Запорная арматура - что это такое? Устройство, применение. Особенности задвижек различных модификаций

→ Типы и виды трубопроводной арматуры

Краны шаровые, вентили, клапаны запорные, задвижки, дисковые затворы, регуляторы давления, регуляторы температуры, элеваторы, гидроэлеваторы, фильтры, виброкомпенсаторы, грязевики абонентские, запорные устройства и рамки указателей уровня.
Клапаны смесительные и регулирующие, краны и клапаны распределительные.
Клапаны предохранительные и обратные, устройства импульсно-предохранительные и мембранно-разрывные.
Обратные клапаны и затворы трехэксцентриковые, клапаны невозвратно-запорные и невозвратно-управляемые, шиберные задвижки (гильотинного типа).
Конденсатоотводчики.

1.Запорнаяарматура

Основное назначение запорной арматуры - перекрывать поток рабочей среды в трубопроводе. Для этого применяются четыре основных типа трубопроводной арматуры: краны, клапаны, задвижки и затворы дисковые (стоит не забывать о различии между затворами, как одним из элементов запорного органа, и затвором - типом трубопроводной арматуры). Они отличаются способом перекрытия потока, т.е. формой основ-ной детали (или деталей) затвора, характером перемещения затвора относительно седла (или седел) корпуса, а также направ-лением перемещения затвора по отношению к направлению по-тока среды.

В шаровом кране затвор имеет форму тела вращения (т.е. конус, шар или цилиндр) с отверстием для пропуска среды. При перекрытии потока затвор поворачивается вокруг своей оси за один оборот.

В зависимости от формы затвора, который в шаровых кранах называют пробкой, краны делятся на конусные, шаровые и цилиндрические.

В конусных шаровых кранах нужно создавать необходимое усилие прижатия конусных поверхностей пробки и корпуса. Это возможно сделать двумя путями. Один из них - с использованием резьбовой пары (гайка навернута на резьбовой хвостовик пробки) или пружины. Такие краны называют натяжными. Второй способ - при помощи затяжки сальника, создающей прижатие пробки к конусной поверхности корпуса и одновременно перекрывающей выход рабочей среды в атмосферу. Такой кран называют сальниковым или пробко-сальниковым.

По форме проточной части можно выделить краны проходные и трехходовые.

В клапане затвор (его обычно называют золотник) перемещается возвратно-поступательно в направлении, которое совпадает с направлением потока рабочей среды через седло.

При всем разнообразии конструкций запорных клапанов отметим только их отличия по форме проточной части для прохождения рабочей среды - проходные и угловые. Среди проходных выделяются клапаны прямоточные, внешним признаком которых служит расположение шпинделя не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода корпуса.

В задвижках запорный орган, имеет форму клина или диска (дисков), перемещается как и в клапанах возвратно-поступательно, но перпендикулярно оси потока. При этом закрывается или открывается проход рабочей среды через кольцевые седла корпуса.

В зависимости от конструкции запорного органа задвижки подразделяются на параллельные, клиновые, шланговые и шиберные.

В параллельных задвижках (30ч6бр - самый яркий представитель этого вида) седла корпуса и соответственно два диска затвора располагаются параллельно друг другу. Прижатие затвора к корпусу в положении “Закрыто” происходит, как правило, за счет клинового устройства, помещенного между дисками затвора. В клиновых задвижках (30ч39р тип МЗВ) седла корпуса расположены под углом друг к другу. Затвор выполнен в виде клина или двух дисков, расположенных под углом. Имеются также задвижки только с одним плоским запирающим элементом, работающим с использованием самоуплотнения. Такие задвижки называют шиберными (гильотинного типа) .

Клиновые и параллельные задвижки изготавливаются с невыдвижным или выдвижным шпинделем. Отличаются они расположением резьбы шпинделя - внутри задвижки или вне зоны рабочей среды. Первые - меньше по габариту, но у них менее благоприятные условия для работы резьбовой пары шпиндель - ходовая гайка.

Также существует запорная арматура, в которой перекрытие потока среды осуществляется пережатием эластичного (как правило, резинового) шланга, внутри которого проходит среда. Шланг - специальный патрубок - помещен внутри корпуса. Движение деталей, пережимающих шланг - возвратно-поступательное перпендикулярно направлению потока среды - как в задвижках. Такие изделия называются -ШЛАНГОВЫЕ ЗАДВИЖКИ.

В дисковых затворах запирающий элемент (затвор) имеет форму диска. Открывание и закрывание прохода среды через кольцевое седло в корпусе происходит путем поворота (как правило, на 90 градусов) затвора вокруг ocи перпендикулярной направлению потока среды. При этом ось вращения диска не является его собственной осью. Следует заметить, что форма диска, в середине которого проходит его ось вращения, несколько напоминает бабочку, из-за этого иногда дисковые затворы называют - “затвор типа Баттерфляй”.

Очень часто необходимо контролировать уровень жидкости в сосудах, емкостях, котлах. Для этого используются системы указания уровня, состоящие из водомерных стекол (стекла Клингера) и запорных устройств (12б1бк, 12б2бк, 12б3бк, 12с13бк, 12нж13бк, 12кч11бк). Запорные устройства указателей уровня примыкают к запорной арматуре (по назначению) и используются для выпуска воздуха при заполнении системы, а также при замене водомерного стекла.

Полный комплект запорных устройств, включает в себя верхнее и нижнее устройства (соответственно устанавливаются над и под стеклом) и спускного крана для продувки. Запорные устройства бывают кранового или вентильного типа. Вторые, как правило, имеют специальные клапаны, автоматически перекрывающие проход среды при поломке стекла. Управляются запорные устройства вручную.

2. Регулирующая арматура

Регулировка параметров рабочей среды включает в себя немало функций. Это и регулировка расхода среды, поддержание давления среды в заданных пределах, и смешивание различных сред в необходимых пропорциях, и поддержание заданного уровня жидкости в сосудах, и другие. При этом в зависимости от различных условий эксплуатации применяются разные виды управления регулирующей арматурой. Обычно, это управление с использованием внешних источников энергии по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Применяется также управление автоматическое непосредственно от рабочей среды.

В то же время, хотя и встречается не так часто, используется ручное управление - затвор устанавливается вручную в определенное постоянное положение относительно седла в корпусе. Этим обеспечивается заданный максимальный расход рабочей среды через проходное сечение регулирующего органа.

Требования, предъявляемые к каждому виду регулирования с учетом параметров рабочих сред (давление, температура, химический состав и др.), определяют многообразие конструктивных типов регулирующей арматуры. Наиболее часто встречаются регулирующие клапаны, регуляторы давлния прямого действия, регуляторы уровня и смесительные клапаны.

3. Распределительная арматура

Из числа наиболее часто применяемых следует назвать два типа: трехходовые краны и клапаны электромагнитные распределительные (или распределители электромагнитные).

Кран распределительный трехходовой аналогичен по основным конструктивным характеристикам крану проходному. Но если последний имеет два патрубка для присоединения к трубопроводу, то кран распределительный является трехходовым, т.е. имеет три присоединительных патрубка; один входной и два выходных. Соответственно конструкция затвора крана позволяет при его повороте направить поток рабочей среды в необходимом направлении. Управление такими кранами - как правило, ручное.

Распределительный клапан (распределитель) с электромагнитным приводом предназначается для дистанционного управления гидравлическими или пневматическими приводами арматуры, путем отбора проб воздуха из нескольких объектов и для некоторых других функций.

Серийно выпускаются четырехходовые распределители, которые имеют присоединительные патрубки для приема рабочей среды, подачи ее в нужном направлении и для выпуска отработанной среды. Применяются они для управления приводами двустороннего действия. Управление осуществляется электромагнитным приводом. Выпускаются также различные конструкции трехходовых, четырехходовых и многоходовых распределителей с различными видами электромагнитных приводов.

4. Предохранительная арматура

Для обеспечения защиты трубопровода и оборудования в системе от повышения давления сверх допустимого, применяются в основном три типа арматуры: предохранительные клапаны, импульсно-предохранительные устройства и мембранные разрывные устройства. Общий принцип их действия заключается в следующем: при нарушении режима технологического процесса в системе давление рабочей среды повышается до той величины, которая может привести к повреждению трубопровода и оборудования. В этих условиях защитные устройства автоматически срабатывают, сбрасывая избыток рабочей среды до восстановления нормального рабочего давления в трубопроводе.

Различия в способах срабатывания и соответственно конструктивных исполнениях защитных устройств определяются конкретными условиями их эксплуатации.

К предохранительной арматуре относятся также дыхательные клапаны, которые предохраняют нефтяные резервуары от недопустимого повышения или понижения давления, возникающих под действием температурных режимов окружающей среды.

Предохранительный клапан, предотвращая аварийное повышение давления, открывается и выпускает часть pабочей среды из трубопровода, после чего закрывается, восстанавливая рабочее давление. Затвор клапана в закрытом положении прижимается к седлу усилием, которое противодействует давлению на него со стороны рабочей среды. По способу создания этого усилия клапаны делятся на рыжачно-грузовые и пружины. В рычажно-грузовых клапанах давлению среды на золотник противодействует усилие, передаваемое от груза, закрепленного на рычаге. В пружинном клапане - сила пружины.

В выпускаемых клапанах предусмотрена возможность использования их в различных диапазонах давлений рабочей среды, при которых клапан должен срабатывать.

В рычажно-грузовых это осуществляется установкой груза определенной массы на соответствующем плече рычага, в пружинных - большим или меньшим поджатием (настройкой) пружины.

В рычажно-грузовых клапанах для этого используется рычаг, на котором укреплен груз. В пружинных - рычаг, специально предназначенный для этой цели.

Важной характеристикой является высота подъема золотника при срабатывании, так как этим определяется пропускная способность клапана. По этой характеристике предохранительные клапаны делятся на полноподъемные, у которых высота подъема составляет 1/4 или более диаметра седла, и малоподъемные, где этот показатель составляет не более 1/20.

Рычажно-грузовые клапаны - малоподъемные, пружинные - как мало, так и полноподъемные.

Импульсно-предохранительное устройство (ИПУ) выполняет ту же функцию, что и предохранительный клапан, но применяется для защиты систем с высокими рабочими параметрами при необходимости сброса больших количеств рабочей среды. ИПУ состоит из главного предохранительного клапана с большой пропускной способностью и импульсного клапана, управляющего приводом главного клапана.

Импульсный клапан открывается по команде от датчика при соответствующем давлении рабочей среды и направляет ее в поршневой привод главного клапана, который при этом открывается и сбрасывает избыточное количество среды. Применяются ИПУ на тепловых электростанциях для пара высоких давлений и температур, а также в системах атомных электростанций.

Мембранное разрывное устройство применяется на трубопроводах с высокой токсичностью или агрессивностью рабочей среды, когда протечка через запорный орган предохранительного клапана абсолютно недопустима. Назначение такого устройства состоит в том, чтобы при нормальных условиях работы установки надежно отделять технологическую линию от выпускной, а при возникновении аварийного давления путем разрушения мембраны открыть выход для избыточной среды. Разумеется, после срабатывания разрушенную мембрану следует заменить.

Дыхательные клапаны предназначены для предохранения резервуаров нефти и светлых нефтепродуктов от разрушений и деформаций вследствие чрезмерного повышения давления или образования вакуума.

В этих случаях клапаны автоматически обеспечивают сообщение газового пространства резервуара с атмосферой. В корпусе клапана - два седла (одно для давления, другое для вакуума). На каждом седле установлен затвор, прижатый грузами. При изменении давления в резервуаре сверх допустимых пределов, открывается проход для поступления в резервуар атмосферного воздуха при вакууме, либо для выпуска из резервуара паровоздушной смеси при избыточном давлении.

5. Защитная арматура

При работе трубопроводной системы могут возникнуть ситуации, когда на отдельных участках трубопровода происходит технологическое или аварийное падение давления, а на соседних участках рабочее давление сохраняется. В таких случаях возникает так называемый обратный поток рабочей cpeды недопустимый по отношению к оборудованию и трубопроводу (гидроудар, поломка насоса и т.п.). Для предотвращения возможности образования обратного потока среды применяются такие типы автоматически срабатывающей арматуры, как обратные клапаны и обратные затворы.

Такая арматура устанавливается, например, за насосной установкой для ее защиты от обратного потока среды.

Клапаны обратные имеют затвор в виде золотника и в редких случаях - шара, совершающего возвратно-поступательное движение вдоль направления потока среды через седло корпуса. В основном они предназначены для установки только на горизонтальных участках трубопровода. Исключение составляют клапаны с пружиной, обеспечивающей посадку золотника на седло, клапаны специально предназначенные для вертикально расположения, а также клапаны с сеткой (приемные) для установки на вертикальной всасывающей линии перед насосом.

В затворах обратных затворный элемент (затвор) поворачивается вокруг горизонтальной оси, расположенной выше оси седла клапана, как правило, за пределами проходного отверстия седла. Затвор выполнен в форме диска, часто называемого захлопкой.

Затворы обратные могут устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах. Имеется несколько затворов, которые устанавливаются только на горизонтальных трубопроводах больших диаметров.

Кроме срабатывающей только автоматически, имеется защитная арматура, в конструкции которой предусмотрено принудительное управление. Обратный клапан или затвор, имеющий принудительное закрытие называется невозвратно запорный клапан, а имеющий принудительно закрытие и открытие - невозвратно-управляемый клапан.

6. Фазоразделительная арматура

При работе энергетических и обогревательных установок часть пара, конденсируясь, превращается в воду. Для автоматического вывода из системы конденсата, который не участвует в рабочем или технологическом процессе, используются конденсатоотводчики.

Конденсатоотводчики бывают - термодинамические, поплавковые и термостатные.

В термодинамическом конденсатоотводчике затвором является тарелка, свободно лежащая на седле корпуса. Тарелка поднимается над седлом, открывая выход конденсата, и прижимается к седлу после его выхода. Этот процесс происходит автоматически при изменениях давлений под тарелкой и над ней, что вызывается различиями плотностей и температур пара и конденсата.

Некоторые термодинамические конденсатоотводчики снабжены устройством (обводом) для принудительного открывания и продувки.

В поплавковом конденсатоотводчике (иногда его называют “Конденсационный горшок”) по мере накопления конденсата поплавок всплывает, управляя выпуском конденсата.

В термостатном конденсатоотводчике затвор открывает отверстие для выпуска конденсата под воздействием сильфонного термостата или биметаллического элемента, paбота которых основана на использовании расширения тел при нагревании и разности температур между паром и конденсатом. Применение тех или иных типов конденсатоотводчиков определяется конкретными условиями установок и их эксплуатации.

Отправить заявку на данное оборудование можно на электронный адрес:

Запорная арматура — это один из наиболее распространённых видов трубопроводной арматуры и предназначается для перекрытия потока рабочей среды с определённой герметичностью. По подсчётам экспертов, количество запорной арматуры составляет около 80% от общего количества применяемой трубопроводной арматуры. В результате проведённых археологических раскопок было установлено, что человек использовал запорную арматуру уже белее 5 тыс. лет назад. В древних египетских манускриптах найдена информация об организации водоснабжения и использовании при этом поворотных и дисковых клапанов. При более внимательном исследовании области применения запорной арматуры и определённой доли допущения, можно увидеть принципы её работы даже у человека и у животных: с помощью так называемой «живой запорной арматуры» перекрывается поток жидкости, удаляемой из организма.

К запорной арматуре, в зависимости от конструктивного исполнения, относятся краны, клапаны, задвижки и дисковые затворы. Иногда ошибочно термин клапан заменяют термином вентиль — это неправильно и в серьёзной технической литературе такая замена не допускается. Также необходимо отметить, что согласно ГОСТ Р 52720-2007 2007 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» не рекомендуется употреблять термины заслонка; поворотный затвор; герметический клапан; гермоклапан вместо термина дисковый затвор.

Кран

Краном называют тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси. Краны изготавливают из металлов и их сплавов или из пластика. Краны бывают неполнопроходными и полнопроходными. В неполнопроходных кранах диаметр внутреннего отверстия меньше диаметра трубы, к которой он присоединяется, а в полнопроходных кранах эти диаметры совпадают.

Одним из современных и самых прогрессивных типов кранов является, так называемый шаровой кран, который находит всё более широкое применение в разнообразных областях техники и в быту. Конструкция шарового крана достаточно простая и известна уже более 100 лет. Однако, первоначально она не получила такого широкого распространения, как сейчас, из-за невозможности обеспечить надёжное перекрытие потока рабочей среды. Позже появились новые материалы, которые позволили гарантировать надёжность перекрытия потока рабочей среды и существенно снизить усилия, требующиеся для управления краном. В шаровых кранах перекрытие потока рабочей среды осуществляется вращающейся пробкой сферической формы, внутри которой имеется сквозное отверстие. В зависимости от решаемой задачи, при повороте сферы на 90о происходит либо полное перекрытие потока рабочей среды, либо полное открытие этого потока. Возможны промежуточные положения сферы. В этом случае шаровой кран выступает в качестве регулятора потока рабочей среды. Шаровые краны, несомненно, обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами кранов. К таким достоинствам можно отнести:

простоту и надёжность конструкции;
высокую герметичность;
относительно небольшие размеры;
простую форму проточной части и отсутствие в ней застойных зон;
удобное управление;
малое время и незначительные усилия, необходимые для поворота.

Клапан — это тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды. По существу, клапан представляет собой временное препятствие в трубе и чаще всего применяется для осуществления автоматического сброса избыточного количества рабочей среды. Тем самым предотвращаются аварии, вызванные чрезмерным давлением рабочей среды на стенки трубопровода. Конструктивно клапан состоит из корпуса, крышки, седла, затвора (заслонки) и штока. Рабочая среда поступает внутрь корпуса клапана и в зависимости от решаемой задачи полностью или частично перекрывает её поток. При этом поток рабочей среды может либо изменять своё направление движения либо сохранять его без изменения.

Задвижкой называют тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Запирающий элемент задвижки — шибер, незначительно выходит за пределы потока рабочей среды. Герметичность перекрытия потока обеспечивается за счёт прижима шибера к седлу напором потока рабочей среды. Не рекомендуется использовать задвижки для частичного перекрывания потока рабочей среды, т.к. при этом возникают вибрации, которые в скором времени приведут к разрушению арматуры. Задвижки бывают параллельными, клиновыми, с выдвижным или статичным штоком.

Дисковый затвор — это тип арматуры, в котором запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды.

Чаще всего дисковые затворы применяются на трубопроводах большого диаметра и при небольших давлениях потока рабочей среды. Наиболее характерными областями применения дисковых затворов являются:

системы водо-, тепло- и газоснабжения и распределения;
системы вентиляции и кондиционирования;
системы пожаротушения;
при работе с абразивными и слабоагрессивными рабочими средами.

Именно к работе дисковых затворов в таких областях предъявляются повышенные требования к надёжности и герметичности.

Как уже отмечалось в начале статьи, до 80% трубопроводной арматуры относится к категории запорной. Область её применения необычайно широка — это сверхвысокие и сверхнизкие давления, сверхвысокие и сверхнизкие температуры, токсичный и абразивный характер рабочей среды и т.д. Благодаря совершенствованию конструкции и использованию новых материалов происходит постоянное расширение области применения запорной арматуры и решаемых при этом задач. Выбрать требуемую арматуру порой бывает крайне затруднительно. В таких случаях предпочтительно обращаться к услугам специалистов, имеющих большой объём разносторонних знаний и богатый опыт. Зачастую только такие специалисты могут решить проблему подбора требуемой арматуры, её монтаж и техническое обслуживание.

Запорная арматура необходима для контроля различных газов и жидкостей, транспортируемых по трубопроводу. Ее можно разделить на арматуру общетехнического назначения и используемую в особых условиях.

Материалом для создания арматуры служат чугун и сталь. Такой выбор материала обусловлен тем, что внутренняя поверхность арматуры должна выдерживать взаимодействие с химически активными средами и быть устойчивой к коррозии, которая может привести к нарушению герметизации и утечке среды.

Без арматуры безопасное использование трубопровода невозможно.

Полнооткрывающаяся арматура, а именно пробковые краны, вентили, арматура с проходным каналом, имеющая строение трубки Вентури, относится к запорной.

Любое запорное устройство обладает следующими характеристиками:

диаметр трубопровода, на который оно монтируется;
значение избыточного давления в трубе при температуре 20 °C.

Бывает четыре вида запорной арматуры.

Краны – самый популярный вид запорных деталей. Он используется при работе с разными средами: жидкостями, газом, паром. Его размер может быть о двух с половиной сантиметров до восьми, а масса – от 0,5 кг до девяти. Присоединяют краны к трубе с помощью фланца, муфты или сварки.

По структуре краны делят на пробковые и шаровые.

Пробковые краны обычно используются при транспортировке природного газа, нефти, воды, пара, смазочных масел. У устройств такого типа есть ряд существенных недостатков:

необходимо постоянно следить, чтобы кран не прикипел к корпусу;
необходимость использовать редуктор, чтоб создать большой крутящий момент;
они могут изнашиваться неравномерно, что может вызвать разгерметизацию трубы.

Шаровые краны представляют собой деталь, состоящую из корпуса и пробки, и используются для трубопроводов с большим диаметром, если температура рабочей среды будет неизменной. Такие краны характеризуются небольшим размером. В настоящее время они используются в основном в бытовых условиях: в водопроводах и системе отопления, бытовых приборах, использующих воду и т. д.

По принципу герметизации краны классифицируют на натяжные и сальниковые. Основные детали сальниковых кранов изготовляются из чугуна. Их устанавливают на трубах, по которым осуществляется транспортировка текучих сред. Сальниковые краны эксплуатируются при температуре до 100 °C.

Вентили

Запорные вентили используются только для перекрытия потока и не позволяют влиять на давление в трубопроводе. Размер не больше 300 мм в диаметре прохода. Конструкция включает в себя золотник, установленный на опускающемся шпинделе. Когда рабочую среду перекрывают, золотник опускается на седло. Чтобы избежать гидроудара, он движется параллельно потоку.

По способу герметизации вентили бывают:

сальниковые;
сильфонные;
диафрагменные.

Как правило, большие вентили соединяют с трубой посредством фланцевого соединения, а для закрепления маленьких используются муфты. Для работы в условиях высокого давления используются устройства с толстыми стенками, которые подсоединяются к трубам с помощь сварки.

Управление осуществляется с помощью маховика или электропривода. Некоторыми из них можно управлять на расстоянии.

Выбирая вентиль, нужно ориентироваться на температуру вещества, которое будет транспортироваться по трубам.

Для рабочей среды, температура которой не будет подниматься выше 50 °C, используются устройства из чугуна, соединенные с трубопроводом с помощью муфты. Уплотнительное кольцо у них сделано из кожи, а прокладки паронитовые. Сальники заполнены асбестом.

Если диапазон температур узок и находится строго в промежутке между 45 и 50 °C, можно установить устройства с электромагнитным приводом. Золотник и крышка у них стальные, а корпус выполнен из ковкого чугуна. Во время монтажа электропривод должен быть установлен в положении сверху.

Вентили устанавливаются только в тупиковых частях системы подачи жидкости, а также используются для сильфонного уплотнения шпинделя.

Заслонка

Заслонки монтируются на трубопроводах, диаметр которых около 2200 мм. Их можно использовать при условии, что давление в трубах будет невысоким. Управление осуществляется вручную, с помощью гидро- или электропривода. Привод есть только у заслонок с диаметром от 300 до 1600 мм и номинальным давлением 1,0 МПа.

Заслонки с электроприводом нужно устанавливать так, чтобы он был наверху, а приводной вал при этом располагался вертикально. У заслонок без привода ограничений в установке нет.

Заслонка устроена очень просто, но при этом она не уступает другим видам запорной арматуры по эффективности.

Запорным механизмом служит поворотный диск, который может двигаться вокруг своей оси, находящейся перпендикулярно или под углом к потоку. У большинства заслонок корпус изготовлен из чугуна, а поворотный диск – из стали. Благодаря тому, что чугун способен контакт с химическими веществами, заслонку можно использовать для трубопроводов, по которым транспортируются кислоты и щелочи.

Для установки применяется фланцевое соединение или сварка.

На водопровод устанавливают бесфланцевые заслонки. В канавке поворотного диска такой заслонки вставлено резиновое кольцо, уплотняющее запорный механизм. Корпус выполнен из чугуна, поворотный вал является стальным.

У этого типа запорной арматуры есть ряд достоинств:

низкая цена;
небольшой вес;
они просты в эксплуатации;
способны пропускать рабочую среду, в которой содержатся твердые частицы;
они практически не ломаются и редко нуждаются в ремонте.

Задвижка и ее отличия от заслонки

Из-за особенностей строения использование заслонок является целесообразным только на магистралях и технологических производствах. В отличие от них, в конструкцию задвижек входит шпиндель, который в зависимости от вида может быть выдвижным или невыдвижным.

Задвижки с выдвижным шпинделем могут быть дополнительно оснащены электроприводом. Благодаря этому их контроль может осуществляться на расстоянии.

Задвижки используются в трубопроводах с неагрессивной рабочей средой. Они способны выдерживать высокие температуры и давление.

При работе с топливным газом, температура которого может достигать 100 °C, используются двухдисковые клиновые задвижки из чугуна. Шпиндель у них невыдвижной. Прокладочным материалом является паронит. На дисках и корпусе находятся чугунные кольца, которые служат для повышения плотности запорного механизма. У таких заслонок нет дистанционного управления.

Для работы с коксовым газом на трубы монтируют двухдисковые клиновые задвижки, у которых шпиндель выдвигается. Все детали, кроме стального шпинделя, создаются из ковкого чугуна. Задвижки с диаметром 1300 мм выдерживают температуру 200 °C и рабочим давлением 1,8 МПа. Устройства с диаметром 1500 мм используются в условиях рабочего давления 0,05 МП и 85 °C.

Контроль осуществляется с использованием электропривода мощностью 3 кВт.

На трубы, по которым перекачивают нефть и масло, устанавливают сварные клиновые задвижки из стали. Шпиндель у них выдвигается. Они выдерживают до 250 °C. Положение при установке может быть любым.

Какая запорная арматура нужна при работе с агрессивными средами

При работе с агрессивными средами используются краны, вентили и задвижки. Чтобы правильно подобрать арматуру, нужно принять во внимание вещество, с которой она будет контактировать.

Благодаря герметичному соединению седла и золотника и незначительному уровню трения, в таких условиях преимущественно используются вентили. Для работы в жидких средах рекомендуется применять вентили из латуни. Если работать приходится в условиях высокой температуры, устанавливаются сильфонные вентили, способные работать при нагреве до 350 °C.

Для того чтобы запорную арматуру можно было использовать при работе с агрессивными веществами, она должна обладать коррозионной стойкостью, поэтому популярными стали фланцевые вентили, изготовленные из фарфора и покрытые глазурью для защиты от коррозии. Применяются также диафрагмовые вентили, на которые нанесено покрытие из резины.

Реже всего для работы с агрессивными веществами применяются задвижки, так как их необходимо покрывать коррозионностойкой сталью, что является нерентабельным. Кроме того, если у задвижки выдвижной шпиндель, то она требует регулярного ремонта.

Применяется в различных промышленных областях, и ее можно разделить на два типа: на имеющую общетехническое назначение и предназначенную для применения в особых условиях.

Все виды запорной арматуры изготавливаются из ковкого чугуна или стали.

Запорная арматура, имеющая общетехническое значение, необходима в различных промышленных отраслях, строительстве. Ее эксплуатация осуществляется на водопроводах, газопроводах, паропроводах. Все виды запорной арматуры изготавливаются из ковкого чугуна или стали. Они контактируют с водой, паром, газом, маслами. К запорной относится полнооткрывающаяся арматура: пробковые краны, вентили, арматура с проходным каналом, который имеет строение трубки Вентури.

Характеристика основных видов запорной арматуры

Промышленное производство всех видов запорной арматуры включает в себя изготовление кранов, клапанов (вентилей), задвижек и заслонок. У запорных вентилей размер составляет до Dy = 300 мм, где Dy - диаметр прохода. Эксплуатация запорных вентилей производится в тупиковых участках. Их можно применять для сильфонного уплотнения шпинделя. Широко распространены шаровые краны и заслонки простой конструкции. У задвижек несложное устройство: малая длина, небольшое гидравлическое сопротивление. Они бывают двух видов: параллельные двухдисковые и клиновые. При незначительном давлении необходимо применение двухдисковых задвижек, большое давление требует использования клиновых. У них клин может быть цельным, упругим или составным.

Для чего необходимы краны? Их виды и назначение

Краны устанавливаются на трубопроводах, водопроводах, паропроводах, газопроводах. Для эксплуатируемых кранов характерны малые размеры, незначительное сопротивление. Масса крана колеблется от 0,881 кг до 8,64 кг. Диаметр d в дюймах от 1 до 3 d. Широкое применение нашли два вида кранов: пробковые и шаровые. В зависимости от способа герметизации, они подразделяются на натяжные и сальниковые.

К трубопроводу краны присоединяются с помощью муфты, фланца или привариваются к нему. Краны пробковые, газовые, муфтовые, чугунные используются на трубопроводах, подающих природный газ. Температура при работе составляет tp< 50°С. Установка осуществляется в любом положении. Изготавливаются из чугуна. Соединение крана с трубопроводом происходит за счет резьбовой муфты. Параметры для работы кранов: рабочее давление - Pp=0,1 МПа, tp< 50°С.

Другой вид кранов - сальниковые муфтовые чугунные. Устанавливаются на трубопроводах, поставляющих воду или нефть. Рабочая температура составляет tp< 100°С. Положение крана при установке - любое. Изготовлены из чугуна основные детали крана: корпус, пробка, сальник. Сальник набивается пенькой или резиной. Давление среды составляет Pp= 1,0 МПа, если tp< 100°С, где Pp - давление, а tp °С - рабочая температура среды.

Краны малых размеров, или шаровые, характеризуются небольшим сопротивлением, но одновременно обладают высоким качеством, поэтому допустима их эксплуатация там, где трубопровод имеет большой диаметр. Кран изготовлен из чугуна. Для уплотнительных колец применяется фторопласт-4. Сальники набиваются пенькой. Давление в рабочей среде должно быть Pp = 1,0 МПа, а tp< 100°С.

Фланцевые стальные краны соединены с трубопроводом фланцами. У больших кранов предусмотрен червячный редуктор. Управление краном осуществляется с помощью маховика. Кран стальной. На трубопроводах, транспортирующих газ при температуре от - 40 до + 70°С, применяют краны со смазкой фланцевые стальные или с патрубками под приварку. Эти краны ставят только в вертикальном положении. Их работа осуществляется при низких и высоких температурах от -40 до +40°С. Краны управляются дистанционно, одновременно можно производить ручное управление с помощью маховика.

Устройство, использование запорных вентилей

Чаще всего применяются некоторые виды запорных вентилей, которые устанавливаются на трубопроводах и регулируются с помощью маховика или электропривода. Имеется также дистанционное управление.

У запорных муфтовых чугунных орган уплотняется кольцом из фторопласта - 4 или кольцом из резины или кожи. Устанавливаются на трубопроводах, по которым транспортируют пар, воду, воздух. Соединение осуществляется резьбовыми муфтами. Сальник набивается пропитанным асбестом АП.

В трубопроводах, транспортирующих воду при температуре до 50°С, ставят запорные муфтовые вентили, изготовленные из чугуна. Работают в любом положении. Вода подается под золотник. Корпус вентиля изготовлен из чугуна, - кожаное; все прокладки изготовлены из паронита. Сальники набиты асбестом.

В трубопроводах, по которым транспортируют воду иди воздух, температура среды составляет + 45°С, используют запорные вентили с электромагнитным приводом. Они работают при высоких температурах, до + 50°С. При установке сам электромагнитный привод направлен вверх. Крышка и золотник стальные, а корпус - из чугуна. Вентиль работает от электромагнитного привода. Можно управлять вручную.

Назначение и устройство заслонок

Заслонки применяются на трубопроводах, диаметр которых колеблется в пределах 2200 мм. Они имеют простое устройство; ими легко управлять, они относительно дешевы и обладают небольшим весом. Управлять заслонками несложно вручную. Некоторые заслонки укрепляются с помощью гидропривода или пневмопривода. К управляемым электроприводам относятся заслонки с диаметром 300-1600 мм на Ру = 1,0 МПа.

На трубопроводах, по которым идет транспорт воды, ставят бесфланцевые заслонки на Ру = 1,0 МПа. Запорный орган уплотнен за счет резинового кольца, которое устанавливается в канавке диска. Поворотный вал соединен с корпусом, а манжета - с резиновыми кольцами, уплотняет подвижное их соединение. Весь корпус заслонки сделан из чугуна; из стали - поворотный вал.

Заслонки, управляемые с помощью электропривода, ставят на трубопроводе электроприводом вверх, а приводной вал при этом расположен вертикально. Заслонки, имеющие ручное управление, устанавливают в любом положении.

Заслонки соединяются фланцами с трубопроводом. Можно также применить для этих целей сварку. Управляются они электроприводом. Для заслонок, имеющих диаметр от 300 до 600 мм, предусмотрен редуктор, обеспечивающий ручное управление. Уплотнителем служит резиновое кольцо на диске. Поворотный вал соединен с корпусом подвижно, уплотнен втулкой, имеющей запорные кольца. Заслонка изготовлена из стали марки 40Х. Работает при рабочем давлении до Рр = 1,0 МПа.

Электроприводы к бесфланцевым стальным заслонкам на Ру =1,0 МПа имеют диаметр Ру от 1200 до 200 мм, мощность от 3 до 5,2 кВт. Время, в течение которого открывается или закрывается заслонка, составляет от 1,5 до 1,8 минут.

Задвижки - запорные устройства на технологических линиях

Заслонки - это устройства небольшой длины; они применяются на магистралях и технологических линиях. предусматривает наличие невыдвижного или выдвижного шпинделя. Для закрытия или открытия прохода шпиндель делает много оборотов: такие задвижки имеют электропривод. У клиновых задвижек шпиндель невыдвижной, фланцевый, чугунный, давление Ру = 0,25 МПа. У них дистанционное управление. Диаметр - от 800 до 2000 мм, вес - от 1772 до 14015 кг. Электропривод имеет диаметр Dy от 800 до 2000 мм, время открытия или закрытия - от 2,3 до 5,8 мин. Установка осуществляется вертикально, электропривод направлен вверх. Можно поставить задвижку так, чтобы шпиндель находился в горизонтальном положении. Для этого червячную пару и роликоподшипник покрывают очень густой смазкой. Электропривод должен находиться на опоре.

Присоединение к трубопроводу происходит за счет фланцев. Основные детали сделаны из чугуна. Из паронита состоит прокладка; сальниковая набивка - из пропитанного асбеста. Конструкция клина - жесткая или упругая.

Для трубопроводов, по которым идет топливный газ и температура подачи для которых достигает до 100°С, применяют клиновые задвижки двухдисковые; шпиндель у них невыдвижной, изготовлены они из чугуна, Ру =0,6 МПа. Управляются вручную. Установка может производиться в любом положении. Прокладкой служит паронит. Запорный орган уплотняется кольцами из чугуна, расположенными на дисках и корпусе.

На транспортирующих коксовый газ трубопроводах ставят двухдисковые клиновые задвижки. Они имеют выдвижной шпиндель, изготовлены из чугуна. Помещаются в рабочую среду, имеющую давление Рр = 1,8 МПа для задвижки с диаметром 1300 мм и температуру 200°С. Задвижки с большим диаметром, 1500 мм, эксплуатируют при температуре 85°С и Рр = 0,05 МПа. Управляется она электроприводом, чья мощность равна 3 кВт. Задвижка имеет чугунные детали: корпус, крышку, диски, стойку, - и стальной шпиндель. Сальниковая набивка применяется из асбеста.

На трубопровод, по которым перекачивают нефть и масло, ставят сварные стальные клиновые задвижки. Они имеют выдвижной шпиндель. Снабжены патрубками. Устанавливаются в среде, имеющей температуру до 250°С. Ставят задвижки в любом положении. Вся задвижка сделана из углеродистой стали. Для шпинделя применяется сталь 20х13.

Специальная запорная арматура для агрессивных сред

Запорная арматура, эксплуатируемая в особых средах, подразделяется на следующие типы: на краны, вентили, задвижки. Выбор установки того или иного вида зависит от многих показателей самой среды. Учитывается герметичность, эксплуатационный срок, надежность арматуры. Распространены запорные устройства: диафрагмовые вентили, шаровые краны, шланговые клапаны.

Вентили - наиболее часто эксплуатируемая . У вентилей золотник и седло надежно сопряжены; за счет этого нет трения. Сальниковые узлы заменены на сильфонные. Вентили создают большое гидравлическое трение, и в этом их недостатки.

В жидкой среде ставят вентили муфтовые латунные запорные, рабочее давление Рр =1,6 МПа. Установка производится в любом положении. Присоединение вентиля к трубопроводу происходит с помощью резьбовой муфты. Весь корпус латунный. Сальник набит асбестом.

В парообразных средах при Рр =1 МПа и температуре до 50°С вентили имеют уплотнительное кольцо из латуни. Такое же кольцо на золотнике изготовлено из резины, можно применить и кожаное кольцо. Сальник набит асбестом.

Запорные вентили, гуммированные на Ру =0,6 МПа, имеют защитное покрытие, которое состоит из резины. Диафрагмовые вентили работают в среде с давлением от 0,6 до 1,6 МПа. В качестве материала для мембраны и защитного покрытия используется полиэтилен, резина или фторопласт.

Сильфонные запорные вентили из коррозионностойкой стали устанавливаются для работы при температуре до 350°С. Работают на вакууме до 0,5 Па. Соединение трубопровода - фланцами. Также возможно соединение патрубками или цапками. Между корпусом и крышкой находится паронитовая прокладка. Есть и соединение без прокладок. Управляется вентиль вручную. У запорных фланцевых фарфоровых вентилей весь корпус сделан из фарфора. Глазурь относится к антикоррозийным покрытиям.

Задвижки в агрессивных средах не нашли широкого применения. Не используются задвижки с выдвижным шпинделем. Нельзя применять сильфон. У задвижек с выдвижным шпинделем он делает большой ход в сальнике, который быстро изнашивается. Они так же требуют большой затраты коррозионностойкой стали для покрытия, что само по себе очень затратно.

Выбор современной запорной арматуры отвечает всем требованиям, предъявляемым к условиям производства.

Современные трубопроводы сложно представить без запорной арматуры. Задвижки, затворы, вентиля, клапана – все эти изделия позволяют регулировать давление в системах трубопроводов вплоть до полного перекрытия транспортируемой среды. Запорная арматура устанавливается на любом типе трубопровода – нефть, газ, пищевое производство, вода, пар и т.д. Ассортимент запорной арматуры разнообразен, и подбирается под любую транспортную среду и условия. Самой объемной группой запорно-регулирующей арматуры по распространению являются задвижки. Широкое применение задвижки получили благодаря универсальности конструкции и высоким эксплуатационным показателям (температура окружающей и транспортируемой среды, давление, щелочные/кислотные среды и т.д.). По степени герметичности задвижки делятся на классы А, В, C, D, B1, C1, D1. Классы герметичности регламентируются по ГОСТ 9544-2005.

Клиновые задвижки
Параллельные задвижки
Шланговые задвижки
Шиберные (или ножевые) задвижки

Если абстрагироваться от нюансов, строение задвижки в общих чертах представляет собой стальной или чугунный корпус и крышку, которые соединены между собой. От корпуса отходят присоединительные патрубки, через которые запорная арматура врезается в трубопровод. По вариативности видов присоединений можно выделить основные типы задвижек:

Приварные – патрубки представляют собой трубы соответствующие диаметру трубы, которые с помощью электродуговой сварки врезаются в трубопровод. Встречаются не так часто.
Фланцевые. На концах патрубков находятся фланцы, через которых и происходит монтаж на трубопроводе. Такой тип соединения более распространен, т.к. позволяет произвести быстрый герметичный монтаж задвижки, а так же обеспечивает дальнейший простой демонтаж арматуры, если таковой понадобится.
Муфтовые задвижки – самый редкий вид присоединения, встречается до диаметра 50 мм.

Основной запорной деталью в задвижке является клин (который может быть обрезиненным, а может быть стальным). При прокручивании штока (шпинделя) клин перемещается в теле задвижки перпендикулярно движению потока среды трубопровода. В закрытом состоянии клин герметично прилегает к уплотнительным седлам, которые располагаются с двух сторон от клина чаще всего под углом. При вращении маховика (или штурвала) происходит прокручивание шпинделя вокруг своей оси, что приводит в движение сам клин. Это очень упрощенная схема клиновой задвижки, которая может отличаться в деталях у разных производителей.

Корпус задвижек может быть выполнен из латуни, бронзы, стали и чугуна. Латунные и бронзовые задвижки выпускаются в муфтовом исполнении и используются крайне редко. Стальные задвижки чаще используются при высоких температурах внутренней среды. Чугунные задвижки устанавливаются на большинстве объектов ЖКХ ввиду дешевизны и простоты монтажа, но требуют бережного отношения при установке, так как чугун очень хрупок и может расколоться при ударах, скручивании и сжатии.

В последнее время большую популярность приобрели задвижки, оснащенные электроприводом. Электропривод позволяет быстрее открыть или закрыть запорный механизм, причем делать это удаленно. Достаточно одного оператора, который будет контролировать работу задвижек на участке трубопровода.

Конструкционные типы задвижек

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

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

Жёсткий клин – позволяет достичь надежной герметичности узла, но требует высокой точности подгонки клина и уплотнительных седел (в идеале вытачивается идентичный угол на клине и седлах, только так достигается высокая герметичность устройства). Основными недостатками можно считать частые заклинивания из-за перепадов температур во внутренней среде, а так же износа резиновых прокладок и уплотнительных колец. Если механизм задвижки заклинило, то открыть ее очень сложно!
Двухдисковый клин – такой вариант исполнения запорного механизма подразумевает два диска, соединенных между собой. Благодаря такой конструкции клин самовыравнивается при примыкании к уплотнительным седлам, что позволяет допустить некоторые огрехи при вытачивании угла седел и клина. Невзирая на то, что двухдисковый клин усложняет механизм запорной арматуры и повышает стоимость изделия в целом, плюсы такого варианта очевидны – долгий срок службы резиновых уплотнителей, надежная герметичность, меньше усилий, требуемых для открытия/закрытия механизма.
Упругий клин – это разновидность двухдискового запорного элемента. Два диска стыкуются между собой упругим материалом, способным деформироваться и подгоняться под седла при закрытии затвора. Таким образом, упругий клин представляет собой золотую середину между жестким клином и двухдисковым. Например, упругий клин позволяет пренебречь точной подгонки к седлам, а его строение более надежное, чем у двухдискового механизма.

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

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

Шланговые задвижки – самый необычный вид задвижек, принципиально отличающийся от остальных и встречающийся наиболее редко. Такой тип задвижек не имеет ни уплотнительных седел, ни запорного элемента как такового. Представляет собой резиновый шланг, транспортирующий чаще всего вязкую среду и проходящий через тело задвижки. С помощью штока шланг пережимается и полностью перекрывает движение в путепроводе. Обычно такие задвижки используются на трубопроводах небольшого диаметра, где в качестве среды выступают пульпа, шлам, различные примеси и т.д.

Расположение шпинделя

По типу выдвижения шпинделя задвижки можно разделить на две большие группы:

Задвижки с выдвижным шпинделем – представляют собой конструкцию, где шпиндель вынесен за пределы корпуса задвижки, не контактируя с транспортируемой средой. Таким образом, резьбовое соединение доступно для ухода и осмотра и не подвергается коррозии в теле задвижки. Но такая конструкция имеет ряд минусов – из-за того, что при открытии потока шпиндель выдвигается из задвижки на длину, равную как минимум диаметру трубопровода, требуется место для легкого доступа к такому механизму. Из-за особенностей конструкции увеличивается масса и строительная высота, что тоже важно учитывать при проектировании трубопровода. Зато такие изделия можно устанавливать на особо важные объекты, так как срок службы сальников и прочих рабочих элементов механизма увеличен, и есть возможность контролировать состояние резьбы шпинделя и проводить своевременный ремонт и обслуживание.
Задвижки с невыдвижным шпинделем – в таких устройствах ходовой узел гайка-шпиндель находятся полностью в теле задвижки, не выдвигаются за пределы задвижки и контактируют с транспортируемой средой. Ввиду этого шпиндель и уплотнительные элементы подвергаются коррозии среды. Такие задвижки рекомендуется ставить на трубопроводы, транспортирующие воду, нефть и прочие неагрессивные жидкости без примесей, так как в ходе эксплуатации невозможно следить за состоянием шпинделя и произвести плановый ремонт, не разбирая задвижку. Из-за этого такую арматуру не рекомендуется ставить на особо важные трубопроводы, зато они незаменимы в узких колодцах и других труднодоступных местах из-за относительно небольших габаритов.

Преимущества и недостатки задвижек

Задвижки – самый популярный тип запорной арматуры, применяющийся в нашей стране. Это обусловлено следующими преимуществами:

Относительно простая конструкция запорного механизма;
Сравнительно небольшая монтажная длина, что удобно для колодцев, нефтяных скважин и т.д.;
Вариативность использования – задвижки можно применять на различных типах трубопроводов с самыми разными эксплуатационными параметрами;
Возможность изменения направления потока транспортируемой среды в обратную сторону.
Невысокое гидравлическое сопротивление;

Последний благоприятный фактор повлиял на широкое применение задвижек на магистральных трубопроводах, где отсутствие гидравлического сопротивления подходит для высоких скоростей и давления транспортируемой среды.

К основным минусам задвижек можно отнести:

Длительное время открытия/закрытия механизма;
Увеличенную строительную высоту (особенно актуально для задвижек с выдвижным шпинделем, т.к. шпиндель выдвигается как минимум на диаметр условного прохода)
Быстрый износ резиновых уплотнительных колец, трудоемкий ремонт и обслуживание деталей внутри корпуса задвижек;
Дорогой ремонт при невысокой цене на задвижки – зачастую ремонт задвижки составляет минимум 50% от ее первоначальной стоимости.