Задвижка — наиболее распространенная разновидность запорной трубопроводной арматуры в сфере промышленного использования. Функциональное назначение задвижек — отсечение подачи рабочей среды на заданный участок трубопровода путем перекрытия пропускного отверстия запорным элементом.
В данной статье представлена задвижка с выдвижным шпинделем. Мы рассмотрим конструктивные особенности и принцип работы арматуры, ее разновидности и отличия от аналогов с фиксированным штоком.
Cодержание статьи
Сфера применения и преимущества
Трубопроводные задвижки производятся в диапазоне диаметров от 15 до 2000 мм. Они предназначены для монтажа в системы с температурой рабочей среды до 550 градусов и давлением до 25 МПа включительно. Сфера использования задвижки непосредственно зависит от материала, из которого изготовлен ее корпус. Наиболее распространенные стальные конструкции могут применяться:
- в сфере жилищно-коммунального хозяйства для установки на трубопроводы центрального водоснабжения и отопления;
- в нефтегазовой и энергетической промышленности на транспортных магистралях;
- в производственных сферах на трубопроводах подачи парообразных, жидких и сыпучих веществ.
Также производятся задвижки в корпусах из нержавеющей стали, за счет устойчивости которой к коррозийным воздействиям они получили широкое распространение в химической и фармацевтической промышленности.
Конструктивные особенности задвижки не позволяют использовать ее в качестве регулирующей арматуры, запорный элемент всегда должен находиться в крайних положениях — «закрыто» либо «открыто», в противном случае значительно ускорится износ уплотнительных поверхностей и, как следствие, рабочий ресурс конструкции.
Фланцевые задвижки с выдвижным шпинделем имеют следующие эксплуатационные преимущества:
- простота компоновки, надежность и ремонтопригодность;
- минимальное гидравлическое сопротивления;
- небольшая габаритная длина;
- возможность комплектации механизированными приводами гидравлического, электрического либо пневматического типа;
- простота установки и возможность быстрого демонтажа за счет фланцевого соединения.
Есть у конструкции и недостатки, основной из них — большая габаритная высота за счет шпинделя, длина которого идентична диаметру пропускного отверстия в корпусе. При открытии затвора шпиндель полностью выходит из корпуса, что требует наличия свободного пространства над трубопроводом.
Задвижка с невыдвижным шпинделем отличается от рассматриваемой нами конструкции тем, что ее шпиндель при открытии затвора совершает исключительно вращательное движение, тогда как выдвижной шток движется вращательно-поступательно. В сравнении с фиксированной арматурой конструкция с выдвижным шпинделем требует значительно меньших затрат времени на открытие.
К недостаткам задвижек также относится достаточно быстрый износ уплотнительных поверхностей на седлах и затворе за счет их постоянного трения, что требует частого планового ремонта, выполнить который без монтажа арматуры с трубопровода невозможно.
Принцип работы и особенности конструкции
Задвижки в большинстве случаев выполняются в полнопроходной конфигурации, предусматривающей одинаковое сечение пропускного отверстия корпуса по отношению к диаметру трубопровода, на который устанавливается арматура.
Конструкция клиновой задвижки состоит из следующей элементов:
- Корпус (стальной, чугунный либо нержавеющий).
- Клиновидный запорный механизм.
- Два седла, в которые затвор упирается при перекрытии пропускного отверстия.
- Привод ручного либо механического типа.
- Шпиндель зафиксированный ходовой гайкой, направляющей его перемещение внутри корпуса.
При активации привода шток, вращаясь вокруг своей оси внутри ходовой гайки, опускается в низ и перемещает запорный механизм, который перекрывает пропускное отверстие. Герметизации отсечения рабочей среды достигается за счет покрытия затвора и седел эластичным материалом. В зависимости от типа покрытия выделяют несколько видов арматуры, наиболее часто встречается задвижка с обрезиненным клином и конструкции с затвором покрытым фторопластом.
Нижняя часть корпуса задвижки цельносварная, к ней винтами крепится крышка, из которой выходит шпиндель. На боковых частях корпуса расположены оборудованными фланцами присоединительные патрубки. Фланец представляет собой круглую стальную пластину, по периметру которой размещены посадочные отверстия под крепежные винты.
При монтаже арматуры на трубопровод наваривается ответный фланец, имеющий аналогичные размеры и шаг между винтами, что и фланец задвижки. Между пластинами размещается уплотнительная прокладка из резины либо паронита и фланцы стягиваются крепежами друг с другом. За счет уплотнительной прокладки обеспечивается максимальная герметичность соединения.
Процесс изготовления задвижек с выдвижным шпинделем (видео)
Разновидности клиновых задвижек
В зависимости от исполнения клинового запорного элемента задвижки классифицируются на следующие типы:
- с жестким клином;
- с упругим клином;
- двухдисковые.
Жесткие клиновые затворы выполняются из металла. Такая конструкция способна обеспечить полную герметичность перекрытия рабочей среды только при условии идеального совпадения угла клина и угла контактирующих с ним седел. К преимуществам жесткого клина относится способность затвора выдерживать повышенное давление в трубопроводе (до 25 МПа), к недостаткам — риск заклинивания запорного механизма при резких изменениях температуры рабочей среды либо износе уплотнительных поверхностей.
Двухдисковая фланцевая задвижка имеет затвор в виде 2-ух дисков, размещенных по отношению друг к другу под определенным углом и соединенных с помощью жесткой перемычки. Такой затвор способен самостоятельно устанавливаться по отношению к седлам корпуса, благодаря чему при наличии небольших дефектов в исполнении седел арматура не потеряет герметичность. Преимуществом двухдисковых задвижек является значительно меньший износ уплотнительных поверхностей и, как следствие, меньший риск заклинивания.
Арматура с упругим клином имеет модифицированный двухдисковый затвор, диски которого соединяются не жесткой перемычкой а эластичным, способным изгибаться, материалом. За счет упругого элемента достигается плотный контакт между затвором и седлами при перекрытии рабочей среды, также плюсом является способность упругого клина компенсировать возникающие в корпусе задвижки деформации.
В отдельную группу арматуры входит задвижка параллельная с выдвижным шпинделем. В ней седла выполнены в виде двух пластин, расположенных параллельно друг другу и имеющих сквозное пропускное отверстие. Затвор также имеет форму пластины, которая перемещаясь между двумя седлами перекрывает пропускной канал. Такая конструкция не способна обеспечить максимальную герметичность отсечения рабочей среды, но при этом она достаточно надежна и проста в ремонте.
Обзор производителей
Основными отечественными поставщиками фланцевых клиновых задвижек являются компании «МЗТА» (Муромский завод трубопроводной арматуры) и «Гранар». Их продукция, широко используемая во всех сферах промышленности, зарекомендовала себя как надежная арматура с оптимальным соотношением цены и качества.
Фирма «МЗТА» производит стальные задвижки из углеродистых сплавов марки 35Л и 20 ГЛ в корпусе с ручным либо электроприводом. Изделия соответствуют классу герметичности «А» (нулевой уровень протечек). Типоразмеры — от 50 до 400 мм в диаметре. Задвижки рассчитаны на эксплуатацию в температурном режиме от -40 до +400 градусов.
Компания Гранар получила признание выпустив на рынок недорогую задвижку Гранар KR11, предназначенную для установки на трубопроводы водоснабжения, отопления и канализационные коммуникации. KR11 выдерживает давление до 1.6 МПа и имеет рабочую температуру в 85 градусов. Корпус арматуры KR11 выполнен из стали марки G40, клин — из аналогичного сплава, покрытого слоем синтетического каучука. Гранар KR11 выпускается в диаметрах 40-600 мм.
Также компания Гранар производит следующие фланцевые задвижки:
- Гранар KR12 — аналог модели KR11 который, в зависимости от пожеланий заказчика, оборудуется механическим редуктором либо электроприводом;
- Гранар KR14 — клиновая арматура, предназначенная для эксплуатации в системах пожаротушения;
- Гранар KR15 — фланцевые конструкции с обрезиненным клином и электроприводом.
