Перепад рабочего давления на затворе что это

Запорно-регулирующая арматура для сетей водоснабжения и теплоснабжения

Надежная арматура является залогом беспроблемной эксплуатации сетей водо- и теплоснабжения. К арматуре относятся: соединительные элементы трубопроводов, тройники, фланцы, задвижки, шаровые краны и прочие элементы.

Согласно ГОСТ 24856–2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» известны следующие виды арматуры:

Основные виды:

• запорная арматура – предназначена для перекрытия потока рабочей среды c определенной герметичностью;
• обратная арматура (арматура обратного действия) – предназначена для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды;
• предохранительная арматура – предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса рабочей среды;
• распределительно-смесительная арматура (распределительная арматура, смесительная арматура) – предназначена для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков;
• регулирующая арматура – предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода или проходного сечения;
• разделительная (фазоразделительная арматура) – предназначена для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях или с различной плотностью;
• отключающая арматура – предназначена для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной величины скорости ее течения.

Комбинированная арматура:

• запорно-регулирующая арматура – совмещает функции запорной и регулирующей арматуры;
• невозвратно-запорная арматура – обратная арматура, в которой может быть осуществлено принудительное закрытие или ограничение хода запирающего элемента;
• невозвратно-управляемая арматура – обратная арматура, в которой могут быть осуществлены принудительное открытие, закрытие или ограничение хода запирающего элемента арматуры.

Арматура также разделяется в зависимости от назначения:

• спускная арматура (дренажная арматура) – предназначена для сброса рабочей среды из систем трубопроводов;
• конденсатоотводчик – предназначен для удаления конденсата;
• защитная арматура (отключающая арматура) – предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока;
• редукционная арматура (дроссельная арматура) – предназначена для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счет увеличения гидравлического сопротивления в проточной части;
• контрольная арматура – предназначена для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы.

В системах тепло- и водоснабжения как в промышленности, так и в сфере ЖКХ наибольшее распространение получила запорно-регулирующая арматура.

К запорно-регулирующей арматуре относятся: вентили, задвижки, дисковые поворотные затворы, шаровые краны, предназначенные для перекрытия потока или изменения направления потока.

Запорная и регулирующая арматура монтируется:

• на производственном трубопроводе для обеспечения двухсторонней подачи воды к оборудованию;
• на пожарных стояках с пятью и более пожарными кранами;
• на стояках хозяйственно-питьевой сети в зданиях высотой три этажа и более;
• на ответвлениях от магистральных линий для обеспечения отключения при проведении ремонта отдельных участков;
• на рукавах в каждую квартиру;
• на подводках к смывным бачкам;
• на ответвлениях к групповым душам и умывальникам;
• после регулятора давления.

Следует помнить, что к арматуре, устанавливаемой на сетях тепло- и водоснабжения, а также во внутридомовых системах, должен быть обеспечен легкий доступ для службы эксплуатации.

Для сетей в местах установки арматуры всегда должны устраиваться смотровые колодцы или люки, при скрытом размещении арматуры внутри здания – смотровые лючки.

Рассмотрим подробнее типы арматуры.

Вентиль (клапан) – тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Основными конструктивными элементами запорного вентиля являются: золотник, шпиндель, корпус с сальниковым или сильфонным уплотнением и бугельный узел. Устройство крепится на трубопроводе посредством резьбового или фланцевого соединения. Вращательное движение шпинделя в ходовой гайке преобразуется в поступательное движение золотника (тарелки клапана). В крайнем нижнем положении последний перекрывает седло, препятствуя прохождению потока рабочей среды. Перемещение запирающего элемента может передаваться и от штока, к которому прикладывается усилие маховика.

Для обеспечения герметичности при перекрытии потока на затворе вентиля закрепляется полимерная или резиновая прокладка, в высококачественных клапанах герметичность достигается уплотнением затвора «металл–металл» за счет тщательной притирки затвора и седла.

Вентиль с перпендикулярным расположением штока относительно оси потока рабочей среды называется прямым, с наклонным расположением штока – косым: он характеризуется меньшим гидравлическим сопротивлением.

Преимущества вентиля:

• отсутствие трения уплотнительных поверхностей в момент закрытия, так как затвор двигается перпендикулярно среде;
• небольшая высота.

Недостатки вентиля:

• большая строительная длина;
• небольшое проходное отверстие;
• эксплуатация только при определенном направлении рабочей среды.

Задвижки устанавливаются на трубопроводах для прекращения подачи воды и отключения отдельных участков сети. Также используются для регулирования расхода воды посредством изменения площади сечения отверстия задвижки. Основное конструктивное отличие задвижки от шарового крана или дискового поворотного затвора заключается в плоском затворе, который закреплен на резьбовом штоке и перемещается перпендикулярно оси потока. Задвижки всегда устанавливаются перпендикулярно движению потока воды. При изготовлении задвижек используется сталь или чугун.

Задвижки бывают параллельные и клиновые.

Корпус параллельной задвижки изготавливают из чугуна или из стали с фланцами и выдвижным или невыдвижным штоком. Параллельные задвижки состоят из двух дисков и расположенных между ними односторонних скошенных клиньев. Вращение маховика, связанного со шпинделем, поднимает диски (открывает задвижку) или опускает диски (закрывает задвижку). Для обеспечения более плотного закрытия клинья при опускании дисков раздвигаются и прижимают диски к гнездам. Параллельные задвижки используют при малых давлениях воды – как правило, не более 10 бар.

Клиновые задвижки изготовляются в полупроходном исполнении с невыдвижным штоком. Плотность перекрытия потока обеспечивается за счет уплотнения «металл–металл» или «металл–резина».

Преимущества задвижек:

• незначительное гидравлическое сопротивление при полном открытии затвора;
• возможность подачи рабочей среды в любом направлении;
• отсутствие поворота рабочей среды;
• широкая линейка типоразмеров.

Недостатки задвижек:

• сравнительно небольшой допустимый перепад давления на затворе;
• невысокая скорость срабатывания в аварийной ситуации;
• возможность заклинивания затвора при колебаниях температуры рабочей среды;
• возможность гидравлического удара в конце хода запорных дисков;
• трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей;
• высокая стоимость ремонта при относительно низкой цене задвижки;
• большая строительная высота и масса.

При появлении шаровых кранов и дисковых поворотных затворов задвижки применяются реже.

По конструкции дисковый поворотный затвор – это короткий отрезок трубы с регулируемым элементом в виде диска, поворачивающегося вокруг оси и расположенного перпендикулярно к оси прохода. Для герметичности применяются металлические или мягкие резиновые кольца. Принцип работы дисковых поворотных затворов заключается в том, что поворотный диск прижимается к уплотняющей поверхности седла внутри корпуса, преграждает путь потоку воды, а при повороте диска на 90° вода свободно проходит через затвор.

Поворотные затворы могут монтироваться в любом положении, но затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении, так как при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Дисковые затворы могут изготавливаться с эксцентрично установленными дисками. Управление дисковыми поворотными затворами может осуществляться вручную, с использованием редуктора при помощи электропривода, пневмопривода или гидропривода.

Преимущество дисковых поворотных затворов:

• малый вес, малая строительная длина;
• герметичное перекрытие потока в обоих направлениях;
• небольшое сопротивление, оказываемое поворотным затвором потоку рабочей среды (высокое значение коэффициента K_v);
• сменное седловое уплотнение;
• большой диаметр прохода;
• долговечность. При правильной эксплуатации срок службы – 30 лет;
• запорная и регулирующая функции.

Недостатки дисковых поворотных затворов:

• бoльшие потери напора, чем при установке обычных задвижек;
• пониженная герметичность;
• трудность получения расчетных пропускных характеристик при работе затвора в качестве регулирующей заслонки.

Основные параметры дисковых поворотных затворов регламентируются ГОСТ 25923–89 «Затворы дисковые регулирующие. Ос-новные параметры» и ГОСТ Р25923–89 «Арматура трубопроводная. Затворы дисковые. Общие технические условия».

Шаровой кран – трубопроводная арматура, имеющая запорный или регулировочный узел в форме шара (сферы), используется для перекрытия потока воды, изменения направления потока. Запорным элементом является шар, выполненный из нержавеющей стали и имеющий сквозное отверстие для прохода рабочей среды. Существуют два типа шаровых кранов – с плавающим шаром и с шаром в опорах.

Шаровые краны с плавающим шаром используются в трубопроводах с низким давлением и температурой.

Шаровые краны с шаром в опорах используются в трубопроводах больших диаметров с высоким давлением. Перепад давления воспринимается подшипниками опор, а не уплотнительными седлами.

Изменение направления потока воды происходит с помощью затвора, который можно повернуть на 90°. При этом шар внутри крана поворачивается вокруг своей оси стороной, в которой нет сквозного отверстия, в этом случае поток будет полностью перекрыт.

На магистральных водопроводах используются шаровые краны, рассчитанные на высокое давление.

Существует три типа шаровых кранов:

1. Проходной кран – направление потока не изменяется.

2. Угловой кран – направление потока изменяется на 90°.

3. Трехходовой кран имеет один входной и два выходных канала.

Преимущества шаровых кранов:

• высокая степень герметичности;
• низкое гидравлическое сопротивление;
• небольшие масса и габариты;
• малое время открытия и закрытия;
• не требуется технического обслуживания в процессе эксплуатации;
• широкая линейка типоразмеров по способу монтажа (фланцевое, муфтовое, под приварку), по виду исполнения (цельносварной корпус или разборный корпус).

Недостатки шаровых кранов:

• повышенные требования к чистоте рабочей среды;
• возможно «прикипание» шара при длительной эксплуатации в закрытом или открытом положении.

Проведя анализ современной запорно-регулирующей арматуры, в заключении можно отметить, что каждый из рассмотренных типов арматуры обладает преимуществами и недостатками, зная которые, можно определиться с выбором арматуры под заданные требования и условия эксплуатации.

Источник

Особенности установки клиновой задвижки

Чтобы подача воды и отопления в зданиях была комфортной и безопасной, необходимо не только правильно выбирать и устанавливать трубы, но и уделять внимание арматурному оборудованию. Задвижки применяют во всех видах подобных систем. Одним из видов запорного механизма является клиновая задвижка, названная так из-за ее формы. Она используется только в качестве конструкции запирающего типа, но для регулирования потока не применяется, так как имеет только 2 положения: «открыто» и «закрыто».

Материалы изготовления

Задвижки изготавливают методом сварки и литья. На выбор метода влияют особенности конструкции и материал изделия. Литье подходит для предметов из стали, а также сплава, в составе которого присутствует титан. Технология простая. Листы попадают на конвейер. Предварительно их проверяют, чтобы не было окалин, ржавчины и других дефектов. После этого листы штампуют.

Такая процедура осуществляется на специальном станке, который создает пластическую деформацию материала. Листы зажимают, полученные заготовки сваривают, проверяя каждый участок. Швы тоже исследуют на износоустойчивость.

Вариант литья распространен, он подходит для деталей, которые делают из алюминиевого сплава, стали и чугуна. Но такие изделия будут менее долговечными и прочными, чем штампосварные.

Кроме того, нужно уделять внимание деталям, выполняющим функции уплотнителей. Существует множество разновидностей: с кольцами (из латуни или фторопласта) и без них, с дополнительным антикоррозийным слоем, с резиной для покрытия клина.

Требования к запорной арматуре

Требования к запорной арматуре повышенные из-за давления в трубах и условий эксплуатации механизма. Такие детали всегда должны быть сертифицированы на предприятиях с опасным производством. К ним полагаются запасные узлы и элементы задвижки, прокладки, кольца и пр.

На корпусе задвижки пишутся размер и давление, на которые рассчитывается механизм. ЗКЛ2-150-14 указывает, что деталь является задвижкой клиновой литой второй модификации, а ее диаметр — 150 мм, и деталь подходит для давления в 1,4 МПа.

Основные технические характеристики клиновых задвижек следующие:

• диаметр прохода — от 50 до 400 мм;
• вес — от 12,6 до 357 кг;
• высота — от 285 до 1321 мм;
• длина — от 180 до 610 мм;
• температура среды — от -40 до +425°С.

Более точные данные указывают в техническом паспорте детали.

Кроме таких принятых стандартов, существуют еще международные: API, BS, MSS, ASME.

Сферы применения

Клиновые задвижки ставят в конце трубопровода и в зонах перекрытий движений среды, чтобы осуществлять аварийные и технические работы. Такие детали — с широким диапазоном диаметров и рабочего давления, так как они используются в различных системах трубопровода.

Задвижки, которые имеют клиновидные затворы упругого типа, предназначаются для скоростных потоков и могут работать со средой с высоким давлением. Они подходят для предприятий газовой и нефтяной промышленности. Кроме того, подобные типы изделий используют на химических предприятиях, имеющих линии по транспортировке агрессивных растворов.

В системах водоснабжения и теплоснабжения используется клиновидная задвижка разделительного типа. У таких изделий затвор имеет 2 части, чтобы площадь смещения увеличивалась. За счет этого компенсируется тепловое расширение. Подобные изделия используют еще на паровых линиях.

Плюсы и минусы

Клиновые задвижки являются популярными как в промышленности, так и в сфере сантехнического оборудования. Это связано с такими преимуществами данных деталей:

• Комплектация простая. Конструкция проста в эксплуатации, ее легко устанавливать, осуществлять ремонт. Не понадобится много сил для открытия или закрытия задвижки. Кроме того, чтобы облегчить такие задачи, на крупных узлах устанавливают специальные редукторы.
• Строительная длина небольшая.
• Низкий показатель гидравлического сопротивления.
• Универсальность. Устройство применяют в различных системах с широким диапазоном скорости транспортировки рабочей среды, напора, объемов. Подобные детали подходят для работы с широким спектром веществ.

• Долговечность. За счет свойств материалов и простоты всей конструкции задвижки клиновидного типа прослужат долго и без перебоев. А если ремонт понадобится, то он не будет затратным или сложным.
• Герметичность.
• Возможность транспортировать вещества в обе стороны.
• Плавность закрытия. Клиновые задвижки обеспечивают защиту от гидравлических ударов, которые могут вызывать деформацию труб.

Но у таких деталей есть и недостатки:

• Большая высота установки. Это касается только клиновых задвижек со шпинделем выдвижного типа. Чтобы их открыть, требуется много места — высота должна быть больше диаметра труб.
• Процедура открывания-закрывания долгая. Из-за этого вся система менее оперативная, работать в некоторых ситуациях сложнее.
• Не подходит для рабочей среды, в которой присутствуют крупные твердые частицы.
• Уплотнители в механизме не отличаются износостойкостью. Из-за этого часто может требоваться ремонт, а это дополнительные расходы. Показатели износостойкости уплотнителей намного выше у задвижек со шпинделем выдвижного типа. Это связано с тем, что на них не влияет агрессивная среда.
• Допускаются невысокие перепады давления в затворе. Если будут сильные колебания такого показателя, то это повлечет сбои в работе механизма.

Иногда рекомендуется не использовать клиновые задвижки либо четко соблюдать правила эксплуатации.

Устройство и принцип действия

Устройство задвижки с клином простое. Оно включает такие детали:

• металлический корпус с затвором;
• шпиндель внутри либо снаружи изделия (выдвигается на всю длину);
• шток (требуется для работы затвора);
• фланцевые соединители (отвечают за герметичность устройства);
• уплотнители (из резины, полиуретана, фторопласта, с металлическими слоями).

• Жесткий. В таком устройстве затвор надежно герметизирован. Но если приспособление заклинит, то устранить проблему сложно. Чтобы достичь максимальной герметичности, требуется точно рассчитать углы между седлами, габариты. При перепаде температуры вещества внутри сложно открыть задвижку. То же касается сильного износа и коррозии.
• Двухдисковый. Эта деталь более надежна, хотя конструкция сложнее, чем в первом варианте. Но у нее существует масса преимуществ: вероятность, что задвижку заклинит, низкая, нужно меньше физических сил, чтобы открыть затвор.
• Упругий. Такая деталь сочетает плюсы обоих предыдущих вариантов. Точной подгонки корпуса не требуется, при этом конструкция простая. Это практически двухдисковый клин, только разница в том, что соединительная деталь в этом случае пластичная. Из-за этого снижается способность дисков самостоятельно регулироваться под корпус, но возрастает устойчивость к резким изменениям температуры.

По типу шпинделя конструкции бывают невыдвижными и выдвижными. Первый вариант используют для подземных труб. Такие шпиндели полостью погружаются в среду, так что их приходится часто заменять. Но они более компактные и легкие, чем выдвижные. Шпиндели выдвижного типа стальные или чугунные. У них не сужен выход. Подобные детали имеют электрический привод.

Монтаж

Существует несколько способов установки клиновой задвижки к системе трубопровода. Если изделие фланцевое, то его фиксируют болтами, а если из чугуна, то понадобятся фланцы. Стальные детали приваривают, а если задвижка сделана из цветного металла, то ее фиксируют посредством резьбы, сварки и фланцев.

Этапы монтажа следующие:

• Очистить пространство от грязи и смазки.
• Установить деталь между трубами. Дополнительно использовать прокладки.
• Вставить болты, затянуть их. Линия соединения должна быть параллельной.
• Надежно зафиксировать все крепления. Обязательно все проверить.
• Отрегулировать движения механизма.

Конструкцию устанавливают горизонтально. Чтобы надежно уплотнить все, выбирают подходящие прокладки. Они должны совпадать и по размерам. Перед установкой нужно проверить, чтобы задвижка работала и соответствовала всем техническим нормативам.

В процессе затвор должен быть частично открыт. Если диаметр изделия более 10 см, то рекомендуется применять дополнительно опоры. Деталь нужно перемещать только на транспортном средстве и держать за специальные зоны.

Во время подземных работ нужно проследить, чтобы грунт под задвижкой был утрамбованным, без острых частиц. Когда монтаж закончится, нужно проверить участок на работоспособность, причем сначала с минимальными показателями.

Помогите развитию канала — ставьте лайки, делайте репосты, подписывайтесь на наш канал и Вы не пропустите еще множество полезных статей! И заходите к нам на сайт посвященный самостоятельному монтажу различных труб .

Источник