Что такое водопроводные задвижки и где они используются

Работа шиберной задвижки

Шиберные задвижки обладают способностью пропускать большие объёмы рабочих материалов, а также осуществлять фильтрацию, измельчение проходящих через них примесей и дозирование полезных компонентов.

Исходя из этих возможностей и особенностей принципа работы входящих в их конструкцию узлов, изделия широко применяются в системах отвода канализационных вод, в технологических трубопроводах химических, нефтегазодобывающих, строительных, целлюлозно-бумажных, горнодобывающих производств.

Шиберные задвижки типа ЗМС используются для перекрытия напорных линий в оборудовании фонтанного, устьевого и нагнетательного типа, манифольда буровых установок.

Внимание! Шиберные задвижки всегда устанавливаются в вертикальном положении, так чтобы ножевые пластины располагались перпендикулярно ходу рабочего потока.. Устройство и принцип работы арматуры шиберного типа

Устройство и принцип работы арматуры шиберного типа

Металлический шибер представляет собой плиту или острую отполированную и заточенную пластину, имеющую форму ножа или гильотины. На его острых концах установлены крепкие уплотнители (металлические или синтетические), повышающие износостойкость основной рабочей детали, особенно при функционировании в агрессивных средах с большим количеством крупных гранул и примесей.

При производстве уплотнителей используют синтетические материалы, стойкие к химическим воздействиям и перепадам температур:

• нитриловую резину;
• этиленпропилендиеновый каучук;
• эластомеры для горячих сред;
• кремнийорганическую резину.

Задвижки шиберного типа имеют простой и одновременно надёжный принцип работы. Он заключается в передачи усилия от воздействия ручного, автоматизированного или механического механизма управления на шток или шпиндель, который в свою очередь приводит в движение шиберный элемент для полного или частичного перекрытия проходного отверстия.

Наглядно принцип работы шиберной задвижки показан на видео.

При этом шпиндель может иметь выдвижную и невыдвижную конструкцию. Герметичность выдвижного штока обеспечивается сальником, изготовленным из синтетических хлопчатобумажных волокон, графита и др.

Выбор задвижки

Задвижки для трубопроводов различаются по нескольким критериям:

• область использования;
• способ управления;
• размеры;
• способ крепления.

Для правильного подбора устройства необходимо полное совпадение всех факторов.

Где используются задвижки

Задвижки используются:

• в трубах, внутри которых проходит вода. Это могут быть как водопроводные или отопительные системы, так и канализационные трубы. Водопроводная задвижка состоит из диска, который перемещается внутри корпуса (рисунок выше);
• в печных трубах. Печная задвижка представляет собой металлическую пластину, которая двигается по направляющим элементам.

Задвижка для дымоходов

Задвижки на канализационную или иную трубу, проводящую воду, могут быть:

клиновыми. Устройство приводится в действие вращением моховика, который перемещает шпиндель с запорными дисками клиновидной формы. Герметичность устройства достигается путем установки на диски уплотнительных прокладок, полностью соответствующих форме запорного элемента;

Внутренне устройство клиновой задвижки

параллельными. Основная отличительная особенность состоит в наличии двух запорных элементов, соединенных пружиной. При перекрытии водоснабжения диски плотно прижимаются друг к другу, не пропуская проходящий поток.

Устройство и принцип работы параллельной задвижки

Параллельные задвижки являются более надежными, что позволяет использовать устройства в трубопроводах с повышенной температурой проходящей жидкости.

Способы управления арматурой

Задвижки могут управляться:

• вручную, вращением маховика или иного управляющего элемента. Такие устройства преимущественно устанавливаются на печные, канализационные и водопроводные трубы;
• при помощи автоматики. Преимущественная область использования автоматических задвижек – это отопительные системы.

Подбор размеров

Кроме предназначения, вида и способа управления задвижки необходимо подбирать по следующим факторам:

• форме сечения;
• диаметру.

В зависимости от формы трубы задвижка может быть:

• круглого сечения. Предназначены для стандартных труб, проводящих жидкость;
• квадратного или прямоугольного сечения. Преимущественно задвижки в печной трубе.

Диаметр запорной арматуры должен полностью соответствовать диаметру труб, на которые предполагается установка устройства. Например, задвижка на 110 трубу должна быть диаметром 110 мм.

Способы крепления

По способу крепления запорная арматура подразделяется на устройства, фиксируемые:

резьбовым способом;

Задвижка, прикрепляемая при помощи резьбы

при помощи соединительных фланцев;

Задвижка, фиксируемая при помощи фланцев

при помощи сварки.

Задвижка, устанавливая методом сварки

На металлические бытовые трубопроводы преимущественно устанавливаются резьбовые задвижки. На промышленные трубопроводы ставят фланцевые устройства, а на трубопроводы, изготовленные из ПВХ – арматуру, соединяемую методом сварки.

Из чего состоит задвижка

Главная » Статьи » Из чего состоит задвижка

Задвижка — это одна из наиболее распространенных разновидностей запорной арматуры для трубопроводов. Принцип действия задвижки заключается в перекрытии потока рабочей среды при помощи запирающего элемента, перемещающегося перпендикулярно оси трубопровода. Диапазон внутренних диаметров трубопроводов, в которые монтируются задвижки, варьируется от десятков миллиметров до нескольких метров, давление в трубе может приближаться к 25 мегапаскалей, а температура транспортируемой среды достигать 565 градусов. Рассмотрим подробнее из чего состоит трубопроводная задвижка и какие у нее есть плюсы и минусы.

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ СТАЛЬНЫХ ЗАДВИЖЕК

По типу управления данные устройства делятся на задвижки с ручным управлением (при помощи штурвала), электрическим, гидравлическим или пневматическим приводом. Задвижки крупных диаметров как правило комплектуются редукторами, позволяющими существенно снизить усилия при перемещении затвора.

К ПРЕИМУЩЕСТВАМ ЗАДВИЖЕК ЧАЩЕ ВСЕГО ОТНОСЯТ СЛЕДУЮЩИЕ ОСОБЕННОСТИ:

• простота конструкции в сравнении с другими типами запорной арматуры
• малая длина устройства, облегчающая монтаж
• широкий диапазон внешних условий, в которых допускается эксплуатация задвижек
• низкое сопротивление потоку в открытом состоянии

В числе основных недостатков задвижек чаще всего упоминают следующие:

• большое время полного открытия или закрытия
• постепенный износ уплотнений в корпусе и затворе задвижки, в итоге приводящих к необходимости ремонта, который затруднительно выполнить без вывода задвижки из эксплуатации
• требования к свободному пространству в месте установки задвижки, что обусловлено большой эксплуатационной высотой (в первую очередь у задвижек с выдвижным шпинделем) для обеспечения полного хода затвора.

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ЗАДВИЖКИ

В зависимости от принципа действия запорной части, различают клиновые, шиберные, параллельные и шланговые задвижки. Рассмотрим из чего состоит стальная задвижка на примере клиновой задвижки со шпинделем. Корпус и крышка задвижки образуют рабочую полость, внутри которой перемещается затвор (в данном случае клинового типа). На двух сторонах корпуса располагаются соединительные узлы для монтажа задвижки в состав трубопровода. Данные узлы чаще всего предназначены для фланцевого соединения, однако также встречаются варианты с монтажом при помощи муфты или путем сварного соединения. В внутренней полости корпуса располагаются 2 седла с уплотнительными поверхностями (в зависимости от типа затвора, эти поверхности могут быть расположены под углом друг к другу или параллельно), к которым в закрытом положении герметично прилегают уплотнительные поверхности клинового затвора. При помощи шпинделя и ходовой гайки, которые составляют резьбовую пару, затвор перемещается перпендикулярно оси трубопровода вдоль которой транспортируется рабочая среда. Такой способ перемещения затвора при помощи резьбовой пары используется в случае ручного или электрического привода задвижки. Если же задвижка оборудуется гидравлическим или пневматическим приводом, то шток, прикрепленный к затвору, совершает поступательное перемещение под воздействием привода. В нашем случае шпиндель проходит через уплотнительный сальник в крышке и соединяется со штурвалом, который и является органом управления задвижкой.

Применение задвижек

Задвижки на трубопроводах широко применяются в различных сферах, где требуется регулирование и контроль потока жидкости или газа. Вот несколько основных областей, в которых используются задвижки:

• Нефтегазовая промышленность. В добыче и транспортировке нефти и газа задвижки применяются для управления потоком сырой нефти, регулирования давления и блокирования трубопроводов в случае аварийных ситуаций.
• Химическая промышленность. В производстве химических веществ и материалов с помощью задвижек осуществляется регулирование потока химических реактивов и сырья.
• Водоснабжение и канализация. Задвижки используются для контроля потока воды в водопроводных сетях, регулирования давления и предотвращения протечек и аварийных ситуаций.
• Энергетика. В энергетической промышленности задвижки применяются для управления потоком веществ в системах теплоснабжения, центральных отопительных системах и электростанциях.
• Пищевая промышленность. В производстве пищевых продуктов задвижки используются для регулирования потока ингредиентов и обеспечения гигиены в процессе производства.

Применение задвижек позволяет контролировать и регулировать потоки веществ в различных отраслях промышленности, обеспечивать безопасность и эффективность работы трубопроводных систем. Выбор правильной задвижки зависит от требуемых параметров, таких как диаметр трубы, рабочее давление, среда, температура и другие факторы.

Функции и принцип действия

Задвижки с электроприводом выполняют обычные функции запорной арматуры – запорную и регулирующую:

• перекрывают трубу полностью или частично;
• открывают просвет трубы для высвобождения потока.

Функционирование запорного устройства, приводящегося в действие электрическим приводом, осуществляется в трёх режимах:

• наладочном;
• автоматическом;
• дистанционном.

Наладочный режим функционирования используют после установки или замены (ремонта). Здесь последовательно подаются команды (замыкают контакты) на электропривод, которые он «запоминает» и в дальнейшей эксплуатации использует. Наладку работы электропривода осуществляют после установки, при ручном регулировании крайних положений (открыто\закрыто).

Автоматический режим — это режим функционирования запорного устройства, когда электропривод настроен на перемену параметров потока, его давления, температуры. Изменение параметров фиксирую специальные датчики. Они же «подают сигнал» на контролирующую схему, замыкаются контакты, подаётся магнитный Электропривод устанавливает перекрывающий механизм в требуемое положение.

Дистанционный режим – это когда работа электропривода задвижки регулируется с пульта управления оператором в ручном режиме.

https://youtube.com/watch?v=c38-NoAvf20

Соединение с трубопроводом и монтаж

Существует несколько способов соединения задвижек с трубопроводом:

1. При помощи фланцевого соединения — специального обода на краю запорного механизма, оснащенного отверстиями под болты по всему периметру. Такой же обод создается и на трубе, а соединение происходит посредством стягивания фланцев болтами и гайками. Соединение фланцевого типа используют на больших диаметрах, где используется чугунная или стальная система труб.

1. На полиэтиленовых и ПВХ-трубах используется муфтовое соединение, которое реализуется путем завода элементов системы в края корпуса изделия с манжетным уплотнителем для обеспечения полной герметизации.

1. Раструбное соединение используется в ПВХ- и полиэтиленовых системах, трубы заводятся в раструбы задвижки, в качестве герметика укладывают прокладку из манжетного уплотнителя.

1. Самым надежным является сварное соединение, кроме того, оно позволяет установку задвижек непосредственно на трубах без дополнительных соединительных деталей.

При монтаже необходимо учитывать несколько главных правил: нельзя устанавливать запорный механизм маховиками вниз, нужно тщательно очистить места соединений от грязи, масла, ржавчины, во фланцевом соединении детали должны быть зафиксированы без перекосов.

Установка задвижек на металлические водопроводные трубы

Если необходимо установить запорный механизм на металлическую трубу, алгоритм действий выглядит так:

• Вырезается участок трубы, который будет соответствовать размерам устанавливаемой детали, концы срезов тщательно зачищаются и шлифуются.
• Дальнейшие манипуляции зависят от выбора соединения — либо нарезается резьба, либо навариваются фланцевые соединители.
• В первом случае герметизация происходит при помощи герметизирующих нитей, во втором — уплотнительными кольцами.
• Затем задвижку устанавливают в нужное место, при резьбовом соединении ее ввинчивают в подготовленную резьбу, а если стык оборудован фланцем, обе половины выравнивают относительно друг друга, совмещают отверстия, а затем заводятся болты и накручивается фланцевая шайба до полного сжатия.

Установка задвижек на пластиковые трубы

При монтаже на пластиковые трубы используется метод сварки по пластику. Предварительно подготавливают участок для установки запорной арматуры и просто фиксируют ее на трубопроводе, никаких уплотнителей и дополнительных манипуляций не нужно.

Установка задвижек на печные трубы

Задвижку на печную трубу устанавливают во время монтажа дымохода. Для начала нужно во время укладки кирпича оставить отверстие, соответствующее размеру арматуры, которую затем фиксируют при помощи цементного раствора.

Рекомендации по монтажу и полезные советы

Чтобы максимально увеличить срок эксплуатации, нужно правильно выбирать необходимый запорный механизм, технические требования, которые к ним выдвигаются, учитывать, водяная или газовая это система, и пр.

Если управление путем механического поворота невозможно, необходимо предусмотреть электрический привод с достаточным размером диаметров ДУ. Задвижки с электроприводом следует защитить от перепадов сети, т.к. после поломки ремонт таких элементов невозможен.

Не стоит выпускать из внимания необходимость тщательного изучения инструкции по монтажу и эксплуатации, т. к. качество установки напрямую влияет на срок службы изделия. Если уверенность в успехе самостоятельного монтажа недостаточна, лучше обратиться к специалистам. Особенно если это стальная задвижка со шпинделем выдвижным (его использование рекомендовано при перекачке абразивных веществ) или любой механизм на газовой системе.

Корпус задвижки

Корпус задвижки состоит из основной части (самого корпуса) и крышки. Корпус задвижки устанавливается в трубопроводную магистраль. Крышка же предназначена для крепления и управления перемещением запорного элемента. По материалу корпусных деталей задвижки делятся на стальные и чугунные.

Чугунные задвижки

Чугунные задвижки применяются в трубопроводных системах, которые работают при небольших динамических нагрузках и малых температурах.  Область применения чугунных задвижек – это в основном системы трубопроводов горячей и холодной воды, канализации. Для дополнительной антикоррозийной защиты задвижек на корпус наносится специальное эпоксидное покрытие.

Чугунные задвижки изготавливают из следующих видов чугуна:

• серый (СЧ) – представляет собой сплав железа с углеродом с волокнистыми включениями графита. Серый чугун обладает хорошими литейными свойствами;

• ковкий (КЧ) – обладает мягкостью, хрупкостью, пластичностью, стойкостью к химическому растрескиванию металла;

• высокопрочный (ВЧ) – отличается износостойкостью, повышенными механическими свойствами по сравнению с другими видами чугуна. В состав высокопрочного чугуна входят графитовые включения сфероидальной формы;

• белый чугун — применяется как основа для изготовления ковкого чугуна.

Корпуса чугунных задвижек изготавливаются при помощи метода литья.

Стальные задвижки

Задвижки из стали устанавливаются на трубопроводы и эксплуатируются в гораздо более суровом и резком климате, чем чугунные. Стальные задвижки очень устойчивы к воздействию на них агрессивных и высокоагрессивных рабочих сред, транспортируемых по трубопроводу. Также в зависимости от марки стали характеризуются морозоустойчивостью, жаропрочностью и жаростойкостью.  Стальные задвижки изготавливают из следующих марок стали:

• ст. 20 – сталь улучшенной прочности, используется для работы с паром критической температуры, обладает повышенной твердостью;

• 09Г2С ‒ марка стали, которая позволяет эксплуатировать арматуру в холодных и умеренно-холодных климатических условиях, устойчива к заморозкам, не подвержена температурным деформациям;

• 12х18н10т ‒ коррозионностойкая сталь (нержавейка), выдерживает температуру агрессивных сред до +350⁰C;

• 20юч ‒ используется при транспортировке высокоагрессивных, опасных и токсичных рабочих сред.

Марка стали задвижки

Стальные корпуса из 25/35Л являются широкопрофильными. Их удачно применяют как для воды/пара, так и для нефте-, газопроводов, систем АЭС и энергетики.

Сплав 25Л широко применяется в машиностроении. Из него изготавливают корпуса подшипников, поршни и крышки цилиндров. Диапазон рабочих температур для 25Л составляет от -400С до +4500С. Использование сплава 25Л для задвижек показатель прочности и надежности.

Изготовление корпусов из легированной и нержавеющей сталей, осуществляется для магистралей, эксплуатируемых в холодных регионах (температура до -600С), а также для сильноагрессивных сред. Такие задвижки изготавливаются по заказу конкретного производства.

Материал гайки и шпинделя

К приводным деталям предъявляются высокие требования. К примеру, шпиндель одним концом находится в рабочей среде, а другим – является участником резьбовой пары, где на него воздействует сила трение.

Шпиндель изготавливается из стали:

• 20Х13;
• 14Х17Н2;
• 12Х18Н9Т.

Повышенное содержание хрома обеспечивает нормальную работу арматуры в тяжелых условиях при постоянном трении.

Требования к приводной гайке ниже, так как на нее не воздействует рабочая среда. Здесь используется латунь ЛС59-1, устойчивая к трению. Для холодных регионов, гайки выпускаются из стали 40Х.

В некоторых моделях шпиндель изготавливается из бронзы БрАЖМц10-3-1,5.

Особенности конструкции

Традиционно их располагают:

1.на участке, где врезают трубу в общую водопроводную систему.

2.на магистралях с кольцевым строением, также на стояках.

3.внизу пожарного гидранта.

4.как поворотные затворы, чтобы перекрывать участки для ремонта.

5.чтобы обеспечить безопасную работу на насосных станциях.

Детали запорной арматуры

Все типы задвижек имеют одинаковые элементы устройства:

1.корпус и крышку. Внутри корпуса располагаются основные элементы устройства. В основном корпус производят чугунный либо стальной, устройство скрепляют с остальными частями системы посредством фланцев либо сварочным способом.

Зато сварочный метод обеспечивает максимальную надежность соединению. Как правило, в водопроводных системах применяют сварку.

2.узел запорного механизма включает направляющую с затвором. Направляющая входит в корпус изделия, тем самым обеспечивается надежность устройства, его точность. Затвор покрывают слоем против образования коррозии.

3.узел с элементом управления. Управление механизмом осуществляется с помощью вентиля (винтовой шток) с маховым колесом, резьбовой втулкой для удобства прокручивания затвора. Элемент управления располагают сверху устройства, каждая деталь имеет свой металлический кожух. Узел и корпус скрепляют посредством фланцев.

4.бугельный элемент обеспечивает расположение соединению штока с гайкой за главным корпусом. На соединение не влияют негативные факторы от перемещения жидкости, к примеру, с высокой температурой.

Общие признаки

Несмотря на многообразие запорных элементов, многие из них имеют схожую конструкцию. Основными конструктивными элементами назовем:

1. Корпус. Для размещения основных элементов конструкции создается корпус, в котором есть пропускное отверстие. При изготовлении корпуса может применяться сталь или чугун, а также некоторые цветные сплавы. Он подсоединяется к трубе при помощи фланца или муфты, методом сварки. Стоит учитывать, что сварочный метод считается наиболее надежным, фланцевый и муфтовый позволяет провести демонтаж запорного элемента при необходимости.
2. Запорный элемент. Основная классификация проводится по тому, каким именно образом перемещается запорный элемент и как он выглядит. Зачастую при изготовлении запорного элемента применяется коррозионностойкая сталь, устойчивая воздействию различных веществ.
3. Элемент управления. Задвижка относится к регулирующим, а не предохранительным устройствам. Это подразумевает наличие управляющего устройства. Довольно большое распространение получил механический ручной привод, также встречается электрический и пневматический, гидравлический. При необходимости автоматизировать работу устройства проводится установка электрического привода, который может работать в зависимости от показателей датчиков и дистанционного пульта управления.

Классификация механизма проводится также по его размерам, области применения, максимально допустимому давлению в системе и некоторым другим признакам.

Задвижка на трубопроводе: принцип работы, устройство и виды

Задвижка на трубопроводе — это устройство, используемое для открытия и закрытия потока жидкости или газа в трубопроводной системе. Она является одним из основных элементов контроля и управления течением среды в трубопроводе.

Принцип работы задвижки основан на использовании штока и механизма, который перемещает шток вперед и назад. При повороте рукоятки или использовании привода (электрического, пневматического или гидравлического) шток перемещается вперед или назад, открывая или закрывая поток в трубопроводе.

Устройство задвижки состоит из следующих основных компонентов:

• Корпус — оболочка, в которой находятся все остальные части задвижки.
• Шток — цилиндрический стержень, который перемещается в корпусе и открывает или закрывает поток в трубопроводе.
• Закрытие — элемент, который прикрепляется к штоку и закрывает отверстие в трубопроводе.
• Привод — механизм, который используется для перемещения штока и управления задвижкой.

Существует несколько видов задвижек, которые используются в зависимости от требований технических условий и процесса. Вот некоторые из них:

1. Пружинная задвижка — используется для открытия или закрытия потока в трубопроводе при помощи пружины.
2. Клиновая задвижка — имеет клиновидную форму и используется для полного открытия или закрытия потока в трубопроводе.
3. Дисковая задвижка — используется для регулирования потока в трубопроводе с помощью диска, который перекрывает часть отверстия.
4. Шаровая задвижка — имеет шарообразную форму и используется для полного открытия или закрытия потока в трубопроводе.

Каждый вид задвижек имеет свои преимущества и недостатки, и выбор конкретной задвижки зависит от требований процесса и условий эксплуатации.

В итоге, задвижка на трубопроводе является важным элементом системы управления потоком и позволяет эффективно контролировать течение среды. Различные виды задвижек предоставляют разные возможности для регулирования потока и подходят для различных сценариев использования.

Подведем итоги

Разнообразие моделей задвижек позволяет решить главную задачу – обеспечить герметичность системы при необходимости произвести ремонт. Работы можно выполнить самому, но только если под рукой имеются все необходимые приспособления. Для резьбовых соединений потребуется токарный станок, что усложняет процесс.

Соединения с пластиковыми трубами не менее эффективны. Каждый случай имеет характерные особенности, но не представляют сложностей для людей, у которых имеются элементарные строительные навыки. Технология позволяет оснастить задвижкой горячий и холодный водопровод, отопительную систему, печную трубу, технические путепроводы. Все зависит от потребностей и целевого назначения. Место установки – точка ввода.