Запорно-регулирующая арматура.Трубопроводная арматура.Виды трубопроводной арматуры. Задвижки для водопровода как инструмент управления водоснабжением

Для того, чтобы выяснить, какой вид арматуры лучше выбрать, необходимо знать его основные преимущества и принцип работы. Стоимость и конструктивные размеры зависят от диаметра труб, предназначения и материала, из которого изготавливают задвижку.

Задвижки любого типа состоят из корпуса и крышки, которые образуют пространство (рабочую зону), в которой размещается затвор. На корпусе располагаются два конца, с которыми деталь соединяется с трубопроводом. Эти элементы могут быть муфтовыми, резьбовыми, а так же под сварку. Конструкция корпуса содержит в себе выступы, именуемые седлами. При закрывании задвижки уплотнительные части затвора прижимаются к седлам, не позволяя жидкости преодолевать рабочую зону.

Элемент, который способствует перемещению затвора, называется шпинделем. Механизм перемещения шпинделя по резьбовой гайке бывает:

• ручным
• автоматизированным (при помощи электропривода).

Для труб больших диаметров применяются задвижки исключительно с электрическим двигателем. Это обеспечивает дополнительную надежность запорной системы.

Виды задвижек для водопроводных труб

Клиновые

Они осуществляют прекращение подачи жидкости с помощью затворов – дисков конусообразной формы, прилегающим к двум седлам, расположенным под углом. При приведении в действие маховика шпиндель перемещает диск, вращаясь в резьбе гайки. Плотное прилегание диска к выступам корпуса происходит благодаря его клиновидной форме и уплотнительным поверхностям затвора. Этот и подобные виды задвижек используется для трубопроводов, транспортирующих воду, аммиак, пар, газ, нефтепродукты и другие вещества.

Разновидности клиньев и их особенности:

• жесткий клин – обладает повышенной герметичностью, что несколько усложняет условия обслуживания и эксплуатации арматуры;
• двухдисковый клин – усложненная конструкция повышает устойчивость к износу уплотняющих поверхностей, улучшает герметизацию и снижает необходимое усилие для открытия или закрытия задвижки;
• упругий клин – модифицированное и упрощенное устройство позволяет эффективно работать в широком температурном диапазоне, компенсируются деформации корпуса, вызываемые нагрузками на трубопровод.

Параллельные

Такие задвижки своим устройством существенно отличаются от вышеописанных. Затвор в них состоит из двух дисков, соединяемых распорной пружиной или клином. При введении арматуры в положение «закрыто» диски прижимаются к седлам и прекращают движение потока. Основным достоинством параллельной запорной арматуры служит ее высокая надежность: задвижки перекрывают струю практически идеально и поэтому могут работать в любом температурном режиме.

Монтаж задвижек для водопровода

Существуют разные способы соединения арматуры с трубами: фланцевое, муфтовое, раструбное и сварное. Последнее является наиболее надежным и удобным. Так же отдельные виды задвижек имеют свойство закрепляться на трубах без наличия отдельных соединительных элементов.

При установке запорной арматуры следует помнить, что задвижки устанавливаются исключительно маховиками вверх, дабы избежать протечки гидрожидкости или утечки газа. Так же необходимо следить за тем, чтобы фланцевое соединение (при наличии такового) выполнялось ровно и без искривлений.

Широкое применение задвижек в системах водопровода объясняется тем, что они имеют несложную конструкцию, малую строительную длину и просты в эксплуатации. Благодаря особенностям строения, они применяются в разнообразных условиях, а так же обладают небольшим гидравлическим сопротивлением, что позволяет им работать при высоких скоростях транспортируемой среды.

В системах водоснабжения и отопления довольно часто используемым элементом являются клиновые задвижки. Основное их назначение заключается в перекрывании воды, сточных вод и нейтральных жидкостей. Стоит заметить, что эти элементы применяются во многих областях. Помимо жилищно-коммунальной сферы, подобные задвижки получили широкое распространение в системах газоснабжения, для энергетических нефтепроводов и пр. Чтобы не ошибиться с выбором запорной арматуры подобного типа, принимать решение необходимо с учетом таких параметров, как рабочая температура потока среды, уровень давления и режим эксплуатации.

Преимущества и недостатки клиновых задвижек

Если рассматривать особенности запорной арматуры, то можно выделить ряд характерных для нее достоинств:

• простое устройство, благодаря которому сводится к минимуму вероятность их выхода из строя;
• универсальность применения – позволяет использовать эту запорную арматуру на объектах с различными условиями, где они способны справляться с воздействием любых температур давления;
• низкий уровень гидравлического сопротивления;
• большое разнообразие типоразмеров. За счет этого у потребителя есть возможность найти изделие, которое в максимальной степени подойдёт для конкретного вида труб;
• исполнение подобной арматуры позволяет ей пропускать рабочий поток в различных направлениях.

В то же самое время клиновые задвижки обладают рядом минусов , которые необходимо учитывать на этапе выбора:

• процесс открывания/закрывания задвижек является длительным во времени;
• наличие большой строительной высоты, что в первую очередь актуально для запорной арматуры, оснащенной выдвижным шпинделем;
• низкий уровень ремонтопригодности, что в первую очередь наблюдается в ситуациях, когда заканчивается эксплуатационный ресурс используемых уплотнительных материалов.

Особенности выбора запорной арматуры

Чтобы задвижки могли на протяжении долгого времени с успехом справляться с возложенными на нее задачами, при выборе следует обращать внимание на их эксплуатационные параметры .

Среди всех критериев, которые могут учитываться при выборе, наибольшего внимания заслуживают следующие:

Конструктивное исполнение задвижек

Исходя из варианта подключения клиновых задвижек к трубопроводу, они могут быть классифицированы на несколько видов:

• приварные;
• фланцевые, в конструкции которых могут присутствовать попарно присоединительные фланцы, уплотнительные кольца и фланцевые заглушки.

По своему исполнению фланцевые задвижки имеют вид запорной арматуры, оснащенной затвором, которая при использовании может перпендикулярно ограничивать движение рабочего потока или же обеспечивать ему свободную циркуляцию. В конструкции задвижек предусматривается два отверстия, именуемые седлами. Подобные конструкции оснащены запорным элементом, выполненным в виде детали клинообразной формы, которая в нижней части имеет сужение.

При переводе арматуры в положение, обеспечивающее закрытие задвижки, происходит перекрывание обоих седел , которые находятся под некоторым наклоном относительно друг друга, что помогает предотвратить проникновение внутрь рабочей среды. Подъем затвора обеспечивается резьбой, которая при воздействии усилий начинает накручиваться: для вращения этого элемента можно использовать ручку или же задействовать привод. Когда задвижка находится в открытом положении, поток может беспрепятственно проходить сквозь нее, попадая тем самым в общую систему трубопровода. Согласно действующим нормативам, клиновые задвижки могут разделяться на длинные и короткие, что определяется расстоянием, на которое удалены друг от друга фланцы.

Одной из популярных видов клиновых задвижек являются полнопроходные, в конструкции которых отверстие соединительных патрубков имеет аналогичный диаметр, что и трубопровод. Для подобных изделий используются сталь и чугун . Эти модели обычно приводятся в действие при помощи электропривода. Особенностью суженных клиновых задвижек является то, что их отверстие уступает по диаметру рабочему потоку. Хотя задвижки подобного типа являются более доступными по цене, все же они обеспечивают более высокое гидравлическое сопротивление.

Ассортимент предлагаемых сегодня на рынке задвижек представлен изделиями, предусматривающими ручной вариант управления, а также систему управления, основанную на электроприводе, пневмо- и гидроприводе.

В зависимости от характера перемещения шпинделя, клиновые задвижки могут выполняться в двух вариантах:

• с выдвижным шпинделем;
• с неподвижным шпинделем.

Задвижки с выдвижным шпинделем

Особенностью выдвижных моделей является то, что резьба штока располагается на внешней стороне конструкции, там же находится и ходовая гайка. При этом шпиндель примыкает нижним концом к затвору. В момент, когда задвижка начинает открываться, гайку крутят, что заставляет шток поступательно сдвигаться, при этом его край поднимается на высоту затвора. Подобная запорная арматура имеет невысокий уровень гидравлического сопротивления, но при этом с ними легко добраться до управляющего узла. Чаще всего их применяют в системах трубопроводов, где рабочий поток двигается с постоянной высокой скоростью.

Задвижки с неподвижным шпинделем

По сравнению с ними задвижки, которые имеют неподвижный шпиндель , сохраняют неизменной строительную высоту при открывании. Ввиду того, что резьба располагается в самой конструкции задвижки, открывание осуществляется за счет вращения ходовой гайки, которая примыкает к затвору. Используемый в конструкции ходовой элемент постоянно соприкасается с рабочей средой, из-за чего угрозу для подобной арматуры может представлять коррозия. По причине, что добраться до управляющего механизма довольно сложно, подобные виды задвижек становятся все менее популярным, уступая свое место запорной арматуре, оснащенной выдвижным шпинделем.

Вид клина задвижки

На основании такого признака, как тип затвора рассматриваемые запорные устройства могут быть выполнены в следующих вариантах:

С жестким клином . Здесь обязательно необходимо обеспечить совпадение угла затвора с углом между седлами. Подобный вариант задвижки отличается высокой герметичностью, что связано с особенностями его конструкции. В то же время у него имеются свои минусы, главными из которых следует назвать трудности, возникающие при необходимости подгонки клина к седлам, а также риск заклинивания затвора при эксплуатации подобной арматуры.

Температурные колебания могут негативно повлиять на работу устройства, из-за чего могут возникнуть сложности с ее открыванием. К негативным факторам следует отнести коррозию, а также незначительный эксплуатационный ресурс уплотняющего материала, что также может привести к аналогичному результату.

С двухдисковым исполнением . Конструкция затвора представлена двумя дисками, которые располагаются наклонно по отношению друг к другу, формируя клин. Благодаря подобному варианту исполнения затвора появляются условия для качественной герметизации задвижки и выбора необходимого положения дисков по отношению к седлам, на что нарушения по соблюдению точности размеров отверстия уже не способны оказать значительного влияния.

Говоря о преимуществах подобного варианта исполнения, необходимо отметить высокий уровень устойчивости к износу, отсутствие трудностей при открывании запорной арматуры и высокий уровень герметичности. При использовании клиновой задвижки двухдисковой Hawle наглядно демонстрируется высокий уровень герметизации трубопровода и в то же время обеспечивается высокая устойчивость уплотняющего материала к износу.

С упругим клином . Для подобной конструкции характерно использование подвижного крепления дисков, в котором главную роль выполняет упругий элемент. Это позволяет добиться максимальной плотности примыкания затвора, который не меняет своего положения даже в условиях воздействия нагрузок и температурных колебаний со стороны рабочего потока. Из преимуществ, которыми обладают задвижки подобного исполнения, следует в первую очередь выделить продолжительный срок службы.

Если проанализировать ассортимент клиновых задвижек, то можно выделить следующие виды:

• стальные;
• чугунные;
• арматура на основе сплавов, выполненных с применением технологии литья или сварки.

Чугунные клиновые задвижки являются идеальным вариантом для многих видов трубопроводов. Подобные конструкции получили широкое распространение в системах пожаротушения, подачи воды и перемещения пара. Учитывая низкий уровень гидравлического сопротивления, который присущ чугуну, обеспечивается беспрепятственная циркуляция рабочего потока сквозь открытые седельные отверстия клиновой запорной арматуры из чугуна.

Заключение

Для обеспечения нормальной работы систем трубопроводов необходимо использовать такой элемент, как клиновая задвижка. Однако важнее всего, чтобы это запорная арматура была правильно подобрана. Необходимо учитывать не только условия эксплуатации, но и конструкционное исполнение самого элемента. Это впоследствии повлияет не только на пропускную способность запорной арматуры, но и на эффективность работы системы и длительность срока службы самой запорной арматуры. Используемый материал также является важным фактором выбора, который в немалой степени может определить конечный выбор.

Задвижки шиберные – задвижки, у которых уплотнительные поверхности элементов затвора взаимно параллельны.

1.3 Задвижки шланговые

Задвижка - тип , предназначенный для перекрытия неагрессивной рабочей среды преимущественно с высокими показателями температуры и давления.
Запорный элемент в задвижках перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды.
Перекрытие потока происходит за счет поступательно-вращательного движения шпинделя, который перемещает клин из верхнего положения в нижнее.
В отличие от кранов и затворов, которые открываются при повороте шпинделя на 90°, задвижки являются многооборотной арматурой. Плавное постепенное перекрытие потока обеспечивает отсутстие резких перепадов давления, а плавное открытие препятствует возникновению гидроудара. Именно из-за этих свойств задвижки используются преимущественно в магистральных технологических и транспортных трубопроводах диаметрами от 15 до 2000 мм.

По конструкции запорного органа задвижки можно разделить на клиновые и шиберные задвижки.

В клиновых задвижках сёдла в корпусе расположены под небольшим углом друг к другу, а затвор представляет собой устройство в виде клина — жёсткого, упругого или двухдискового, который в положении «закрыто» плотно входит в пространство между сёдлами. Со временем герметичность такой задвижки может быть нарушена из-за сильного трения в крайнем закрытом положении.

Задвижки с обрезиненным клином являются модификацией клиновых задвижек. имеют гладкий полный проход, благодаря чему в момент перекрытия рабочего потока не возникает сильного трения. Обрезиненный клин задвижки призван обеспечивать высокие показатели герметичности и прочности, а также бесперебойную работу запорной арматуры, даже при резких перепадах температурного режима. Еще одна черта, характерная для задвижек такого типа, - низкие крутящие моменты при управлении.

Шиберные задвижки являются разновидностью параллельной задвижки. применяются в тех случаях, когда допускается одностороннее направление потока рабочей среды и не требуется высокая герметичность запорного органа. Они предназначены для установки в качестве запорных устройств на трубопроводах, транспортирующих канализационные стоки, шламы и другие, загрязнённые механическими примесями среды. Иногда затвор выполняется ножевым для разрушения частиц в рабочей среде, в этом случае задвижки называются шиберными ножевыми.

Большое значение для работы и области применения задвижек имеет расположение ходового узла. Он может быть расположен внутри задвижки в рабочей среде или вне полости корпуса. Иными словами, задвижки бывают с выдвижным штоком и с невыдвижным штоком.

Задвижки с выдвижным штоком:

В задвижках с выдвижным штоком резьба шпинделя и ходовая гайка расположены снаружи корпуса арматуры. Шпиндель нижним концом соединён с затвором и при вращении ходовой гайки для открытия задвижки совершает вместе с затвором только поступательное перемещение, при этом верхний конец шпинделя выдвигается на величину хода затвора. Для возможности перемещения шпинделя ходовая гайка поднята над верхней частью крышки (то есть над сальником) примерно на величину хода затвора в конструкции, которую называют бугельным узлом.

Достоинствами такой конструкции являются отсутствие вредного воздействия рабочей среды на ходовой узел и свободный доступ для его технического обслуживания, а следовательно меньший износ сальникового уплотнения и более высокая надёжность резьбовой пары и сальника.
Недостатком таких задвижек является увеличение строительной высоты и массы за счёт выхода шпинделя из крышки не менее, чем на диаметр прохода и необходимость по этой причине при монтаже оставлять свободное место для выхода шпинделя.

Задвижки с невыдвижным штоком:

В задвижках с невыдвижным штоком ходовая резьба находится внутри полости задвижки и при открывании шпиндель не выдвигается из крышки, сохраняя своё первоначальное положение по высоте. Ходовая гайка в этих задвижках соединена с затвором и при вращении шпинделя для открытия прохода как бы наворачивается на него, увлекая за собой затвор.
В задвижках с невыдвижным шпинделем ходовой узел погружён в рабочую среду и поэтому подвержен действию коррозии и абразивных частиц в рабочей среде, к нему закрыт доступ и отсутствует возможность технического обслуживания во время эксплуатации, что приводит к снижению надёжности работы ходового и сальникового узлов.

В связи с этим такие задвижки имеют ограниченное применение — для трубопроводов, транспортирующих минеральные масла, нефть, воду, не засорённую твёрдыми примесями и не имеющими коррозионных свойств. Поскольку в задвижках с невыдвижным шпинделем затруднены наблюдение и уход за ходовым узлом, они не рекомендуются для ответственных объектов.
Достоинством такой конструкции является меньшая строительная высота, что делает целесообразным их применение для подземных коммуникаций, колодцев, нефтяных скважин и т.д.

Основные преимущества задвижек:

• сравнительная простота конструкции, малое гидравлическое сопротивление;
• относительно небольшая строительная длина;
• симметричность задвижки позволяет пропускать рабочий поток в любом направлении;
• возможность применения в различных условиях эксплуатации, высокая герметичность;
• бесколодезная установка, длительный срок службы при неблагоприятных условиях;
• возможность ремонта и замены комплектующих при их поломке или износе;
• низкий крутящий момент при управлении электроприводом;

Сферы применения задвижек:

Задвижки используются преимущественно в магистральных трубопроводах, в системах жилищно-коммунального хозяйства, газо- и водоснабжения, нефтепроводах, объектах энергетики и многих других, для перекрытия рабочих сред с высокой температурой и давлением.

Компания Мастерпром реализует , классифицируя их по сферам применения : , бумажно-целлюлозная промышленность, трубопроводы нефтепродуктов, абразивных материалов, промышленных жидкостей. Производители задвижек Jafar, Stafsjo, Hawle, Orbinox, МЗТА, Гранар находятся на рынке трубопроводной арматуры достаточно давно, качество продукции и сроки поставки оправданы умеренными ценами, вся продукция сертифицирована и соответствует международным стандартам.

Автоматизация задвижек, дополнительная комплектация:

Используя собственные производственные возможности и наработки, компания Мастерпром предлагет свои услуги по автоматизации трубопроводной арматуры - установке электроприводного оборудования импортного и российского производства. Для стыковки электропривода и задвижек с ручным управлением используются специальные для задвижек с обрезиненным клином, и для шиберных задвижек с выдвижным штоком.

Так же возможно удлинение штока задвижек в случаях, когда установка электропривода непосредственно на задвижку невозможна, например, из-за узкого колодца. Серия удлинителей штока ШФВ () позволяет устанавливать привод на высоте до 3500 мм, серия удлинителей штока ШТН () позволяет регулировать точку монтажа электропривода в пределах 500 мм при максимальной высоте в 3500 мм.

Для автоматизации безколодезной задвижки компания Мастерпром разработала специальную , которая позволяет устанавливать электропривод на высоте 500 - 800 мм над землей.