Характеристики чугунных дисковых поворотных затворов
Основной материал для изготовления корпуса чугунных затворов — марочный чугун. Отличие этого материала от обычного чугуна состоит в том, что металла имеет большее количество примесей и в процессе обработки и использования по своему назначению способен выдерживать нагрузки разного характера. Для специальных трубопроводов используются задвижки со специальными вставками гильза из нержавеющей стали или полимеров, а сам диск может изготавливаться из высококачественной стали с высокой степенью обработки.
Надежность перекрытия трубопровода достигается путем применения в конструкции дополнительных уплотнительных колец из резины или полимерных композиций. Уплотнители обычно устанавливаются как на затворный диск, так и на внутреннюю поверхность корпуса затвора.
Для агрессивных сред и для трубопроводов сыпучих материалов применяют уплотнители из полимеров, для оборудования такого производства важно своевременно проводить техническое обслуживание и замену уплотнителей. Чугунные дисковые затворы обладают следующими характеристиками:
Чугунные дисковые затворы обладают следующими характеристиками:
- Диаметр пропускного окна крана — мин. 40 мм макс.400 мм.
- Рабочее давление в системе, обеспечиваемое краном — мин.6 кг\см2 макс. 100 кгс\см2;
- Температура окружающей среды — -40С — +65С;
- Максимальная температура рабочей среды в трубопроводе +550 С;
- Управление осуществляется в ручном режиме, механический редуктор, пневматический или гидравлический привод, электропривод.
- Гарантированный срок службы — 15 лет.
Специфика устройства дисковых затворов, оснащенных пневмоприводом
Они используются в пищевых, химических, фармацевтических промышленных объектах, так как здесь по трубам перегоняется среда с высокой вязкостью. Такой затвор оснащается пневматическим блоком, системой автоматического управления, редуктором, воздействующим на ось.
Примечательно, что подобным механизмом можно управлять дистанционно, он незаменим в системах, обслуживающих агрессивные и токсичные среды. Так как затвор функционирует за счет сжатого газа, он может быть использован в пожароопасных условиях. Наконец, нельзя не упомянуть и небольшие габариты устройства, делающие его универсальным для работы в бытовых и промышленных системах. Гибкие варианты управления и ремонтопригодность в итоге определяют высокую востребованность дисковых затворов на отечественных объектах.
Затвор дисковый — особенности монтажа
При монтаже дисковых затворов следует соблюдать несколько перечисленных ниже правил:
- Основное положение оси диска — горизонтальное по отношению к трубопроводу. Связано это с тем, что при таком расположении в местах крепления дискового штока с корпусом не образуются застойные зоны.
- Если технологически не получается установить затвор горизонтально по отношению к оси трубопровода, допустим его монтаж для диаметров от 32 до 350 мм по вертикали и на 90 градусов в одну или другую сторону от этого положения.
- Устройства могут монтироваться только на воротниковые фланцы, запрещена их установка на плоские фланцевые отводы.
- Во время монтажа диск устанавливают в положение открыто.
- Внутренний диаметр ответных фланцев трубопровода должен соответствовать размеру дискового проходного канала.
- Поворотная дисковая арматура при монтаже должна свободно проходить между монтажными фланцами трубопровода.
- Сварочные работы должны проводиться как можно дальше от затворного узла.
- Перед дисковой арматурой желательно устанавливать фильтр грубой очистки, предотвращающий попадание в узел твердых абразивных частиц.
Рис. 13 Стоимость различных типов дисковых затворов
Шиберная задвижка — сфера применения, конструкция, популярные марки
Затворы с поворотным диском позволяют эффективно перекрывать и с высокой точностью регулировать поток рабочей среды как в промышленных трубопроводах, так и в бытовых системах отопления, водоснабжения. Хотя конструктивно дисковая арматура не отличается высокой сложностью, существует несколько вариантов ее исполнения с различным эксцентриситетом, позволяющих существенно влиять на эксплуатационные и физические характеристики устройств.
Источник
Конструкция и материалы изготовления
Дисковые затворы имеют несложное конструктивное устройство и состоят из следующих основных узлов:
Корпус. Корпус с фланцами, без фланцев обычно выполняют из чугуна или стали, под приварку идут только стальные изделия. Снаружи корпусные детали окрашивают и защищают эпоксидным покрытием обычно синего цвета, пожарная арматура имеет красную окраску.
Корпуса малогабаритных приборов с резьбой или подсоединительными муфтами изготавливают из нержавейки или латуни, в качестве материала встречается и бронза.
Диск. В бюджетных изделиях эта деталь выполняется из пластика или высокопрочного чугуна ВЧ40 с никелевым покрытием, в более дорогих приборах — из нержавеющей стали. Также нередко диски изготавливают из бронзы, углеродистой стали, иногда металлы покрывают эластомерами (фторопласт).
Уплотнения. Уплотнения могут быть выполнены из этилен-пропилен-диенового мономера каучука EPDM, бутадиен-нитрильного каучука NBR, фтористой резины Viton, фторопласта PTFE.
EPDM применяют на арматуре, работающий в нейтральной среде, это примерно 95% всех изделий. NBR устанавливают в устройства, работающие при транспортировке нефтепродуктов. Viton и фторопласт PTFE предназначены для работы в химически агрессивной высокотемпературной среде.
В наиболее дорогих качественных затворах используются уплотнения металл по металлу из коррозионностойких материалов, имеющие высокие температурные и напорные характеристики.
Рис. 10 Материалы изготовления и конструктивное устройство затвора
Поворотный механизм. Узел для вращения дискового затвора состоит из штока прямоугольного сечения, проходящего в самом диске по его оси. Шток обычно выполняют из нержавейки, он может быть цельным или состоять из двух фрагментов. Для герметизации оси используется сальниковое уплотнение, трение снижают 2 — 3 подшипника, в которых поворачивается шток.
Некоторые типы затворов оснащены дополнительными микропереключателями, связанными с поворотным рычагом. Они позволяют дистанционно отслеживать положение диска, к примеру, в закрытом состоянии нажата кнопка одного из переключателей и на пульте управления горит соответствующий индикатор.
Также многие диски имеют ступенчатый переключатель положений обычно на 5 или 10 градаций. Для подобных затворов существует параметр Кв, носящий название пропускная способность и измеряемый в метрах кубических в час. В паспортных данных этот показатель указан в виде графика или таблицы.
Рис. 11 Полное конструктивное устройство фланцевого затвора
Разновидности
Дисковые затворы делят на следующие типы:
По способу присоединения к трубопроводной магистрали:
Фланцевые. Имеют на корпусе с двух сторон воротниковые или сплошные диски с отверстиями для крепления в разрез трубопровода к его фланцевым торцам. Стягивающие шпильки продеваются сквозь отверстия затвора и фланцевых воротников трубопровода.
Межфланцевые. Затвор дисковый поворотный имеет выступающее резиновое уплотнение по периметру проходного канала и устанавливается между фланцев трубопровода. После стягивания шпильками двух трубных фланцев запорный элемент удерживается между ними за счет зажимного усилия и герметичного уплотнения.
Так как шпильки проходят через отверстия в корпусе устройства, они предотвращают его смещение перпендикулярно потоку рабочего тела.
Данный тип соединения требует высокой точности подгонки затвора под диаметр трубопровода, а также соосности всех стыкуемых элементов.
Под приварку. Затвор, корпус которого выполнен из стали, вваривают в разрез трубопровода. Преимущество данного соединения — отсутствие каких-либо жестких требований к пространственному расположению стыкуемых элементов.
Резьбовые. Некоторые зарубежные компании, к примеру итальянская фирма Rubinetterie Bresciane, выпускают дисковую запорно-регулирующую арматуру в латунных корпусах под резьбовое соединение с трубопроводом. Благодаря ступенчатому управлению диском, она находит применение в бытовых отопительных системах для регулировки потока теплового носителя, идущего в радиаторы. Муфтовые. Подсоединительные патрубки затворов данного типа имеют гладкую отполированную поверхность под обрезанный конус или цилиндр, рассчитанную на монтаж в трубопровод вместе с герметизирующими уплотнителями.
Рис. 4 Бесфланцевая, фланцевая дисковая арматура с пневмоприводом
По типу привода:
Рукоятка. Так как дисковую заслонку поворачивают на угол 90°, для создания вращательного усилия используют одноручную консоль по аналогии с шаровым краном.
Редуктор. В редукторе для снижения прилагаемого физического усилия используют систему передающих зубчатых колес со штурвалом. Редуктор обычно устанавливают в изделия с Dn свыше 200 мм до размеров в 1400 мм.
Виды запорных устройств
Корпус этого представителя запорной арматуры изготовлен из высококачественного чугуна GG25. Дисковое устройство также выполнено из хромированного ковкого чугуна GGG-40. Уплотняющие детали затвора позволяют создавать максимально герметичное перекрывание потока жидкости благодаря материалу, в состав которого входит пропилен, каучук и этилен.
Сам корпус покрыт эпоксидным материалом, создающим надежную защиту для чугуна от воздействия высоких и низких температур. Качество используемых материалов дает возможность использовать данное устройство в кислой и соленой среде, без ущерба для самого механизма затвора, а заменяемость седлового уплотнения позволяет использовать эту конструкцию длительное время.
Следующий вид запорной арматуры, предлагаемый потребителям — дисковый поворотный затвор Гранвэл межфланцевый. Это устройство получило широкую популярность благодаря своей надежности, прочности и долговечности, а также универсальности применения.
Этот запорный механизм производится в России и, естественно, адаптирован к российским условиям
Затвор обратный межфланцевый применяется:
- при строительстве и ремонте систем водоснабжения холодной и горячей воды;
- в системах кондиционирования;
- вентиляции;
- для устройства нефте- и газопроводов;
- в системах пожаротушения;
- для транспортировки сыпучих продуктов и прочих.
Причем транспортировка продуктов может производиться как безнапорным способом, так и под высоким давлением. Работа запорного устройства Гранвэл осуществляется с помощью электропривода.
Корпус устройства защищен эпоксидным покрытием с обеих сторон. Затворный диск изготовлен с кромкой сферообразного вида, обеспечивающей максимальную герметичность затвора. Кроме этого диск отличается высокими антикоррозийными свойствами и устойчивостью к действию абразивных веществ.
Еще один вид запорной арматуры — затвор дисковый межфланцевый jma. Эти затворы по большей части используются в системах пожаротушения, так как именно в этих условиях необходимо видеть, открыт трубопровод или нет. Для этого в конструкции затвора могут быть предусмотрены две пары концевых выключателей, которые установлены на дисковом редукторе. Любо один из выключателей может выполнять функции переключателя.
Для регулирования потока сыпучих продуктов на промышленных предприятиях технологические линии оснащаются затвором шиберным межфланцевым. Это устройство позволяет регулировать поток сыпучих и гранулированных веществ, которые двигаются по путепроводу под силой собственного веса.
Такие затворы необходимы на тех производствах, где производится выпуск продукции с дозированным количеством составляющих.
Использование затвора ножевого межфланцевого оправдано в том случае, когда по условиям технологического процесса для производства того или иного продукта необходим большой поток материала. Обычно такие устройства можно наблюдать на горловине раздаточных бункеров. Такие затворы, как правило, работают в общей технологической цепочке и управляются автоматически при помощи специальных датчиков, которые дают команду открыть или закрыть затвор.
Алгоритм выбора дискового механизма
Достаточно важно правильно выбрать затворный механизм к системе подачи воды или нефтепродуктов. Основными критериями выбора можно назвать:
Показатель максимального рабочего давления. В системе может возникать самое различное давление.
Максимальная температура, при которой может работать устройство. Вода может подаваться с различной температурой, как и нефтепродукты с газами.
Класс герметичности также можно назвать важным показателем, который следует учитывать. Производители указывают класс герметичности, так как для некоторых систем этот показатель важен.
Диаметральный размер запорного устройства. Для того чтобы устройство можно было подключить к системе, оно должно соответствовать по диаметральному размеру.
Возможная рабочая среда. Производители рассматриваемого устройства учитывают тот момент, в какой среде оно будет эксплуатироваться
Условно можно выделить модели, подходящие для установки в системе подачи питьевой или технической воды, сжатого воздуха, пара низкого давления или неагрессивной жидкости, подачи нефтепродуктов или газа.
Тип привода также имеет важное значение. Как правило, он ручной, и сила передается через редуктор
В последнее время в продаже появились модели, которыми можно управлять удаленно или вручную. Автоматизация запорных механизмов позволяет существенно повысить автономность всей системы.
Каким образом проводится присоединение устройства. Большая часть вариантов исполнения присоединяется через фланцы посредством их фиксации шпильками. Есть и другие варианты исполнения, которые могут устанавливаться в системе.
Кроме этого важными показателями можно назвать тип материала, который используется при изготовлении корпуса и других элементов конструкции. К примеру, при частых перепадах температуры чугун проявляет себя хуже, чем другие материалы.
В заключение отметим, что в продаже встречаются запорные механизмы самых различных производителей. Следует выбирать модели известных производителей, которые имеют повышенной качество и длительный срок эксплуатации. Но стоит помнить о том, что качественное изделие никогда не будет стоить дешево. Поэтому качественные и надежные запорные механизмы, как правило, имеют высокую стоимость.
Конструкция дисковых затворов:
Затвор дисковый поворотный – тип запорной трубопроводной арматуры, применяемый преимущественно при больших диаметрах трубопроводов, малых давлениях среды и пониженных требованиях к герметичности рабочего органа.Запорный элемент в затворах имеет форму диска — плоского или двояковыпуклого, который в крайнем закрытом положении плотно прижемается к уплотнительной поверхности корпуса затвора.Перекрытие потока рабочей среды происходит за счет поворота диска затвора вокруг своей оси, перпендикулярной направлению потока среды. При этом ось вращения диска может совпадать с его собственной осью (осевые дисковые затворы) или же не совпадать с осью (эксцентриковые дисковые затворы).
Затворы дисковые с эксцентриситетом
конструктивно отличаются от обычных поворотных затворов. Ось диска смещена относительно уплотнительных колец и центра трубопровода, а сам диск имеет не симметричную форму. Благодаря смещению оси вращения диска достигается возможность входа-выхода диска из уплотняющего седла при наименьшим угле открытия-закрытия. В момент открытия затвора с эксцентриситетом диск немного смещается поступательным движением, и уже после этого начинается его вращательное движение. Таким образом обеспечиваетсябольшая герметичность затвора, в котором диск конически прилегает к уплотнению, инаименьший износ самого уплотнения из-за отсутствия какого-либо трения.Присоединение затвора к трубопроводу чаще всего стяжное, так называемое межфланцевое, то есть отверстия по краю корпуса арматуры пронизывают шпильки от одного фланца трубопровода до другого, что идеально подходит к конструкции устройства. Реже затворы изготавливаются с собственными фланцами для соединения с обратными фланцами трубопровода, или с приварными патрубками.
Конструкция дисковых затворов даёт возможность применения их на различных рабочих средах с обеспечением защиты от коррозии и повышенного износа внутренних поверхностей корпуса и диска, для чего используются различные способы. Самым простым из них является изготовление этих деталей из нержавеющих сталей с уплотнительным резиновым кольцом
(если защита не требуется, детали изготавливаются из углеродистой или легированной стали, корпуса также из чугуна). Существуют также конструкции, внутренние полости которых защищены химически- и износостойкими покрытиями в виде эластомерных или резиновых вкладышей в корпусе и резиновых или полимерных покрытий диска, что заменяет собой дополнительные прокладки. Дисковые поворотные затворы не требуют технического обслуживания, что обеспечивает им продолжительную эксплуатацию при условии полного соблюдения режимов, доступных для рабочих параметров и учета определенных особенностей эксплуатации. Ремонт затворов требуется только в случаях нарушения герметичности перекрытий. При этом замена уплотняющего вкладыша не отличается сложностью и выполняется с применением минимума инструментов.
Недостатки и преимущества использования модели
Недостатки конструкции:
- При использовании оборудования в качестве заслонки, просчитать характеристики пропуска рабочей среды будет весьма затруднительно.
- Только системы, оснащенные специальным прорезиненным уплотнителем, могут характеризоваться как полностью герметичные. А вот цельные и металлические модели не способны так легко справиться с рабочей средой.
- Если планируется управлять системой вручную и трубы имеют внушительный диаметр, то следует дополнительно позаботиться об установке редуктора.
Положительные аспекты:
- Приемлемая стоимость.
- Высокий показатель термостойкости.
- При протечках произвести замену не составит труда.
- Диаметры и размеры в ассортименте.
- Могут использоваться и как регулирующие устройства.
- Гидравлическое сопротивление оптимального уровня.
- Простота проведения монтажных работ.
Особенности применения
Дисковая ось вращения может быть как собственная (осевые элементы), так и не совпадающая с основной (эксцентриковые системы).
Дисковый затвор – затвор в виде диска, вращающегося около какой-либо оси и расположенного перпендикулярно к направлению потока рабочей среды.
Дисковый поворотный затвор полностью поворачивается вокруг своей оси перпендикулярно движению потока и размещается в корпусе, имеющим герметичное уплотнение. Запорный орган герметизируется металлическими или мягкими уплотнительными кольцами. На основании минимального контакта с рабочей средой подобный элемент очень устойчив к ее влиянию.
Многообразие дисковых конструкций позволяет применять их практически в любой рабочей среде, при этом активно противостоять коррозии и повышенному износу. Используются для этого разнообразные способы. Наиболее простой защитой являются детали из нержавеющей стали и резинового уплотнительного кольца. Некоторые конструкции покрываются специальными покрытиями, стойкими к химическому воздействию и к износу.
Дисковые затворы могут иметь присоединение к трубопроводу фланцевое, межфланцевое или стяжное. Стальные имеют соединение под приварку либо муфтовое. В случае стандартного межфланцевого присоединения фланцы трубопроводов соединяются шпильками. Иногда системы имеют собственные фланцы, которые соединяются с обратными трубопроводными фланцами.
Управляются дисковые затворы вручную (при помощи ручки или редуктора с маховиком) или механизированным способом (при помощи электро -, гидро -, и пневмоприводов).
По своим функциям затворы бывают для водоснабжения и для теплоснабжения. Герметичные клапаны, являющиеся разновидностью затворов, применяются для трубопроводов с малым диаметром или для воздуховодов с небольшим давлением.
При перекрытии различных магистралей лучшим решением считается дисковый затвор, если к размеру запорной арматуры предъявляются высокие требования. Затворы дисковые довольно компактные и легкие, просты в эксплуатации и ремонте, очень функциональны для установки в качестве запорной и запорно-регулирующей арматуры.
Огромное количество преимуществ и широта использования позволяет квалифицировать затвор как идеальное запорное устройство.
Классификация
Тип присоединения
По типу присоединения:
- Межфланцевые (стяжные) – затвор располагается между фланцами трубопровода и сквозными шпильками стягиваются
- Фланцевые – затворы, которые имеют собственные фланцы и прикручиваются к каждому из фланцев трубопровода
- Под приварку – затворы с приварным соединением к трубопроводу
- Муфтовые – соединяются с трубопроводом при помощи муфт
Материал уплотнения в затворе
Возможные варианты:
- Эластичное уплотнение
- Металл по металлу
Материал седлового уплотнения, с которым контактирует рабочая среда в 90% случаях EPDM (этилен-пропиленовый каучук). Существует огромный список веществ, которым подходит данный материал.
Второй вариант уплотнения – это NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Основное применение – это рабочие среды, где могут быть различные продукты переработки нефти или растительного масла.
По температуре EPDM идет на достаточно широкий диапазон – это от -25 до +130 градусов. NBR идет на температуру от -15 до +80 C.
Кстати, прочтите эту статью тоже: Виды трубопроводной арматуры
Есть еще такой материал как витон. Он обладает отличной химической стойкостью к различным агрессивным средам, имеет достаточно широкую температуру применения до 180 C.
По типу привода
- Электрический
- Пневматический
- Гидравлический
- Ручной
- Ручной с редуктором
- Под дистанционное управление
Затворы могут управляться рукояткой на малых диаметрах, где не надо прикладывать большие усилия для открытия-закрытия. С рукояткой они идут до DN 300, но начиная с DN 200, мы уже рекомендуем использовать редуктор.
Второй исполнительный механизм – это, непосредственно, сам редуктор. Редуктор можно поставить начиная от DN 40.
Четверть-оборотный электропривод, который ставится напрямую на фланец затвора. Напрямую четверть-оборотные электроприводы ставятся до DN 600 включительно. Что касается затворов больших диаметров, там мы управляем уже через редуктор, если требуется автоматизация, многооборотным электроприводом. То есть, на сам затвор устанавливается четверть-оборотный редуктор, а на входной вал четверть оборотного редуктора устанавливается многооборотный электропривод, и таким образом, происходит управление.
Это оправдано с экономической точки зрения, потому что для управления большим затвором нужно очень мощный привод устанавливать напрямую, а так мы при управлении через редуктор, используя многооборотный привод менее мощный и более дешевый.
По положению затвора
По исходному положению ЗЭл (РЭл) затвора:
- НО – затвор открывается при прекращении подвода энергии, создающей перестановочное усилие
- НЗ – затвор закрывается при прекращении подвода энергии, создающей перестановочное усилие
По наличию эксцентриситета
По наличию эксцентриситета:
- без эксцентриситета
- двойной эксцентриситет – это смещение поворотной оси диска затвора в двух плоскостях
- тройной эксцентриситет – помимо смещения поворотной оси, идет изменения геометрии формы диска
Отличаются поворотные дисковые затворы по диаметру, типу уплотнений
Дисковые поворотные затворы – это один из видов трубопроводной арматуры, который достаточно востребован на современном рынке. Данный вид оборудования монтируется в трубопровод путем фланцевого соединения и выполняет две основные функции – запорную (перекрывая внутренний поток рабочей среды в трубопроводе) и регулирующую.
Элементом запирания в затворах поворотного типа выступает дискообразная плоская часть, которая располагается внутри трубы и имеет практически равный диаметр с внутренним диаметром трубопровода. Через привод, поворачивая диск вокруг собственной оси перпендикулярно потоку рабочей среды, происходит запирание и регулировка всей транспортной системы трубопровода.
Популярность дисковых поворотных затворов на рынке трубопроводной арматуры обуславливается экономическими и техническими факторами. С экономической точки зрения поворотные дисковые затворы – оборудование сравнительно низкой стоимости, так как имеет простую конструкцию, небольшие габариты и, соответственно, на их изготовление уходит значительно меньше сырья, что отражается на цене.
Эти же факторы являются и техническим преимуществом: простота конструкции затворов не требует постоянного или периодического технического обслуживания, реже случаи необходимости ремонта или замены (да и сам ремонт или замена – для поворотных затворов процедуры необременительные). Небольшая масса позволяет устанавливать поворотные затворы на трубопроводы, где недопустима установка массивного оборудования.
Кроме этого, такой вид трубопроводного оборудования не имеет зон скопления твердых элементов и грязи. К недостаткам поворотных затворов можно отнести большой крутящий момент, возможность гидроударов в конце хода, а также ограничения по использованию (не подходят для трубопроводов с высоким внутренним давлением рабочей среды, а также с малым диаметром).
В целом, поворотные дисковые затворы можно охарактеризовать следующим образом:
• просты и удобны в монтаже ввиду небольшого веса и монтажной длины (удобны для установки в условиях ограниченного доступа);• имеют низкий коэффициент гидравлического сопротивления;• обеспечивают регулирующую функцию;• не нужны камеры для установки на теплосетях;• имеют широкий диапазон диаметров (изготавливаются также и для трубопроводов с большим диаметром);• простота замены уплотнительной манжеты;• устойчивы при больших перепадах внутреннего давления рабочей среды (но в пределах допустимой нормы);• неспособны «прикипеть»;• низкая стоимость.Отличаются поворотные дисковые затворы по диаметру, типу уплотнений (эластичное – на диске или в корпусе и металлическое), по типу привода (ручной, пневмогидравлический, электрический), по типу подсоединения (фланцевые, межфланцевые и с патрубком для приварки), по материалу изготовления (из нержавеющей или углеродистой стали). Поворотные дисковые затворы с успехом применяют на трубопроводах систем вентиляции и кондиционирования, отопительных систем (с рабочим давлением до 16 бар), в промышленности для транспортировки нефтепродуктов, пара, воды и т.д.
Далее: Многообразие трубопроводной арматуры и типы
