Трубопроводные задвижки: особенности, виды и маркировки

Что такое водопроводные задвижки: конструкция и принцип действия

Доброе время суток, дорогой читатель! Сети водоснабжения являются сложной системой, которая нуждается в тщательном регулировании, периодическом ремонте или замене кранов, участков труб, водяных счётчиков и других элементов, входящих в состав системы. Именно для управления потоком воды или его полной остановки и применяются водопроводные задвижки и затворы.

Что такое и где используются

Задвижки являются распространённым типом запорной арматуры, применяемой для полного перекрытия движения среды для проведения ремонтных работ в системе или техобслуживания сантехнических приборов. Ими оснащаются практически любые трубопроводы диаметром от 15 мм до 2 м в системах подачи горячей/холодной воды и нефтепродуктов, эксплуатирующихся с постоянным высокоскоростным движением среды под давлением до 25 МПа. Они обладают сравнительно простой конструкцией, небольшой строительной длиной, малым гидравлическим сопротивлением, пригодны для эксплуатации в условиях разной сложности, могут управляться вручную или с помощью электропривода.

Для отключения газового оборудования чаще всего устанавливаются задвижки типа «Лудло» с выдвижным шпинделем.

Если задвижки в основном используются в качестве запорных устройств, то водопроводные запоры выполняют обе функции трубопроводной арматуры. Они имеют возможность не только останавливать поток, но и регулировать расход воды. Однако они ограничены по допустимому значению рабочего давления — до 2,5 МПа.

Конструкция и принцип действия

Конструкция водопроводной задвижки состоит из трёх основных узлов:

1. Корпуса с крышкой, в полости которого располагаются запорные детали и удерживается определённая часть рабочего вещества под давлением. Корпус представляет собой полую цельнолитую или разборную конструкцию из стали, чугуна или цветных металлов. Все его поверхности защищены от воздействия коррозии эпоксидной смолой. У корпуса имеются два патрубка (входной и выходной), которыми устройство соединяется с трубопроводом.
2. Запорного узла, состоящего из двух сёдел и затвора. Седла имеют параллельное или угловое по отношению друг к другу расположение, к их уплотнительным поверхностям при срабатывании задвижки на закрытие прижимается своими уплотнительными поверхностями запорная деталь. Центрирование запора обеспечивают направляющие в форме вертикальных цилиндров с пазами, изготовленных из износостойкой пластмассы или являющиеся выступающей частью внутренней поверхности корпуса. Сам запор в зависимости от модификации задвижки может иметь форму клина, одного или двух дисков;
3. Узла управления. В его состав входит винтовой шток (шпиндель), маховое колесо и резьбовая втулка, при помощи которой происходит преобразование крутящего момента в поступательное перемещение затворной детали. Ходовой узел может находиться в верхней части полости корпуса устройства или располагаться вне его. Отверстие, через которое шпиндель выходит из корпуса герметизирует специальный уплотнитель, функционирующий по принципу сильфона или сальника.

Принцип её работы заключается в следующим:

• маховик приводится в движение вручную или от электрического привода;
• усилие передаётся через резьбовое соединение штоку, который перемещает затвор по направляющим перпендикулярно потоку;
• запорная деталь плотно прижимается к сёдлам и останавливает перемещение потока жидкости в трубопроводе.

Чтобы открыть задвижку маховое колесо поворачивают в обратную сторону.

Затворы водоснабжения

В затворе водопровода запорный элемент выполнен в форме диска, диаметр которого равен размеру внутреннего диаметра трубы. Во время открывания и закрывания затвора диск вращается вокруг оси, перпендикулярной направлению потока.

Корпус затвора имеет укороченную цилиндрическую форму, бывает разборным и монолитным (цельносварная конструкция). Изготавливается он из чугунных сплавов, разных видов сталей, цветных металлов, композитных полимеров. В его полости располагается запорный орган, представленный из подвижной части — плоского или двояковыпуклого диска и неподвижной — седла. В качестве уплотнителей используются кольца из эластичной резины.

Виды и классификация водопроводных задвижек

По конструкции запорного органа задвижки для водопроводных систем подразделяются на:

Клиновые задвижки оснащаются затвором конусообразной формы, который в положении «закрыто» плотно входит в пространство между сёдлами. Клин может быть разных видов:

• жёстким, имеющим форму суженной к низу цельной пластины. Она плавно опускается в нижнюю часть устройства и перекрывает в перпендикулярном направлении проходные отверстия сёдел, прерывая таким образом движение рабочей среды. Жёсткий клин надёжно запирает проходное отверстие, однако более подвержен ржавлению и сложнее подгоняется к сёдлам. Поэтому в таких устройствах существует опасность заклинивания и возникают трудности в поднятии клина при резких перепадах температур;
• двухдисковым — состоящим из двух дисков, которые подвижно скреплены между собой под углом друг к другу. При срабатывании задвижки на закрытие оба элемента поворачиваются относительно друг друга и закрывают проходные отверстия в сёдлах, плотно прижавшись к их уплотнительным поверхностям. При открывании они отодвигаются от сёдел, освобождая проход рабочему веществу. Такая конструкция запорного органа обеспечивает хороший уровень герметичности, снижает риск заклинивания и увеличивает рабочий ресурс всего устройства;
• упругим, два диска которого связаны между собой упругой резиновой деталью. Он способен сгибаться под воздействием напора воды, обеспечивая таким образом более плотного прижатия к уплотнительным материалам сёдел. Задвижки с обрезиненным клином требуют меньшего усилия при управлении, обладают гладкими поверхностями прохода, снижающими силу трения и износ элементов запорного органа.

К параллельным задвижкам относятся устройства, у которых уплотнительные поверхности запорного или регулирующего органа располагаются в параллельных плоскостях друг к другу.

Для печных дымоходов используют шиберные задвижки, в конструкцию которой входит рамка и металлическая пластина с ручкой. При открывании задвижки пластина выдвигается из рамки, при закрывании возвращается в первоначальное положение.

Критерии выбора задвижек

Для правильного выбора водяной задвижки необходимо выполнить тщательный анализ исходных требований к её техническим характеристикам, а также сравнить цены на изделия у разных производителей.

Выполняют такой анализ в следующей последовательности:

• определение назначения и условий работы арматуры (свойства рабочей среды, значение максимального рабочего давления и диапазон температур);
• определение номинального размера условного прохода (ДУ);
• выбор метода управления устройством;
• выбор материала корпусных деталей;
• уточнение функции(запирание или регулирование);
• выбор конструктивной модификации изделия;
• окончательное определение геометрических параметров устройства (строительной длины и высоты, размеров присоединительных концов, способа присоединения к импульсной линии, количество крепёжных элементов и т. д.);
• выбор соответствующей модели по номенклатуре выпускаемых задвижек.

Арматура из чугуна для систем отопления и водоснабжения в последнее время применяются реже, в основном здесь используют стальные устройства. Чугунную запорную арматуру чаще устанавливают в канализации, в системах подачи сжатого воздуха, пара и сыпучих материалов.

Соединение с трубопроводом и монтаж

Присоединительные концы задвижек могут быть фланцевыми, муфтовыми или предназначенными под приварку. От этого фактора и типа трубы в системе зависит способ проведения монтажного процесса.

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек в систему водоснабжения из металлических труб выполняют следующим образом:

• вырезают в месте установки участок трубы, равный по длине размеру корпуса устройства;
• зачищают края;
• в зависимости от типа присоединения к процессу выбранной задвижки либо нарезают на краях труб резьбу, либо приваривают к ним ответные фланцы;
• выполняют герметизацию мест соединения: фланцевые — уплотняют резиновыми кольцами, резьбу — льняной нитью;
• фиксируют задвижку на трубопроводе: фланцы скрепляют с помощью болтов и шайб или наворачивают присоединительные патрубки на подготовленную резьбу.

Монтаж в систему из пластиковых труб

При установке задвижки на пластиковую трубу:

• вырезают участок трубы нужной длины;
• оба конца надевают на разогретые до 260ºС насадки сварочного аппарата;
• после нагрева вставляют в них присоединительные патрубки устройства;
• удерживают места соединения в неподвижном состоянии в течение нескольких минут до полного отвердевания пластика.

Особенности установки на печные трубы

Печную задвижку устанавливают на дымоход на этапе его возведения:

• кладут ряд кирпичей согласно порядовке;
• вырезают сверху в кирпиче углубление, совпадающее по размерам с толщиной рамки задвижки и сбоку паз для ручки;
• укладывают шибер в подготовленное углубление на цементном растворе;
• кладут следующий ряд кирпича.

Несколько рекомендаций по монтажу и полезных советов

Существует ряд правил, которым следует следовать при монтаже в обязательном порядке, а именно:

• запорная арматура не должна в момент установки и по окончанию монтажа испытывать внешние нагрузки, в том числе и от трубопровода;
• место установки должно быть доступно для дальнейшего проведения осмотров и техобслуживания;
• при монтаже на горизонтальном участке трубопровода запрещается располагать устройство маховиком вниз, на вертикальном участке — положение маховика может быть любым;
• запрещается разбирать устройство под давлением;
• перед установкой задвижки выполняют пропарку внутренних поверхностей горячей водой с последующей сушкой;
• перед задвижкой желательно разместить магнитно — резонансный фильтр;
• при открывании и закрывании задвижки штурвал следует поворачивать плавно, не допуская рывков;
• своевременно подтягивать втулку сальника;
• опрессовку трубопровода следует проводить при открытых задвижках.

Если у вас есть полезные советы по монтажу водопроводных задвижек, то поделитесь ими в комментариях. Подписывайтесь на наш канал, делитесь своим опытом с нами, а также в социальных сетях.

Трубопроводные задвижки: особенности, виды и маркировки

Изделия с выдвижным шпинделем отличаются большей строительной высотой благодаря шпинделю, выведенному за пределы корпуса. При открытии заслонки ему нужно выйти из задвижки на длину, большую диаметра трубы. Это необходимо учитывать при проектировании места установки изделия на трубопроводе.

• Основное преимущество — шпиндель не контактирует с рабочей средой, за счет чего увеличивается срок службы узла, его коррозионная стойкость и ремонтопригодность.
• Недостатки — большая строительная высота, масса.

Задвижки с невыдвижным шпинделем имеют ходовой узел, помещенный внутрь корпуса, что приводит к непосредственному контакту рабочей среды с элементами шпиндельного узла. Такие изделия монтируют на трубопроводы, транспортирующие воду и неагрессивные рабочие среды.

• Основное преимущество — малая строительная высота, возможность монтажа в труднодоступных местах.
• Недостатки — невозможность контроля состояния сальникового узла при эксплуатации, сложный ремонт (необходим демонтаж и разборка арматуры).

Задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем имеют разный принцип работы. Первые совершают поступательные движения вверх-вниз для перекрытия потока рабочей среды. Во втором случае шпиндель вращается вокруг своей оси, а приводная гайка устанавливается в клиновом затворе.

Виды задвижек по монтажу на трубе

Существуют приварные изделия, у которых имеются патрубки с разделанными кромками под сварку. По своему диаметру они равны Ду трубопровода. Врезка производится с помощью аргонодуговой сварки.

Фланцевый тип подсоединения — наиболее распространенный способ монтажа задвижек на трубе. У таких изделий есть фланцы на концах патрубков. Это позволяет создавать разъёмное соединение с ответными фланцами трубопровода, обеспечивая оперативный монтаж/демонтаж задвижек.

Муфтовые задвижки подсоединяются ввинчиванием в трубопровод. Они используются только в системах малого диаметра с Ду до 50 мм.

Виды трубопроводных задвижек по конструкции затвора

Клиновые задвижки

Этот тип трубопроводной арматуры имеет запорный элемент в форме клина, расположенный между двумя наклонными поверхностями. Принцип работы простой — клин перемещается перпендикулярно оси шпинделя, перекрывая поток рабочей среды. Различают несколько типов заслонок по жесткости клина: с жестким, обрезиненным, двусторонним и с упругим клином.

• Изделия с жестким клином обладают простой конструкцией, высокой надежностью и герметичностью. Однако, запорный клиновый узел требует тщательной подгонки клина и уплотнений, в противном случае будет нарушена герметичность. Клин установлен на шпиндель с помощью шарниров. Во время работы он перемещается по направляющим корпуса. Это позволяет применять подобные изделия при повышенных перепадах давления. Основной недостаток — опасность заклинивания системы из-за перепада температуры, быстрый износ уплотнений, усложненный ремонт.
• Двухдисковые клиновые задвижки имеют в своей конструкции два диска, размещенных под углом и соединенных разжимным элементом. Это обеспечивает самовыравнивание узла при примыкании к седлам, устраняет вероятность заклинивания и обеспечивает повышенную герметичность. Такие задвижки отличаются более сложной конструкцией и высокой стоимостью. Однако, их рабочий ресурс существенно выше, износ уплотнений ниже, а для закрытия прохода среды не требуется применять усилий. Двухклиновые задвижки имеют выдвижной шпиндель, оснащаются кольцевыми уплотнениями для более высокой герметизации Ду.
• Задвижки с упругим клином являются разновидностью двухдисковой модели. У них имеется разделенный надвое привод, в который помещен деформируемый пружинящий элемент. Благодаря подобной конструкции уплотнения могут перемещаться под углом друг к другу, что повышает герметичность контакта с седлом. Такая арматура не требует подгонки, не заклинивает в процессе работы при температурных перепадах. Однако, клин быстро изнашивается.

Шиберные задвижки

Этот тип арматуры имеет параллельное расположение дискового затвора и седла. Запорный узел работает следующим образом: шиберный механизм опускается, надежно перекрывая условный проход под воздействием давления. Это самый простой вид задвижек, используемый в системах, где не требуется высокая герметичность. Отлично показывает себя в канализационных трубопроводах, пульпопроводах. Легко обслуживается и ремонтируется.

Шланговые задвижки

Этот тип арматуры используется реже всего в трубопроводах с малым Ду. Сфера использования — пульпопроводы и системы с обилием примесей, шлама. У них необычная конструкция запорного узла, в которой нет уплотнительных седел. Сам элемент затвора представляет собой гибкий шланг, пережимаемый с помощью штока. Шланговые задвижки отличаются стойкостью к коррозии, могут применяться для переноса вязкой и химически агрессивной среды.

Упругий клин

Что касается упругого клина, то связанные упругим элементом диски в состоянии изгибаться, тем самым повышая плотность между уплотнителями в закрытом положении. Однако в упругом клине самоустановка дисков несколько снижена, но в некоторой мере существует способность компенсации незначительных деформаций корпуса, которые появляются из-за атмосферных температурных колебаний или нагрузок на трубопровод.

К преимуществам использования упругого клина на трубопроводах относится отсутствие необходимости проблемной пригонки затвора по корпусу. Примечательна также простая конструкция арматуры. Можно сказать, что в упругом клине сочетаются достоинства двух вышеназванных затворов.

Виды задвижек по материалу корпуса

Задвижки изготавливаются из черной и нержавеющей стали, алюминия и чугуна. Рассмотрим конструкцию арматуры на наиболее популярных моделях.

Стальная задвижка 30с41нж

Сначала необходимо разобраться в маркировке (согласно ГОСТ 466-75):

• «30» — указание, что перед нами задвижка.
• «с» — материал корпуса, в нашем случае — сталь.
• «41» — тип арматуры с ручным приводом. (Если перед «41» стояла цифра «5», то речь бы шла об управлении редуктором, «9» — электроприводом).
• «нж» — вид уплотнений на дисках клина и поверхностях седла. Нержавеющая сталь.

Перейдем к основным материалам изготовления ДСЕ.

• Крышка и корпус изготовлены методом литья из углеродистой стали.
• Материал шпинделя — сталь 20Х13.
• Диск и маховик также изготовлены из углеродистой стали.
• Приводная гайка — латунная. Наиболее распространенный вариант — ЛС59-1. Этот материал отличается повышенной сопротивляемостью механическим повреждениям при трении.
• Уплотнения клина — сталь 13Х25Т. Этот материал имеет в составе много хрома, отличается износостойкостью и устойчивостью к коррозии. Титан повышает срок эксплуатации изделия.
• Уплотнения на кольцах корпуса — сталь 08Х21Н10Гб. Этот материал имеет в составе 10% никеля и 20% хрома. Узел отличается высокой износостойкостью.

Помимо вышеупомянутых материалов, задвижки 20с41нж комплектуются сальниковым уплотнением из терморасширенного графита (ТРГ). Этот материал выпускается в форме шнура или кольца. Он устанавливается в системе, препятствуя проходу рабочей среды через сальник.

Существует несколько вариаций ТРГ, применяемых в трубопроводной арматуре:

• ТРГ-100Л — материал, армированный лавсановой нитью.
• ТРГ-100ЛФ — с армированием лавсановой нитью и дополнительной фторопластовой пропиткой.
• ТРГ-101Н — армирование нержавеющей проволокой.
• ТРГ-102С — армирование стеклонитью.

ТРГ обеспечивает повышенную герметичность изделия, благодаря своим химико-физическим свойствам и способности не менять конфигурацию под воздействием температуры.

Читайте также: Почему туалет Экоматик получил хорошие отзывы: характеристика устройства, преимущества

Задвижки из стали используются везде в магистральных и промышленных трубопроводах, переносящих воду, газ, нефтепродукты, нефть, химические вещества и иные среды, к которым материал элементов задвижки коррозионно-стоек. Некоторые модели оборудования могут применяться для транспортировки пара или морской воды.

Уплотнения наносятся на поверхности клина и корпуса с помощью лазерной наплавки или дуговой сварки. Оба этих метода предполагают смешивание наплавляемого материала с материалом основы при высокой температуре. После наплавки требуется выполнить ручную или автоматическую шабровку для выведения геометрических параметров клинового узла, подгонки элементов системы друг под друга. Это необходимо для увеличения класса герметичности арматуры.

Чугунная задвижка 30ч39р

Этот тип трубопроводной запорной арматуры изготавливается из серого или ковкого чугуна. Их применяют для переноса жидкой среды и газа в магистральных системах.

Основные материалы узлов:

• Корпус, крышка и клин — серый чугун.
• Шпиндель — сталь 20Х13.
• Приводная втулка — латунь, бронза.

Клиновое уплотнение изготавливается из эластичного материала EPDM (этиленпропиленовый каучук). Он отличается повышенными физико-химическими свойствами, благодаря которым затвор практически не разрушается под воздействием механических нагрузок. Он обладает коррозионной стойкостью, способностью сохранять геометрию при высокой температуре.

Другой вариант — фторкаучук (используется в кислых средах) иди кремнийорганические соединения (если существует риск больших перепадов температуры).

Маркировка

Требования к маркировке и обозначениям стальных и чугунных задвижек можно найти в 3 документах.

1. СТ ЦКБА 036-2017 – содержит таблицы фигур на каждую модель.
2. ГОСТ 4666-2015 – содержит требования по маркировки и окраске.
3. ТУ – локальный документ завода-изготовителя, содержащий дополнительные требования к маркировке и окраске.

Разберем на примере стальную задвижку 30с515нж. Согласно СТ ЦКБА:

• 30 – означает, что это задвижка;
• с – корпус выполнен из стали;
• 5 – указание типа привода (механический редуктор в данном случае);
• 15 – номер модели;
• нж – материал уплотнения на клине.

Если в середине обозначения указаны 2 цифры (30с15нж) то это означает, что привод у задвижки ручной. Цифра «5» перед номером модели указывает на механический привод. А вот цифра «9» (30с915нж) обозначает наличие переходника под электропривод.

Рисунок 8. Маркировка

По ГОСТу 4666, на корпусе задвижки должны присутствовать следующие данные.

• Товарный знак изготовителя. При отсутствии указывается название завода.
• Полное наименование по СТ ЦКБА. Например, 30с927нж.
• Давление номинальное.
• Диаметр номинальный.
• Уникальный заводской номер устройства.
• Дата выпуска.

Эти данные могут быть указаны как на корпусе устройства, так и на информационной табличке, прикрепленной к корпусу или крышке. При наличии электропривода, на него устанавливается отдельная информационная табличка.

Также завод-изготовитель дополнительно может указывать другую информацию об изделии, установленную в технических условиях на продукцию.

По согласованию с заказчиком возможна поставка изделий под электропривод и механический редуктор.

Наносятся обозначения на корпус задвижки методом литья или ударным способом. Информационная табличка может быть отпечатана типографским способом. Также таблички допускается изготавливать ударным методом.

Эксплуатационные параметры задвижек

Основные технические характеристики изделий:

• диаметр условного прохода (Ду) — от Ду16 до Ду1400 мм;
• номинальное давление в системе (Pn) — от 6 до 40 Мпа;
• класс герметичности (ГОСТ 9544) — А, АА, В, С;
• вид подсоединения — фланцевое, муфтовое, «под приварку»;
• климатическое исполнение. Стальные изделия — Т1, ТпУ1, Ц1, ХЛ1, УХЛ1. Чугунная арматура — У, Т, УХЛ, ОМ;
• направление потока среды;
• вид проводного механизма — ручной привод, механический редуктор, электропривод.

Задвижка подбирается исходя из условий эксплуатации и агрессивности рабочей среды. Для этого нужно обратить внимание на материал узлов — они должны обладать коррозионной стойкостью в этой рабочей среде.

Принцип работы и технические характеристики

Принцип работы задвижки основан на смене положения затвора перпендикулярно потоку жидкости в магистрали (дыма в печной трубе). Герметичность обеспечивается плотным прилеганием клапана к посадочному седлу прибора.

Классификация трубопроводных задвижек проводится в соответствии с особенностями конструкций, их сборки, монтажа, показателями технических характеристик, управления. Выглядят они следующим образом:

• монтаж ведется над или под землей, с колодцами и без, в помещении или на улице;
• устойчивость к сейсмическим явлениям, климатическим особенностям конкретной местности;
• фиксация фланцевая, сварная или комбинированная;
• сборка литая, листовая, литосварная или штампосварная;
• привод ручной и электрический.

Выпуск задвижек соответствует допустимым значениям диаметра патрубков. Показатели равны от 5 см до 2 м. Оптимальным давлением при этом считается 25 МПа, а показания термометра для рабочей среды находятся в пределах +450-+560 ℃.

Соответствие диаметра патрубка и выпуска задвижки

Преимущества задвижек

Этот вид запорной арматуры имеет множество достоинств. Они отличаются:

• Простой конструкцией.
• Хорошими техническими характеристиками, зависящими от материала изготовления и конструктивных особенностей.
• Универсальностью использования. Их применяют во всех типах трубопроводных систем — на технических, промышленных, магистральных линиях. Они работают со всеми средами, в зависимости от материала.
• Высокими гидравлическими характеристиками. Задвижки выбираются по Ду трубопровода. Плавное перемещение затвора при перекрытии потока исключает возникновение гидравлического удара в системе. При этом конструктивные особенности запорного узла обеспечивают повышенную герметичность элемента.
• Возможностью реверсировать поток в обратную сторону.
• Длительным сроком службы. Все задвижки изготавливаются для конкретных условий рабочей среды и рассчитаны на продолжительный срок эксплуатации. Внутренние элементы узлов изготавливаются из коррозионно-стойких марок стали.

К недостаткам задвижек можно отнести увеличение строительной высоты трубопроводной линии. Также они характеризуются большой скоростью износа уплотнений, необходимостью периодического обслуживания арматуры. Если изделия имеют невыдвижной шпиндель, то ремонт будет более трудоемким. Еще один недостаток — закрытие и открытие прохода среды не мгновенное.

Способы изготовления деталей

Запорную арматуру изготавливают для определенной рабочей среды. Разные модели задвижек предназначены для перекрытия потока:

• воды (горячей/холодной) и пара;
• сырья (нефть, минеральные/синтетические масла, нефтепродукты, природный газ);
• а также продуктов химических производств (аммиак, щелочи, кислоты).

От рабочей среды зависит то, какой материал будет использован в конкретной детали. От этого, соответственно, выпускают разные модели задвижек. Далее рассмотрим современные типы запорной арматуры, чаще всего встречающиеся на российских трубопроводах.

Правила монтажа задвижек на трубопроводе

Монтаж арматуры на магистральные и промышленные трубопроводы может производиться только квалифицированными специалистами, имеющими допуск на выполнение этого рода работ. При установке задвижек нужно соблюдать определенные правила монтажа, зависящие от типа и назначения устройств:

• Запорную арматуру можно демонтировать только при отсутствии в системе рабочей среды. Нужно тщательно очистить место монтажа труб от загрязнений, окалины и налета.
• Перед монтажом необходимо проверить качество фланцевого соединения на отсутствие трещин, сколов, царапин и других видимых дефектов.
• Установка запорной арматуры возможна только на прямолинейный участок магистральной линии, чтобы избежать перекосов и изгибов системы, которые могут привести к появлению напряжения и протечек. Монтаж тяжелых узлов невозможен без применения жестких опор.
• К маховикам нельзя прикладывать большие усилия из-за возможности повреждения узла, появления трещин.
• При установке арматуры нельзя допустить ее падение, нанесения механических повреждений, ударов.

Поставка изделий осуществляется в специальной упаковочной таре, соответствующей ГОСТ 9.014, ГОСТ 15150 со степенью защиты ВУ-0 или ВУ-1.

Какими бывают задвижки для трубопроводов, устройство и принцип работы

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

Область применения

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

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

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

Рис.1 Задвижки для трубопроводов водоснабжения

Что такое задвижки: назначение и основные конструктивные элементы

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

Основными конструктивными элементами в системе задвижки любой конструкции являются:

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

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

Достоинства задвижек

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

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

Рис. 3 Запорная чугунная фланцевая арматура

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

Рис. 4 Задвижки для трубопроводов из цветных металлов

Минусы

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

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

Рис. 5 Принцип работы затвора клинового типа

Задвижки для трубопроводов — виды и классификация

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

1. По технологии изготовления корпуса:

• Сварные.
• Литые — основной метод формообразования корпусов.
• Кованые или штампованные — технология применяется для создания высокопрочных корпусов, детали соединяются между собой сваркой.
• Комбинированные — производятся из кованых и штампованных деталей посредством сварки.

1. По типу уплотнения:

• Графитоармированные, жидкометаллические.
• Сальниковые — подвижной шпиндель или шток отделяется от рабочей среды сальниковой прокладкой, пропитанной маслом и сжатой накидной гайкой или специальной деталью – сальником.
• Сильфонные — герметичность достигается за счет использования гофрированных упругих оболочек из металлических и синтетических материалов.

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

1. По типу передачи усилия к заслонке:

• Вращательное — применяется в ручных механических системах, где винтовой шпиндель перемещается за счет маховика.
• Поступательное — шток имеет цилиндрическую форму и перемещается за счет передачи ему усилия гидравлическим или электрическим способом.

1. По типу привода:

• Ручной — для передачи усилия используют маховик и шпиндель с резьбой.
• Электрический — управление задвижкой происходит перемещающимся шпинделем, который является якорем электрокатушки.
• Гидравлический — на подвижный шток с заслонкой, помещенный в герметичный цилиндр, оказывает давление гидравлическая жидкость.
• Пневматический — шпиндель передвигается за счет давления на его поверхность сжатого воздуха.

1. По конструктивному исполнению затворного узла:

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

Клиновые задвижки

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

Жесткий клин

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

Рис.8 Задвижки для трубопроводов клиновые — конструкция

Клин с двумя дисками

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

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

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

Рис. 9 Разновидности поворотных систем

Упругий клин

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

Поворотные

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

Параллельные (шиберные)

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

Рис.10 Шиберные параллельные задвижки

Шланговые

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

Рис. 11 Шланговый тип задвижки – принцип действия

Маркировка

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

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

Рис. 12 Примеры маркировки

Монтаж запорной арматуры в системах водоснабжения

Установка задвижки в магистральный трубопровод промышленного назначения проводится квалифицированными специалистами, при этом наиболее часто используется соединение элементов друг с другом с помощью фланцев. При проведении работ в водопроводной магистрали действуют, соблюдая следующие особенности установки:

1. Съем запорной арматуры водопровода проводят только при отсутствии рабочей жидкости в системе, при необходимости трубы в местах соединений защищают от грязи, окалины, известкового налета.
2. Перед монтажом запорной арматуры проверяют качество фланцев — фланцевая шайба не должна иметь трещин, царапин, выемок и прочих дефектов.
3. Запорная арматура водопровода размещается на строго прямолинейной части магистрали и ровных участках земной поверхности — это позволяет избежать чрезмерных напряжений в местах изгибов и перекосов, вызывающих протечки. При монтаже тяжелых узлов используют дополнительные жесткие опоры.
4. При эксплуатации не допускается прилагать чрезмерное усилие к маховикам, посредством которых приводятся в действие запорные заслонки — это может привести к поломкам и трещинам.
5. Монтаж следует проводить с обвязкой мягким стропом, избегая крепления за шток или штурвал и стараясь не повредить защитное покрытие — это приводит к преждевременной коррозии. Падение с высоты и механические удары недопустимы.

Рис. 13 Способы монтажа и настройки запорных устройств

Перед выбором запорной арматуры необходимо учитывать ее характеристики в соответствии с ГОСТ — наиболее высокими параметрами обладают стальные промышленные изделия. Для бытового использования подходят задвижные узлы для трубопроводов из цветных металлов — они имеют небольшие размеры условного прохода и доступный монтаж с помощью резьбовых муфт.

Ознакомительное видео про задвижки для трубопроводов

Источник https://vseotrube.ru/ventili-i-zadvizhki/dlya-vodoprovoda

Источник https://spark-welding.ru/biotualet/iz-chego-sostoit-zadvizhka.html

Источник https://montagtrub.ru/zadvizhki-dlya-truboprovodov-vidyi-ustroystvo-printsip-rabotyi/