижки, особенностях ее использования и ремонта можно узнать из ролика.

Разновидности конструкции клина

Выбор типа клина для клиновой задвижки зависит от условий эксплуатации устройства.

  1. Жесткий клин. Особенности применения: для максимально герметичного запора. Он требует точной подгонки рабочих деталей (угла сужения клина и наклона седел), может стопориться при резких температурных перепадах или повреждениях контактных поверхностей.
  2. Двухдисковая конструкция – запор состоит из двух дисков, имеющих небольшую свободу перемещения. Благодаря этому такой точной подгонки контактных поверхностей клина и седел не требуется, уменьшается риск стопора системы, хотя конструкция механизма чуть более сложна в выполнении.
  3. Упругий клин представляет собой модификацию механизма с двумя дисками. Изменение их положения друг относительно друга обеспечивается гибким элементом. Самоустановка дисков относительно контактной поверхности седел меньше, механизм в целом проще.

ГОСТы и технические характеристики

Технические требования и нормы, касающиеся изготовления, конструкции, эксплуатации клиновых задвижек и другой запорной арматуры, изложены в следующих нормативных документах.

ГОСТы периода СССР

ГОСТ 5762—2002. Арматура трубопроводная промышленная. Задвижки на номинальное давление не более PN 250.

Нормативными документами определяются такие технические характеристики задвижек:

Диаметры и размеры

Габаритные и установочные размеры клиновых задвижек определяются ГОСТами и ТУ и отличаются для изделий, произведенных из разных материалов, разного назначения. Так, для изделий 30ч925брМ и 30ч39р параметры приведены в таблице.

Модельный ряд клиновых задвижек включает в себя изделия с условным диаметром (номинальным диаметром пропускного отверстия) 15…2000 мм.

Производители и средние цены

Среди производителей можно выделить такие отечественные и зарубежные компании (ближнее зарубежье):

  • Агрокомплект, ЗАО (Россия, Подольск);
  • Армалит, ОАО (Россия, Санкт-Петербург);
  • Благовещенский арматурный завод, ОАО (Россия, Благовещенск);
  • Будава, АОЗТ (Литва, Каунис);
  • Завод элементов трубопроводов, ЗАО (Россия, Большой Исток);
  • Ивано-Франковский арматурный завод, ОАО (Украина, Ивано-Франковск);
  • ИКАР, Курганский завод трубопроводной арматуры, ООО (Россия, Курган);
  • ИнтерАрм, группа компаний (Россия, Москва).

Для задвижек из черных металлов индекс цен по указанным производителям составляет 1.9777 рублей/+12.90% (по данным Infogeo.ru).

Для зарубежных производителей (Tecofi, HAWLE, BRANDONI, UKSPAR и другие) цены колеблются в диапазоне 800…170 000 рублей, в зависимости от марки, характеристик и назначения изделия.

Монтаж

Основные правила монтажа и установки клиновой задвижки:

  • предварительно убедиться в пригодности изделия для установки по техническим характеристикам и реальной работоспособности;
  • следить за частично открытым положением затвора в процессе;
  • при номинальном диаметре устройства более 100 мм использовать дополнительные опоры;
  • для перемещения изделия с помощью подъемно-транспортной техники крепить только за монтажные проушины;
  • для подземной установки устроить основание из трамбованного грунта без острых фракций, толщина основания для бесканальной прокладки коммуникаций – не менее 200 мм;
  • после установки проверить работоспособность участка трубопровода сначала при минимальном, потом при номинальном и при максимально допустимом давлении. В процессе испытаний затвор должен быть полностью опущен или поднят.

Выбор прокладок для соединения фланцев задвижки с фланцем трубопровода следует осуществлять согласно требованиям.

Тип прокладкиРабочее давление, барТемпература, градусы Цельсия
ПаронитоваяДо 63-50…450
ФторопластоваяДо 70-120…150
Резиновая (EPDM)До 610…60

Допустимые усилия при затяжке гаек приведены в таблице «Моменты затяжки шестигранных гаек фланцевого соединения».

Номинальный диаметр (DN)Гайка/болт, номинальный диаметр резьбыМомент, Нм
15…32М1015…30
40…65М1235…50
80…100М1675…100
125…150М1680…120
200М20150…200
250…400М24340…410
500М27340…410

Для лучшего понимания процесса монтажа, управления и подключения представлено видео об установке задвижки большого номинального диаметра в колодец подземных коммуникаций:

Заключение

Правильно выбранная задвижка обеспечивает бесперебойную работу, надежность трубопровода и при соблюдении условий эксплуатации выдерживает период работы, превышающий гарантийный срок в 3. 5 раз.

Если статья показалась Вам полезной – не забывайте делиться ссылкой на нее в социальных сетях и заходите на наш сайте. Здесь есть еще много нужных и интересных материалов.

Принцип работы и сферы применения клиновых задвижек

Запорная арматура, установленная на трубопроводах, управляет потоком перекачиваемых жидкостей и газов. Один из видов запорных элементов — устройство в форме клина, называется клиновой задвижкой, которая используется исключительно как запирающая конструкция, но не применяется для регулирования потока, поскольку имеет только два положения «открыто» и «закрыто».

Сферы применения задвижек

Клиновые задвижки устанавливают в конце трубопровода, а также в местах перекрытия движения рабочей среды для выполнения технологических и аварийных работ.

Этот вид запорной аппаратуры изготавливают в широком диапазоне условных диаметров и рабочих давлений под все типоразмеры трубопроводов, поэтому они используются в различных трубопроводах.

Задвижки с упругим клиновым затвором обеспечивают надежное перекрытие скоростных потоков и способны работать под высоким давлением.

Нашли применение в нефтяной и газовой промышленности.

Задвижки этого типа используют химические предприятия, имеющие технологические линии по прокачке агрессивных растворов.

Хозяйствам горячего теплоснабжения подходит разделительная клиновая задвижка, затвор которой разделен на 2 части, для увеличения диапазона смещения. Это позволяет компенсировать тепловые расширения. Можно применять на паровых линиях.

Устройство и принцип действия

Основные детали клиновых задвижек

  • корпус,
  • затвор,
  • шток,
  • штурвал,
  • сальниковый узел,
  • крышка корпуса,
  • направляющий диск.

Устройство работает по принципу винтового домкрата: вращение штурвала влево перемещает шток вверх вместе с затвором.

Направляющий диск (их два по обе стороны затвора) запрессован в посадочное гнездо под углом. Оба диска образуют форму клина. Положение между направляющими дисками занимает круглый плоский затвор. Такая конструкция обеспечивает герметичное перекрытие потока, даже при высоких давлениях и скорости.

По способу линейного перемещения клинового затвора задвижки бывают с выдвижным и невыдвижным штоком.

Задвижка с выдвижным штоком

Задвижка с выдвижным штоком позволяет контролировать положение затвора по выдвинутой части штока во время вращения штурвала.

Линейное перемещение штока действует по принципу винтового домкрата, используя вращение штурвала. Шток при этом выдвигается вверх, увлекая затвор, который скользит вдоль пластин, заходит в пространство корпуса под крышкой.

Вращение открытия выполняют влево. Закрытие по часовой стрелке – вправо.

Сальниковое уплотнение прижимается крышкой, которая упирается в прижимную втулку, надетую на шток. Если поджать гайки, то крышка упрется в прижимную втулку, которая будет поджимать сальники штока.

Обратите внимание! Сальниковый узел надо периодически поджимать, потому что уплотнение изнашивается. Если этого не делать появятся пропуски через сальниковый узел. Выдвижной шток контролируется высотой хода.

Задвижка с невыдвижным штоком

Чтобы открыть затвор — производят вращение штурвала по часовой стрелке. Конструкция уменьшает длину штока, убрав винтовую часть внутрь корпуса.

При использовании задвижки с невыдвижным штоком при вращении маховика трудно определить позицию затвора, поэтому перед монтажом важно проверить число оборотов от позиции «закрыто» до «открыто», затем нанести на штурвале стрелку вращения, позицию, число оборотов для удобства использования.

Принцип действия задвижки с не выдвигающимся штоком напоминает работу съемника: винтовая часть штока вворачивается в затвор, и он по направляющим дискам входит в пространство корпуса под крышку.

Читайте также:  Расчет мощности солнечной электростанции для дома: особенности и конструкция

Плюсы и минусы клиновых задвижек

Простая конструкция не вызывает сложностей в использовании, управление не требует особых усилий. При этом популярность клиновых задвижек объясняется целым рядом достоинств:

  • точное позиционирование положения «открыто» и «закрыто»;
  • перекрытие даже высокоскоростных потоков;
  • герметизация канала без дополнительных усилий на маховике;
  • перепад давления в открытом положении почти не изменяется;
  • в открытом положении затвор расположен выше потока жидкости и не разрушается абразивными частицами.

При всем этом, конструкция имеет свои минусы:

  • требует дополнительное место для размещения поднятого затвора;
  • ручное управление открытием-закрытием происходит медленно;
  • в открытом положении в пространство между направляющими дисками часто попадают твердые отложения, что препятствует герметичному закрытию задвижки;
  • не подходит для регулирования движения рабочей среды;
  • подвержена вибрации в частично открытом состоянии;
  • есть сложности в выполнении притирки и шлифовки внутренних деталей.

Требования к запорной арматуре

Повышенные требования к запорной арматуре определены высокими давлениями в трубопроводе и условиями пользования. На опасных производственных объектах запорная арматура сертифицирована.

К ней поставляется ЗИП, куда входят сменные узлы и детали: прокладки из фторопласта, кольца для герметизации соединений трубопроводов высокого давления, крепежная арматура, другие детали.

На корпусе задвижки указывается размер и давление, на которое рассчитана задвижка. Могут быть буквы, обозначающие тип арматуры, например, ЗКЛ2-150-14 означает: задвижка клиновая литая. 2-модификации, условный диаметр 150 мм, давление 1,4 МПа.

Остальные данные указываются в техпаспорте изделия.

Кроме этих стандартов, есть международные: API, BS, MSS, ASME.

Например, API 600 представляет собой стандартную спецификацию для стальных задвижек с фланцевыми или стыковыми концами и болтовыми крышками, которые предназначены для применения в тяжелых условиях эксплуатации, таких как нефтеперерабатывающий завод и связанные с ним применения.

Материалы для изготовления клиновых задвижек

Чтобы не ошибиться в выборе нужного запорного устройства, надо предварительно составить схему будущих коммуникаций, определить условия эксплуатации. При выборе важно учитывать условия, при которых используются запорные устройства.

Для работы при низких показателях давления подойдут чугунные сплавы, для средних давлений и при работе с агрессивными средами используют задвижки из бронзы и сплавов цветных металлов, для работы под высоким давлением — стальные.

Нормы EN определяют материалы и для различных элементов задвижек:

Название деталиМатериалы для изготовления
1КорпусУглеродистая стальНержавеющая сталь
30лс76нж, 30лс41нж,08Х18Н10 (10Х17Н13М2Т, 12Х18Н10Т, для агрессивных сред)
2Крышка30лс41нж, 30лс541нж08Х18Н10, 12Х18Н10Т
3Затвор, диски30лс76нж, 30лс41нж, 30лс541нж10Х17Н13М2Т, 12Х18Н10Т
5Шток30лс76нж, 30лс41нж, 30лс541нж10Х17Н13М2Т, 12Х18Н10Т
6Болт30лс41нж, 30лс541нж03Х18Н11
7Шпильки30лс41нж, 30лс541нж03Х18Н11
8Втулка штока3% C, от 13,5% до 36% Ni, иногда меди до 6,5% и хрома (иногда высокого сплава, такого как никель), молибдена, кремния
10прокладкаГрафит, фторопласт
11сальникГрафит, фторопласт,

Виды клиновых задвижек

Различают 3 типа клиновых задвижек по конструкции затвора и седла.

  1. Конструкция с твердым клиновым затвором востребована из-за простоты и прочности. Задвижка устанавливается в трубопроводах, подходит для жидкостей с низким содержанием твердых примесей. Это практичный вариант запорной арматуры для турбулентного потока.
  2. Гибкий клиновой затвор представляет собой цельный диск с разрезом по периметру для получения возможности изменить угол между пластинами седла. Узкий разрез дает гибкость, сохраняя прочность. Глубокий и широкий разрез или литая втулка, оставляет мало материала в центре, что обеспечивает гибкость, но прочностные характеристики затвора снижаются.
  3. Разделительные клиновые задвижки (рисунок 3) имеют самонастраивающиеся посадочные поверхности. Тип клина подходит для работы с газами и жидкостями, включая коррозионные, при нормальных и высоких температурах.

По типу затвора различают:

  • Задвижки с твердым клиновым затвором для обвязки систем тепло водоснабжения необъятного ЖКХ занимают лидирующую позицию в использовании. Их устанавливают в технологических колодцах для отключения аварийных участков. Широкий размерный ряд по давлению, присоединительным элементам, материалам изготовления обеспечивают оптимальный подбор нужного запорного устройства.
  • Задвижки с упругим клиновым затвором обеспечивают надежное перекрытие скоростных потоков и способны противостоять высоким давлениям. Они нашли применение в нефтяной и газовой промышленности, для обустройства трубопроводных линий высокого давления. Размерный ряд DN (ДУ) и рабочее давление указывают при выборе задвижки.

Выбор устройств задвижки для трубопроводов клинового типа

В системах водоснабжения и отопления довольно часто используемым элементом являются клиновые задвижки. Основное их назначение заключается в перекрывании воды, сточных вод и нейтральных жидкостей. Стоит заметить, что эти элементы применяются во многих областях. Помимо жилищно-коммунальной сферы, подобные задвижки получили широкое распространение в системах газоснабжения, для энергетических нефтепроводов и пр. Чтобы не ошибиться с выбором запорной арматуры подобного типа, принимать решение необходимо с учетом таких параметров, как рабочая температура потока среды, уровень давления и режим эксплуатации.

Преимущества и недостатки клиновых задвижек

Если рассматривать особенности запорной арматуры, то можно выделить ряд характерных для нее достоинств:

  • простое устройство, благодаря которому сводится к минимуму вероятность их выхода из строя;
  • универсальность применения – позволяет использовать эту запорную арматуру на объектах с различными условиями, где они способны справляться с воздействием любых температур давления;
  • низкий уровень гидравлического сопротивления;
  • большое разнообразие типоразмеров. За счет этого у потребителя есть возможность найти изделие, которое в максимальной степени подойдёт для конкретного вида труб;
  • исполнение подобной арматуры позволяет ей пропускать рабочий поток в различных направлениях.

В то же самое время клиновые задвижки обладают рядом минусов, которые необходимо учитывать на этапе выбора:

  • процесс открывания/закрывания задвижек является длительным во времени;
  • наличие большой строительной высоты, что в первую очередь актуально для запорной арматуры, оснащенной выдвижным шпинделем;
  • низкий уровень ремонтопригодности, что в первую очередь наблюдается в ситуациях, когда заканчивается эксплуатационный ресурс используемых уплотнительных материалов.

Особенности выбора запорной арматуры

Чтобы задвижки могли на протяжении долгого времени с успехом справляться с возложенными на нее задачами, при выборе следует обращать внимание на их эксплуатационные параметры.

Среди всех критериев, которые могут учитываться при выборе, наибольшего внимания заслуживают следующие:

  • Условия, в которых предполагается использовать запорную арматуру. В первую очередь это касается особенностей обслуживаемого рабочего потока: температурного режима, давления, коррозионных свойств;
  • Объем рабочего потока, который в состоянии пропускать сквозь себя выбираемая арматура;
  • Степень герметичности, которая должна быть обеспечена для предполагаемых условий эксплуатации;
  • Габариты соединительных фланцев, а также метод подключения к трубопроводу;
  • Размеры и конструкция корпуса;
  • Особенности пользования задвижкой: управлять этой арматуры можно вручную или же посредством электро- , гидро- , пневмопривода;
  • Требования безопасности являются одним из определяющих параметров, которыми должна обладать клиновая задвижка. Наличие защиты от взрыва, способность противостоять гидравлическим ударам.

Конструктивное исполнение задвижек

Исходя из варианта подключения клиновых задвижек к трубопроводу, они могут быть классифицированы на несколько видов:

  • приварные;
  • фланцевые, в конструкции которых могут присутствовать попарно присоединительные фланцы, уплотнительные кольца и фланцевые заглушки.

По своему исполнению фланцевые задвижки имеют вид запорной арматуры, оснащенной затвором, которая при использовании может перпендикулярно ограничивать движение рабочего потока или же обеспечивать ему свободную циркуляцию. В конструкции задвижек предусматривается два отверстия, именуемые седлами. Подобные конструкции оснащены запорным элементом, выполненным в виде детали клинообразной формы, которая в нижней части имеет сужение.

При переводе арматуры в положение, обеспечивающее закрытие задвижки, происходит перекрывание обоих седел, которые находятся под некоторым наклоном относительно друг друга, что помогает предотвратить проникновение внутрь рабочей среды. Подъем затвора обеспечивается резьбой, которая при воздействии усилий начинает накручиваться: для вращения этого элемента можно использовать ручку или же задействовать привод. Когда задвижка находится в открытом положении, поток может беспрепятственно проходить сквозь нее, попадая тем самым в общую систему трубопровода. Согласно действующим нормативам, клиновые задвижки могут разделяться на длинные и короткие, что определяется расстоянием, на которое удалены друг от друга фланцы.

Разновидности клиновых задвижек

Одной из популярных видов клиновых задвижек являются полнопроходные, в конструкции которых отверстие соединительных патрубков имеет аналогичный диаметр, что и трубопровод. Для подобных изделий используются сталь и чугун. Эти модели обычно приводятся в действие при помощи электропривода. Особенностью суженных клиновых задвижек является то, что их отверстие уступает по диаметру рабочему потоку. Хотя задвижки подобного типа являются более доступными по цене, все же они обеспечивают более высокое гидравлическое сопротивление.

Ассортимент предлагаемых сегодня на рынке задвижек представлен изделиями, предусматривающими ручной вариант управления, а также систему управления, основанную на электроприводе, пневмо- и гидроприводе.

В зависимости от характера перемещения шпинделя, клиновые задвижки могут выполняться в двух вариантах:

  • с выдвижным шпинделем;
  • с неподвижным шпинделем.

Задвижки с выдвижным шпинделем

Особенностью выдвижных моделей является то, что резьба штока располагается на внешней стороне конструкции, там же находится и ходовая гайка. При этом шпиндель примыкает нижним концом к затвору. В момент, когда задвижка начинает открываться, гайку крутят, что заставляет шток поступательно сдвигаться, при этом его край поднимается на высоту затвора. Подобная запорная арматура имеет невысокий уровень гидравлического сопротивления, но при этом с ними легко добраться до управляющего узла. Чаще всего их применяют в системах трубопроводов, где рабочий поток двигается с постоянной высокой скоростью.

Задвижки с неподвижным шпинделем

По сравнению с ними задвижки, которые имеют неподвижный шпиндель, сохраняют неизменной строительную высоту при открывании. Ввиду того, что резьба располагается в самой конструкции задвижки, открывание осуществляется за счет вращения ходовой гайки, которая примыкает к затвору. Используемый в конструкции ходовой элемент постоянно соприкасается с рабочей средой, из-за чего угрозу для подобной арматуры может представлять коррозия. По причине, что добраться до управляющего механизма довольно сложно, подобные виды задвижек становятся все менее популярным, уступая свое место запорной арматуре, оснащенной выдвижным шпинделем.

Вид клина задвижки

На основании такого признака, как тип затвора рассматриваемые запорные устройства могут быть выполнены в следующих вариантах:

С жестким клином. Здесь обязательно необходимо обеспечить совпадение угла затвора с углом между седлами. Подобный вариант задвижки отличается высокой герметичностью, что связано с особенностями его конструкции. В то же время у него имеются свои минусы, главными из которых следует назвать трудности, возникающие при необходимости подгонки клина к седлам, а также риск заклинивания затвора при эксплуатации подобной арматуры.

Температурные колебания могут негативно повлиять на работу устройства, из-за чего могут возникнуть сложности с ее открыванием. К негативным факторам следует отнести коррозию, а также незначительный эксплуатационный ресурс уплотняющего материала, что также может привести к аналогичному результату.

С двухдисковым исполнением. Конструкция затвора представлена двумя дисками, которые располагаются наклонно по отношению друг к другу, формируя клин. Благодаря подобному варианту исполнения затвора появляются условия для качественной герметизации задвижки и выбора необходимого положения дисков по отношению к седлам, на что нарушения по соблюдению точности размеров отверстия уже не способны оказать значительного влияния.

Говоря о преимуществах подобного варианта исполнения, необходимо отметить высокий уровень устойчивости к износу, отсутствие трудностей при открывании запорной арматуры и высокий уровень герметичности. При использовании клиновой задвижки двухдисковой Hawle наглядно демонстрируется высокий уровень герметизации трубопровода и в то же время обеспечивается высокая устойчивость уплотняющего материала к износу.

С упругим клином. Для подобной конструкции характерно использование подвижного крепления дисков, в котором главную роль выполняет упругий элемент. Это позволяет добиться максимальной плотности примыкания затвора, который не меняет своего положения даже в условиях воздействия нагрузок и температурных колебаний со стороны рабочего потока. Из преимуществ, которыми обладают задвижки подобного исполнения, следует в первую очередь выделить продолжительный срок службы.

Материалы для производства задвижек

Если проанализировать ассортимент клиновых задвижек, то можно выделить следующие виды:

  • стальные;
  • чугунные;
  • арматура на основе сплавов, выполненных с применением технологии литья или сварки.

Чугунные клиновые задвижки являются идеальным вариантом для многих видов трубопроводов. Подобные конструкции получили широкое распространение в системах пожаротушения, подачи воды и перемещения пара. Учитывая низкий уровень гидравлического сопротивления, который присущ чугуну, обеспечивается беспрепятственная циркуляция рабочего потока сквозь открытые седельные отверстия клиновой запорной арматуры из чугуна.

Заключение

Для обеспечения нормальной работы систем трубопроводов необходимо использовать такой элемент, как клиновая задвижка. Однако важнее всего, чтобы это запорная арматура была правильно подобрана. Необходимо учитывать не только условия эксплуатации, но и конструкционное исполнение самого элемента. Это впоследствии повлияет не только на пропускную способность запорной арматуры, но и на эффективность работы системы и длительность срока службы самой запорной арматуры. Используемый материал также является важным фактором выбора, который в немалой степени может определить конечный выбор.

Читайте также:  Фильтр для очищения воды: варианты очистки и виды устройств

Клиновые задвижки – виды и сферы применения

Клиновые задвижки — это запорная арматура, которая применяется при прокладке инженерных систем различного назначения. В этой статье мы дадим ответы на следующие вопросы.

  • Как работают клиновые задвижки и в каких сферах применяются?
  • Какие они имеют преимущества и недостатки?
  • Какие существуют разновидности клиновых задвижек?
  • В чем их особенности?
  • Как монтируют клиновые задвижки?

Сферы применения клиновых задвижек

Клиновые задвижки выпускаются в широком диапазоне типоразмеров и рабочих давлений.

  • Диаметр — до 2000 мм.
  • Рабочее давление— до 25 МПа.
  • Температура транспортируемой среды — до 565 °С.

Эти характеристики обуславливают широкую сферу применения клиновых задвижек. Их монтируют при прокладке сетей:

  • холодного и горячего водоснабжения;
  • отопления;
  • транспортировки нефти и газа.

Конструктивные особенности клиновых задвижек

Клиновая задвижка состоит из следующих конструкций и приспособлений.

  • Корпус.
  • Крышка.
  • Шток (шпиндель).
  • Направляющий диск (затвор).
  • Сальниковый узел.
  • Штурвал.
  • Ходовой узел.

1 – корпус
2 – затвор
3 – крышка
4 – узел сальника
5 – шпиндель (шток)
6 – стойка
7 – ходовой узел
8 – электропривод

Продвинутые модели дополняют электроприводами.

Клиновые задвижки работают по принципу домкратов. При вращении штурвалов штоки вместе с затворами перемещаются. Это усиливает или ослабляет напор. При полном закрытии он перекрывается.

Расскажем о видах клиновых задвижек.

Виды клиновых задвижек

Существуют различные виды клиновых задвижек. Их разделяют по нескольким параметрам.

По материалам изготовления

Клиновые задвижки изготавливают из чугуна, стали и цветных металлов.

  • Чугунные задвижки. Их применяют чаще всего из-за надежности и низкой стоимости. Для защиты от коррозии чугунные клиновые задвижки покрывают полимерными составами.
  • Стальные модели. Используются в сетях с высокими давлениями и температурами. Бывают литыми, штампованными и штампосварными.
  • Изделия из цветных металлов. На производство идут латунь, титан, бронза, медь и иные сплавы. Задвижки из таких материалов используют в сетях с рабочими температурами до 200 °C.

По способу линейного перемещения клинового завора

По этому критерию клиновые задвижки делятся на 2 типа.

  1. Клиновые задвижки с выдвижными штоками. Шпиндели в таких моделях работают по принципу домкратов. При открытии штоки выдвигаются вверх вместе с затворами. Они попадают под крышки.
  2. Задвижки с невыдвижными штоками. Работают по принципу съемников. Из-за конструктивных особенностей таких задвижек трудно определить позиции затворов. Поэтому для удобства эксплуатации на штурвалах таких запирающих устройств наносят информацию о количестве оборотов для полного закрытия и открытия.

По конструкциям затворов и седел

  • Модели с твердыми клиновыми затворами. Это самые простые и при этом прочные конструкции. Их устанавливают в системы для транспортировки сред с небольшим содержанием твердых примесей. Задвижки с твердыми затворами отлично подходят для управления турбулентными потоками.
  • Задвижки с гибкими клиновыми затворами. Представляют собой цельные диски с узкими разрезами. Они дают возможность изменения угла между седельными пластинами. Конструкция приобретает гибкость. Прочность сохраняется на высоком уровне.
  • Разделительные клиновые задвижки. Такие модели имеют самонастраивающиеся посадочные поверхности. Запорная арматура этого типа лучше всего подходит для использования в системах для транспортировки газов и жидкостей (в том числе коррозионных). Температуры сред могут быть как нормальными, так и высокими.

Основная сфера применения клиновых задвижек с твердыми затворами — ЖКХ. Запорными конструкциями оснащают сети тепло- и водоснабжения. Чаще всего арматуру устанавливают в технологических колодцах. Устройства используются для отключения аварийных участков.

Задвижки с гибкими клиновыми затворами чаще всего устанавливают в системы со скоростными потоками и высокими давлениями. Конструкции подходят для применения в нефтяной и газовой промышленностях.

Преимущества и недостатки клиновых задвижек

Перечислим преимущества клиновых задвижек.

  • Плавное перекрытие потоков. Это технологическое решение позволяет избежать гидравлических ударов.
  • Простота конструкции. Ремонт происходит быстро и без проблем.
  • Защита затвора. В положении «открыто» он располагается выше потока жидкости.
  • Широкий размерный ряд. Можно подобрать задвижки под любые диаметры труб.
  • Доступность. Запорная арматура этого типа стоит недорого.

У устройств есть следующие недостатки.

  • Большая рабочая высота. Для установки задвижки необходимо наличие пространства сверху трубопроводов.
  • Быстрый износ уплотнителей. Их приходится периодически менять.
  • Невозможность регулировки напоров сред. Клиновые задвижки используют только для полного открытия или максимальной герметизации.

Особенности монтажа клиновых задвижек

Существуют различные способы монтажа клиновых задвижек (на болты, сварка, резьбовое соединение и пр.). Чаще всего используют первый метод. Расскажем о нем в деталях.

  1. Специалисты очищают фланцевые площади от загрязнений и смазок.
  2. Устройства размещают между фланцами труб. Для разделения крепят прокладки.
  3. Мастера вставляют в имеющиеся отверстия болты и затягивают их.
  4. Происходит проверка надежности фиксации и герметичности соединений.
  5. Специалисты отлаживают движение клина и маховика.

Важно! При монтаже трубы должны быть расположены строго горизонтально. Прокладки следует подбирать точно по размерам.

Требования к запорной арматуре

К предназначенным для промышленного использования клиновым задвижкам предъявляют повышенные требования. Они определяют следующие основные характеристики чаще всего применяемой запорной арматуры.

Особенности установки клиновой задвижки

Чтобы подача воды и отопления в зданиях была комфортной и безопасной, необходимо не только правильно выбирать и устанавливать трубы, но и уделять внимание арматурному оборудованию. Задвижки применяют во всех видах подобных систем. Одним из видов запорного механизма является клиновая задвижка, названная так из-за ее формы. Она используется только в качестве конструкции запирающего типа, но для регулирования потока не применяется, так как имеет только 2 положения: «открыто» и «закрыто».

Клиновая задвижка

Материалы изготовления

Задвижки изготавливают методом сварки и литья. На выбор метода влияют особенности конструкции и материал изделия. Литье подходит для предметов из стали, а также сплава, в составе которого присутствует титан. Технология простая. Листы попадают на конвейер. Предварительно их проверяют, чтобы не было окалин, ржавчины и других дефектов. После этого листы штампуют.

Такая процедура осуществляется на специальном станке, который создает пластическую деформацию материала. Листы зажимают, полученные заготовки сваривают, проверяя каждый участок. Швы тоже исследуют на износоустойчивость.

Вариант литья распространен, он подходит для деталей, которые делают из алюминиевого сплава, стали и чугуна. Но такие изделия будут менее долговечными и прочными, чем штампосварные.

Кроме того, нужно уделять внимание деталям, выполняющим функции уплотнителей. Существует множество разновидностей: с кольцами (из латуни или фторопласта) и без них, с дополнительным антикоррозийным слоем, с резиной для покрытия клина.

Требования к запорной арматуре

Требования к запорной арматуре повышенные из-за давления в трубах и условий эксплуатации механизма. Такие детали всегда должны быть сертифицированы на предприятиях с опасным производством. К ним полагаются запасные узлы и элементы задвижки, прокладки, кольца и пр.

На корпусе задвижки пишутся размер и давление, на которые рассчитывается механизм. ЗКЛ2-150-14 указывает, что деталь является задвижкой клиновой литой второй модификации, а ее диаметр — 150 мм, и деталь подходит для давления в 1,4 МПа.

Основные технические характеристики клиновых задвижек следующие:

  • диаметр прохода — от 50 до 400 мм;
  • вес — от 12,6 до 357 кг;
  • высота — от 285 до 1321 мм;
  • длина — от 180 до 610 мм;
  • температура среды — от -40 до +425°С.

Более точные данные указывают в техническом паспорте детали.

Кроме таких принятых стандартов, существуют еще международные: API, BS, MSS, ASME.

Сферы применения

Клиновые задвижки ставят в конце трубопровода и в зонах перекрытий движений среды, чтобы осуществлять аварийные и технические работы. Такие детали — с широким диапазоном диаметров и рабочего давления, так как они используются в различных системах трубопровода.

Задвижки, которые имеют клиновидные затворы упругого типа, предназначаются для скоростных потоков и могут работать со средой с высоким давлением. Они подходят для предприятий газовой и нефтяной промышленности. Кроме того, подобные типы изделий используют на химических предприятиях, имеющих линии по транспортировке агрессивных растворов.

В системах водоснабжения и теплоснабжения используется клиновидная задвижка разделительного типа. У таких изделий затвор имеет 2 части, чтобы площадь смещения увеличивалась. За счет этого компенсируется тепловое расширение. Подобные изделия используют еще на паровых линиях.

Плюсы и минусы

Клиновые задвижки являются популярными как в промышленности, так и в сфере сантехнического оборудования. Это связано с такими преимуществами данных деталей:

  1. Комплектация простая. Конструкция проста в эксплуатации, ее легко устанавливать, осуществлять ремонт. Не понадобится много сил для открытия или закрытия задвижки. Кроме того, чтобы облегчить такие задачи, на крупных узлах устанавливают специальные редукторы.
  2. Строительная длина небольшая.
  3. Низкий показатель гидравлического сопротивления.
  4. Универсальность. Устройство применяют в различных системах с широким диапазоном скорости транспортировки рабочей среды, напора, объемов. Подобные детали подходят для работы с широким спектром веществ.
  5. Долговечность. За счет свойств материалов и простоты всей конструкции задвижки клиновидного типа прослужат долго и без перебоев. А если ремонт понадобится, то он не будет затратным или сложным.
  6. Герметичность.
  7. Возможность транспортировать вещества в обе стороны.
  8. Плавность закрытия. Клиновые задвижки обеспечивают защиту от гидравлических ударов, которые могут вызывать деформацию труб.

Но у таких деталей есть и недостатки:

  1. Большая высота установки. Это касается только клиновых задвижек со шпинделем выдвижного типа. Чтобы их открыть, требуется много места — высота должна быть больше диаметра труб.
  2. Процедура открывания-закрывания долгая. Из-за этого вся система менее оперативная, работать в некоторых ситуациях сложнее.
  3. Не подходит для рабочей среды, в которой присутствуют крупные твердые частицы.
  4. Уплотнители в механизме не отличаются износостойкостью. Из-за этого часто может требоваться ремонт, а это дополнительные расходы. Показатели износостойкости уплотнителей намного выше у задвижек со шпинделем выдвижного типа. Это связано с тем, что на них не влияет агрессивная среда.
  5. Допускаются невысокие перепады давления в затворе. Если будут сильные колебания такого показателя, то это повлечет сбои в работе механизма.

Иногда рекомендуется не использовать клиновые задвижки либо четко соблюдать правила эксплуатации.

Устройство и принцип действия

Устройство задвижки с клином простое. Оно включает такие детали:

  • металлический корпус с затвором;
  • шпиндель внутри либо снаружи изделия (выдвигается на всю длину);
  • шток (требуется для работы затвора);
  • фланцевые соединители (отвечают за герметичность устройства);
  • уплотнители (из резины, полиуретана, фторопласта, с металлическими слоями).
  1. Жесткий. В таком устройстве затвор надежно герметизирован. Но если приспособление заклинит, то устранить проблему сложно. Чтобы достичь максимальной герметичности, требуется точно рассчитать углы между седлами, габариты. При перепаде температуры вещества внутри сложно открыть задвижку. То же касается сильного износа и коррозии.
  2. Двухдисковый. Эта деталь более надежна, хотя конструкция сложнее, чем в первом варианте. Но у нее существует масса преимуществ: вероятность, что задвижку заклинит, низкая, нужно меньше физических сил, чтобы открыть затвор.
  3. Упругий. Такая деталь сочетает плюсы обоих предыдущих вариантов. Точной подгонки корпуса не требуется, при этом конструкция простая. Это практически двухдисковый клин, только разница в том, что соединительная деталь в этом случае пластичная. Из-за этого снижается способность дисков самостоятельно регулироваться под корпус, но возрастает устойчивость к резким изменениям температуры.

По типу шпинделя конструкции бывают невыдвижными и выдвижными. Первый вариант используют для подземных труб. Такие шпиндели полостью погружаются в среду, так что их приходится часто заменять. Но они более компактные и легкие, чем выдвижные. Шпиндели выдвижного типа стальные или чугунные. У них не сужен выход. Подобные детали имеют электрический привод.

Монтаж

Существует несколько способов установки клиновой задвижки к системе трубопровода. Если изделие фланцевое, то его фиксируют болтами, а если из чугуна, то понадобятся фланцы. Стальные детали приваривают, а если задвижка сделана из цветного металла, то ее фиксируют посредством резьбы, сварки и фланцев.

Этапы монтажа следующие:

  1. Очистить пространство от грязи и смазки.
  2. Установить деталь между трубами. Дополнительно использовать прокладки.
  3. Вставить болты, затянуть их. Линия соединения должна быть параллельной.
  4. Надежно зафиксировать все крепления. Обязательно все проверить.
  5. Отрегулировать движения механизма.

Конструкцию устанавливают горизонтально. Чтобы надежно уплотнить все, выбирают подходящие прокладки. Они должны совпадать и по размерам. Перед установкой нужно проверить, чтобы задвижка работала и соответствовала всем техническим нормативам.

В процессе затвор должен быть частично открыт. Если диаметр изделия более 10 см, то рекомендуется применять дополнительно опоры. Деталь нужно перемещать только на транспортном средстве и держать за специальные зоны.

Во время подземных работ нужно проследить, чтобы грунт под задвижкой был утрамбованным, без острых частиц. Когда монтаж закончится, нужно проверить участок на работоспособность, причем сначала с минимальными показателями.

Добавить комментарий