Что такое водопроводные задвижки и где они используются

Ходовой механизм клиновой задвижки (резьбовая пара шпиндель-гайка или шток) могут находиться в полости устройства в рабочей среде или вне ее. В первом случае шпиндель задвижки является не выдвижным, во второй – выдвижным.
Для задвижки с невыдвижным шпинделем характерно погружение узла шпиндель-гайка в тело рабочей среды. Высота положения шпинделя при изменении положения затвора не меняется, поскольку затвор соединен с гайкой и она навинчивается на стержень, поднимая тем самым затвор.

Выдвижной шпиндель поднимается над нижним положением по мере подъема затвора, ходовая гайка остается на месте. Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем фланцевая более надежна и практична, поскольку резьбовая часть устройства не подвержена коррозии от действия рабочей среды, ее легче ремонтировать и заменять при необходимости.

Более подробно о схеме задвижки, особенностях ее использования и ремонта можно узнать из ролика.

Виды задвижек

Принцип работы задвижки основан на перекрытии потока рабочей среды в магистрали, за счет движения затворного органа в перпендикулярном направлении. Изготавливают несколько разновидностей этих устройств, с учетом конструкции затворного элемента, расположения резьбовой пары. Исходя из перечисленных особенностей, задвижки могут быть:

• клиновыми (при жестком, двухдисковом, или упругом клине), например 30с41нж, 30с64нж
• параллельными — 30ч6бр;
• шиберными;
• шланговыми.

Рис. 2. Клиновая задвижка
По расположению резьбовой пары, запорные устройства предполагают выдвижной и невыдвижной шпиндели.

В клиновой арматуре рабочий поток перекрывает клин, плотно прилегающий к наклонным поверхностям седел, с герметичностью срабатывания. Конструкция клина может быть:

• жесткой (30с41нж)– в виде стальной пластины клиновидной формы, подогнанной под седла; характерна высокая прочность клина, но жесткость может привести к заклиниванию при изменении температуры или давления;
• двухдисковой (30ч6бр)– из двух скрепленных клиньев, подстраивающихся под форму седел в корпусе при опускании; риск заклинивания минимален, при умеренном износе поверхностей;
• упругим – аналогичная конструкция, с подпружиненным соединением клиньев.

У параллельных задвижек затворные элементы расположены параллельно, в виде двух дисков, прижимаемых клином к зеркалам седел.

Шиберные задвижки перекрывают поток рабочей среды перпендикулярно расположенной пластиной. Еще одно название такой арматуры – ножевая, поскольку движение затвора напоминает разрезание, с перекрытием потока.

Шланговые задвижки применяют реже других. Их конструкция в корне отлична от остальных. Поток рабочей среды проходит через шланг, пережимаемый запорным элементом, с перекрытием условного прохода. Эту арматуру устанавливают на магистралях небольшого диаметра, шламовых трубопроводах и прочих сетях, транспортирующих жидкости с примесями.

В запорном элементе с выдвижной конструкцией шпинделя, гайка расположена снаружи крышки корпуса, внутри маховика. При вращении, шток выдвигается, перемещая затвор. Ходовой узел не подвержен воздействию рабочей среды, что увеличивает ресурс арматуры.

Рис. 3. Задвижка с выдвижным шпинделем (30с41нж, 30с64нж, 30ч6бр)

Это устройство проще и надежнее в работе. Свободный доступ к сальниковому узлу упрощает обслуживание. Недостатки – большая масса, с необходимостью свободного пространства вверху элемента, для выхода штока.

В арматуре с невыдвижным шпинделем, резьбовое соединение помещено внутрь корпуса. При вращении маховика, затворный элемент передвигается по шпинделю вместе с гайкой.

Расположение ходового узла в рабочей среде усложняет эксплуатацию. Но такая конструкция выигрывает в весе и габаритах.

Рис. 4. Задвижка с невыдвижным шпинделем

В таблице приведены сравнительные характеристики задвижек с выдвижным и невыдвижным устройством шпинделя:

Характеристика	Невыдвижной шпиндель	Выдвижной шпиндель
Диаметр условного прохода, мм	От 40 до 1200	От 15 до 1 200
Предельное давление, МПа	1,6	10
Температура рабочей среды, °С	От -15 до +130	От -70 до +450
Для каких составов применяют	Чистой холодной и горячей воды, неагрессивных сред	Компонентов любой степени агрессивности

Клапаны подачи воды

Корпус клапана имеет укороченную трубчатую форму и может быть разобран. Изготавливается из чугунных сплавов, различных видов стали, цветных металлов, композитных полимеров.

По конструкции корпуса запорные клапаны для систем водоснабжения делятся:

• прямоточные — используются для размещения на прямолинейных водопроводных линиях;
• угловые — монтируются в местах разветвлений коммуникаций, одновременно выполняя функцию фитинга.

По форме затвора задвижки классифицируются:

• клиновые — затвор имеет форму клина, который при срабатывании устройства плотно входит между сёдлами корпуса;
• параллельные — с затвором, состоящим из двух дисков, и уплотнительными плоскостями сёдел, параллельно расположенных меж собой.

Самый распространённый тип клапанов в повседневной жизни — кран. Очевидным преимуществом этого устройства является его компактность, простота использования и возможность ремонта. Синхронные клапаны включают устройства, в которых уплотнительные поверхности фиксирующего или стабилизирующего элемента параллельны плоскостям друг друга.

Заслонки могут эксплуатироваться в любых типах трубопроводов, от частных домов и квартир до магистралей диаметром более одного метра. Легче управлять заслонкой малого диаметра вручную. В больших сетях элемент может быть оснащён электрическими, гидравлическими или пневматическими приводами.

Применяемые виды задвижек

• клиновая;
• параллельная.

Параллельная задвижка отличается от клиновой тем, что уплотнительная поверхность ее затвора расположена параллельно, а не с наличием угла.

В первом варианте это запорные устройства, перекрытия проходов в которых обеспечиваются сдвигами затворов перпендикулярно движущимся потокам. Они являются очень востребованными, когда по трубам транспортируется:

• вода;
• пар;
• нефть;
• аммиак;
• некоторые нефтепродукты.

Поверхности уплотнения на клиновых изделиях находятся под углом по отношению один к одному. Сами же клинья бывают:

• цельные упругие;
• цельные жесткие;
• или же это два диска, покрытые при помощи высоколегированной стали. Благодаря этому осуществляется замена сальниковых набивок при устройстве либо эксплуатации.

• однодисковые (шиберные);
• и двухдисковые.

Особенности работы параллельной задвижки

Что касается устройства этого элемента, то оно кардинально отличается, по сравнению с клиновой запорной арматурой. Запорным устройством в этом случае выступают один или два диска. Когда конструкция предусматривает два диска, между ними располагается пружина или кран распорного типа.

Такие задвижки хороши тем, что они никогда не заклинивают, поэтому их широко используют для транспортировки жидкости высокой температуры.

Отличаются параллельные задвижки друг от друга видом шпинделя, который бывает:

Если задвижка закрывается или открывается, то поток перекрывается таким образом, чтобы резьба оказалась за трубопроводом. Чаще всего задвижки этого вида выполняются с внушительными габаритами. Описываемые шпиндели зачастую применяются в тех областях, где требуется транспортировка различных агрессивных веществ.

При этом сам шпиндель не будет портиться из-за коррозии;неподвижным. Такой диск характерен лишь вращательным движением, без перемещений вверх. Резьба шпинделя находится в самом трубопроводе, поэтому на нее оказывается воздействие рабочей среды.

Плюсы и минусы электрозадвижек

Скажем, что хорошо, а что плохо в электроподводе к задвижке.

По функционалу электрифицированный затвор ничем не отличается от обычного ручного запорного механизма.

К преимуществам электрической регулировки можно отнести.

«Хорошо»	«Плохо»
доступность управления запорной арматурой на труднодоступных участках водопровода	невозможность установки электропривода на объектах с повышенной взрывоопасностью
возможность автоматической регулировки, открытия/закрытия	при некачественной сборке и материалах возможна разгерметизация механизма
управление вентилем на трубопроводе большого диаметра без усилий	необходимость в источнике бесперебойного питания
быстрая, но плавная регулировка напора
моментальное срабатывание запорного механизма при включении
устойчивость к коррозии
задвижка в открытом положении не препятствует прохождению потока жидкости

Как работает клиновая задвижка

В любой запорной задвижке седло выполняет роль отверстия, необходимого для прохождения рабочей среды. Затвор клина может подниматься и опускаться. Если поднять клин, то седла, расположенные с каждой стороны переходят в открытое положение, пропуская рабочую среду.

При опускании клина седла начинают перекрываться, ограничивая доступ к движению жидкости.

Затвор поднимается следующим образом: он накручивается на шпиндель – резьбовой элемент. В процессе вращения за ним увлекается и сам клин. Для передачи вращательного момента можно пользоваться ручкой или приводом.

Устройство и принцип работы ножевой задвижки

Основной элемент – это корпус. Он может быть чугунный или стальной, в зависимости от условий транспортируемой среда. Сам нож представляет собой заостренную металлическую пластину небольшой толщины. В закрытом состоянии герметичность обеспечивают манжеты. Уплотнения по корпусу и крышка обеспечивают разборность и обслуживание механизмов задвижки. Шток при помощи крутящего момента поднимает и опускает нож. Гайка, втулка и прокладка подвижно соединяют шток и штурвал. Бугель защищает соединение гайка-шток от температуры, давления и других влияний транспортируемой среды. Защита штока и колпак предохраняют шток от внешних загрязнений, когда задвижка в открытом состоянии. Кольцо-фиксатор фиксирует манжеты внутри тела задвижка. На корпусе находятся отверстия под болты, через которые задвижка плотно стягивается при монтаже на путепроводе через фланцы. Данная схема конструкции практически постоянна для всех типов ножевых задвижек, небольшие различия могут проявляться у арматуры разных производителей. Чтобы закрыть или открыть заслонку, достаточно повернуть штурвал.

Установка задвижек на водопроводе

Технология монтажа интересующей нас запорной арматуры в «тело» водопровода зависит от типа корпуса, который, как известно, бывает либо фланцевым, либо сварным.

Причем фланцевый корпус позволяет обустроить разъемное соединение, реализуемое следующим способом:

В шахте смотрового колодца, на тройник или отвод магистральной трубы крепится фланцевая шайба, соответствующая габаритам аналогичного элемента корпуса задвижки. Крепление фланцевой шайбы – если она не является неотъемной частью литого корпуса отвода или тройника – осуществляется на сварку.

Аналогичную фланцевую шайбу монтируют и на торец трубы водопровода. Тут фланец можно закрепить и с помощью электросварной муфты с шайбой на торце, и с помощью сварки встык, и с помощью фланцевой цанговой муфты.

Запорный узел помещают между фланцами трубы и отвода (тройника) магистрали, предварительно уложив между соседними шайбами уплотнительные кольца.

В перфорацию фланцев вкладывают болты, на которые накидывают гайки. После чего вам остается лишь затянуть резьбовые пары, герметизируя стыки между трубами и задвижкой.

Монтаж на сварку осуществляется следующим образом:

• На отводе трубы и торце арматуры водопровода формируют раздельную фаску.
• Задвижку монтируют между трубами встык, и «прихватывают» к ним точечными швами.
• Далее нужно наложить два кольцевых шва, заполняя расплавленным металлом электрода «раздел» между фасками на торцах труб и монтируемой арматуры.

Однако такой способ монтажа легче описать, чем сделать. Ведь герметичный шов, накладываемый в очень неудобном положении, способен выполнить далеко не каждый сварщик.

Ну а финальным аккордом процесса установки задвижки может быть монтаж электропривода, управляющего работой штока или удлинение данного элемента с помощью переходника, позволяющего открывать и закрывать трубу прямо с поверхности, без спуска в смотровой колодец.

Принцип действия задвижек

Все арматурные механизмы блокирующие жидкостные потоки в водопроводных коммуникационных системах, невзирая на принадлежность к тому или иному типу, имеют одинаковую комплектацию:

• Корпус с крышкой. Корпусная оболочка полая, в ней располагаются элементы запирающего приспособления. Корпус изготавливают из стали или чугунного сплава. Сцепление с деталями коммуникационной системы производится посредством фланцев либо с помощью сварки. Фланцевые крепления обладают несомненным преимуществом, поскольку их, в случае необходимости, легко заменить. Однако способ с применением сварки является более надежным и герметичным, поэтому в обустройстве водопроводом его применяют чаще.
• Запирающий блок. В комплектации данной детали находятся затвор и направляющая. Направляющий элемент может быть элементом корпусной обшивки, что служит гарантом надежности механизма и высокому уровню точности управления. Все составляющие узла изготавливают из стали, а поверхность затворного элемента покрывают специализированным составом, который препятствует возникновению коррозийных процессов.
• Узел управления. Конструкционные особенности управляющего узла заключаются в наличии вентиля (шток винтового типа), махового колеса и втулки с резьбой, посредством которой вращательные манипуляции служат катализатором функционирования затвора. Деталь устанавливают сверху корпуса, при этом все ее составляющие защищены индивидуальными кожухами из металла. Соединяют управляющий узел с основной конструкцией посредством фланцевых крепежей.
• Бугельный узел задвижки. Этот элемент необходим для выноса соединения шток-гайка за пределы корпусной части, чем обеспечивает защиту этих деталей от пагубного влияния среды внутри трубопровода.

Рекомендуем ознакомиться: Как установить дымоход для буржуйки?

Рабочий процесс задвижки заключается в нескольких манипуляциях:

1. Маховое колесо вращают посредством электроприводного устройства либо вручную.
2. Резьбовое соединение приводит в движение шток.
3. Шток обеспечивает перемещение затворной детали, что контролируется направляющей.
4. Затвор перекрывает полость корпуса, чем прерывает поток внутри трубопровода.

Чтобы восстановить подачу жидкости в системе, необходимо повернуть маховое колесо в обратную сторону.

Обратите внимание! Устройство не желательно применять для уменьшения потока жидкостей, поскольку со временем задвижка под давлением шлифуется, и даже при закрытом вентиле будет пропускать жидкость.

Поскольку основная масса задвижек не подлежит ремонту, следует тщательно следить за состоянием арматуры и при необходимости заменить на новую.

Сфера применения и преимущества

Трубопроводные задвижки производятся в диапазоне диаметров от 15 до 2000 мм. Они предназначены для монтажа в системы с температурой рабочей среды до 550 градусов и давлением до 25 МПа включительно. Сфера использования задвижки непосредственно зависит от материала, из которого изготовлен ее корпус. Наиболее распространенные стальные конструкции могут применяться:

• в сфере жилищно-коммунального хозяйства для установки на трубопроводы центрального водоснабжения и отопления;
• в нефтегазовой и энергетической промышленности на транспортных магистралях;
• в производственных сферах на трубопроводах подачи парообразных, жидких и сыпучих веществ.

Также производятся задвижки в корпусах из нержавеющей стали, за счет устойчивости которой к коррозийным воздействиям они получили широкое распространение в химической и фармацевтической промышленности.

Конструктивные особенности задвижки не позволяют использовать ее в качестве регулирующей арматуры, запорный элемент всегда должен находиться в крайних положениях – “закрыто” либо “открыто”, в противном случае значительно ускорится износ уплотнительных поверхностей и, как следствие, рабочий ресурс конструкции.

Фланцевые задвижки с выдвижным шпинделем имеют следующие эксплуатационные преимущества:

• простота компоновки, надежность и ремонтопригодность;
• минимальное гидравлическое сопротивления;
• небольшая габаритная длина;
• возможность комплектации механизированными приводами гидравлического, электрического либо пневматического типа;
• простота установки и возможность быстрого демонтажа за счет фланцевого соединения.

Высота клиновой задвижки

Есть у конструкции и недостатки, основной из них – большая габаритная высота за счет шпинделя, длина которого идентична диаметру пропускного отверстия в корпусе. При открытии затвора шпиндель полностью выходит из корпуса, что требует наличия свободного пространства над трубопроводом.

Задвижка с невыдвижным шпинделем отличается от рассматриваемой нами конструкции тем, что ее шпиндель при открытии затвора совершает исключительно вращательное движение, тогда как выдвижной шток движется вращательно-поступательно. В сравнении с фиксированной арматурой конструкция с выдвижным шпинделем требует значительно меньших затрат времени на открытие.

К недостаткам задвижек также относится достаточно быстрый износ уплотнительных поверхностей на седлах и затворе за счет их постоянного трения, что требует частого планового ремонта, выполнить который без монтажа арматуры с трубопровода невозможно.

Принцип работы и особенности конструкции

Задвижки в большинстве случаев выполняются в полнопроходной конфигурации, предусматривающей одинаковое сечение пропускного отверстия корпуса по отношению к диаметру трубопровода, на который устанавливается арматура.

Клиновая задвижка двухдискового типа в разразе

Конструкция клиновой задвижки состоит из следующей элементов:

1. Корпус (стальной, чугунный либо нержавеющий).
2. Клиновидный запорный механизм.
3. Два седла, в которые затвор упирается при перекрытии пропускного отверстия.
4. Привод ручного либо механического типа.
5. Шпиндель зафиксированный ходовой гайкой, направляющей его перемещение внутри корпуса.

При активации привода шток, вращаясь вокруг своей оси внутри ходовой гайки, опускается в низ и перемещает запорный механизм, который перекрывает пропускное отверстие. Герметизации отсечения рабочей среды достигается за счет покрытия затвора и седел эластичным материалом. В зависимости от типа покрытия выделяют несколько видов арматуры, наиболее часто встречается задвижка с обрезиненным клином и конструкции с затвором покрытым фторопластом.

Нижняя часть корпуса задвижки цельносварная, к ней винтами крепится крышка, из которой выходит шпиндель. На боковых частях корпуса расположены оборудованными фланцами присоединительные патрубки. Фланец представляет собой круглую стальную пластину, по периметру которой размещены посадочные отверстия под крепежные винты.

При монтаже арматуры на трубопровод наваривается ответный фланец, имеющий аналогичные размеры и шаг между винтами, что и фланец задвижки. Между пластинами размещается уплотнительная прокладка из резины либо паронита и фланцы стягиваются крепежами друг с другом. За счет уплотнительной прокладки обеспечивается максимальная герметичность соединения.

Конструкция шаровой задвижки

Типовая шаровая задвижка состоит из следующих узлов:

• Разборного корпуса
• Шарообразного запорного элемента
• Рычага управления.

Корпус задвижки собирается из двух сегментов, стыкуемых на резьбовое соединение. Между составными частями корпуса и в его седле, перед скручиванием узла, устанавливают прокладки. На магистральных торцах корпуса нарезают наружную или внутреннюю резьбу. Кроме того, помимо резьбовой арматуры, существуют еще и задвижки шаровые фланцевые, монтируемые в трубопровод на стандартизированные по ГОСТ 12819-80 фланцы.

Условный (пропускной) диаметр шаровой задвижки определяется по внутреннему диаметру магистральных торцов корпуса. По этому параметру ассортимент шаровых задвижек делится на 10 типоразмеров, условный диаметр которых изменяется от 25 до 200 миллиметров.

Впрочем, самые ходовые задвижки шаровые фланцевые — ду50, ду32 и ду25, соответствуют пропускному диаметру дюймовых, полуторадюймовых и двухдюймовых труб.

Запорный элемент

Шарообразный затвор монтируется в корпус задвижки в процессе его сборки. Как правило, затвор принимает форму усеченного шара, однако, возможны и другие варианты, к числу которых относятся пробковый и композиционный затворы.

Ординарный запорный элемент сферической формы хорош своей универсальностью и дешевизной. Задвижку с таким затвором можно вмонтировать и водовод, и в нефтепровод, и в газовый трубопровод. К тому же, ординарные шаровые задвижки характеризуются высокой ремонтопригодностью – источенный в процессе эксплуатации запорный элемент можно заменить новым. А коническое утолщение в нижней части шаровидной заслонки облегчает процесс позиционирования затвора в корпусе.

Композиционная дисковая задвижка оборудуется запорным элементом, изготовленным из композитных материалов. Чаще всего в состав изготовленного из синтетических материалов запора добавляют асбест и прочие материалы, увеличивающие жаростойкость всего узла. Этот тип затворов можно использовать при обслуживании загрязненного потока. Твердые частички просто застрянут в мягком диске из синтетики, а по мере загрязнения запорного элемента его просто заменят новым.

Шаровая задвижка с пробковым диском используется не только как запорный элемент. Конусообразная пробка, монтируемая в седло корпуса задвижки, позволяет не только перекрывать, но и дозировать транспортируемый поток.

Однако пробковый затвор, в силу особенности конструкции, нуждается в постоянном смазывании. Без данной процедуры пробковую задвижку просто заклинивает в корпусе из-за налипания на поверхность затвора твердых частичек, содержащихся в потоке.

Органы управления арматурой

Промышленное производство шаровых задвижек предполагает либо ручную, либо дистанционную схему управления запором задвижки. Ручная схема выстроена на базе управляющего рычага или вентиля, который предает крутящий момент на затвор посредством штока, соединяющего эти узлы. Помимо этой конструкции существует еще и вариант, который управляется вентилем, ось которого расположена перпендикулярно оси запорного элемента. В этом случае вентиль передает крутящий момент на вал запорного элемента посредством конических шестерен или червячной передачи.

Дистанционная схема управления задвижкой основана на использовании в паре с валом запорного элемента особого узла, генерирующего крутящий момент. В качестве такового генератора можно использовать и электрический привод, и гидравлическую систему, и пневматический регулятор. Разумеется, подобная схема управления усложняет конструкцию задвижки и повышает ее стоимость. Поэтому монтаж арматуры с дистанционным управлением будет оправдан только в том случае, если данный узел нужно вмонтировать в труднодоступном или изолированном месте.

Схема работы шаровой задвижки

Работа шаровой задвижки основана на следующей схеме взаимодействия узлов устройства:

• Если рычаг управления задвижкой расположен в положении «открыто» то сквозь корпус арматуры проходит поток, транспортируемый трубопроводом. Причем поток протекает и сквозь магистральные торцы и сквозь отверстие в заслонке задвижки.
• Если рычаг управления заслонкой повернуть на 90 градусов, то течение потока будет остановлено. Ведь на его пути встанет непроницаемая часть шарообразного (или дискового, или пробкового) вентиля, которая перекроет седло корпуса арматуры. В этом случае задвижка переходит в положение «закрыто»

Соответственно, малейшее отклонение от положений «закрыто» и «открыто» будет влиять на пропускную способность узла, то увеличивая, то уменьшая этот параметр.

Следует отметить, что для регулировки пропускной способности трубопровода следует использовать лишь пробковые типы задвижек, поскольку дисковый вариант просто не способен регулировать плотность потока, а шарообразный затвор очень быстро изнашивается.

Классификация задвижек для водопровода

Все задвижки в зависимости от используемого материала делятся на два вида:

• чугунные;
• стальные.

Также такая арматура может классифицироваться в зависимости от способа крепления:

• фланцевая;
• приварная.

Но самая главная разновидность водопроводных задвижек зависит от формы затвора. Здесь стоит выделить две самых главных группы:

• Арматура, состоящая из клинового затвора;
• Арматура, состоящая из параллельного затвора.

Особенность задвижки с клиновым затвором заключается в том, что перекрытие потока осуществляется элементами, которые сдвигаются в перпендикулярном движению вещества направлении. Применяются, в основном, для перемещения газообразных веществ, воды, нефтепродуктов.

Затвор такой арматуры представлен клинообразным округлым диском, располагающимся уплотнительными кольцами, размещенными под некоторым наклоном.

Арматура, состоящая из параллельного затвора, включает в себя два, реже один диск. В том случае, если диска два, то конструкция дополнятся распорной пружиной, соединяющей эти два элемента. Данный тип арматуры более надежный и очень редко может заклинить. Используется для любой среды.

Виды и классификация водопроводных задвижек

В зависимости от способа перекрывания трубы различают запорную арматуру с выдвижным и не выдвижным шпинделем. В первом случае вращательное движение передается поступательному, благодаря которому шпиндель выдвигается и перекрывает трубу, во втором – закрытие происходит исключительно благодаря вращению.

В зависимости от типа используемого материала различают стальные и чугунные устройства. Приспособления первого типа дешевле и могут быть присоединены к трубе при помощи муфт или фланцев, во втором случае возможно исключительно фланцевое соединение.

Особое строение клиновой задвижки с не выдвижным шпинделем позволяет добиться минимального размера (как в длину, так и в ширину).

Основная же классификация задвижек – по типу запорного элемента. В настоящее время существуют следующие виды водопроводных задвижек:

• клиновые;
• параллельные;
• шланговые;
• шиберные.

Монтаж арматуры своими руками

Установка запорных изделий осуществляется разными способами: под сварку, на резьбу или при помощи фланцев.

Необходимые инструменты и оборудование

Комплект необходимых инструментов и оборудования подбирается в зависимости от типа соединения устройства с трубопроводом.

Для установки арматуры с резьбовым типом соединения достаточно:

• разводного ключа или ключа соответствующего размера;
• приспособления для нарезания резьбы;
• расходного материала для герметизации резьбового соединения(обыкновенная льняная нить или ФУМ-лента);
• прокладок, которые почти у всех моделей входят в комплект.

Фланцевое соединение выполняется с помощью:

• динамометрического ключа;
• уплотнительной прокладки;
• крепёжных болтов.

Для монтажа приварной арматуры необходимо запастись:

• оборудованием для сварочных работ;
• листом наждачной бумаги;
• болгаркой.

Монтаж арматуры методом сварки

Для подсоединения запорного устройства, необходимо перекрыть подачу воды в квартиру полностью или отключить отдельную линию с помощью ближайшего исправного крана. Затем болгаркой вырезать участок трубы, где будет устанавливаться изделие, и зачистить концы с обеих сторон наждачкой. Далее приваривают новое устройство двумя швами по высей длине окружности трубы.

Монтаж при помощи резьбового соединения

Процесс установки резьбовой запорной арматуры состоит из следующих этапов:

• вырезки участка трубопровода и обработки концов труб;
• нарезки резьбы;
• герметизации резьбы ФУМ-лентой или льняной нитью;
• фиксации изделия;
• проверки герметичности участка соединения.

Процесс уплотнения резьбы при монтаже запорной арматуры продемонстрирован на видео:

Установка арматуры на фланцы

Монтаж запорных устройств на фланцы относится к разъёмным типам соединений и в основном используется для размещения на трубопроводах промышленного водоснабжения. Соединить концы труб с помощью фланцев своими руками на бытовой системе достаточно сложно, так как потребуется приварка особых колец для крепления арматуры. Если кольца уже приварены, то монтаж фланцевых устройств выполняется следующим образом:

• устанавливают между фланцем и кольцом на конце трубы уплотнительное кольцо, обеспечивающее герметичность соединения;
• закрепляют изделие крепёжными болтами, которыми оно укомплектовано при производстве.

Модели с электроприводом

Задвижка, оснащённая электроприводом, относится к более современным запорным устройствам, которые с успехом применяются для работы в технологических трубопроводах промышленного назначения и в жилищно-коммунальном хозяйстве. Электрический привод отвечает за своевременное закрытие и открытие запора, удерживание его в промежуточном положении, если того требует технология, а также осуществляет автоматическое отключение задвижки в момент аварий. Блок управления электроприводом монтируется либо на корпусе агрегата, либо монтируется в специальном шкафу, на стойках или располагаются в удалённом месте.

Подробности об устройстве и работе электропривода на задвижке на примере серии УРПС БИРС 13. NL смотрите на видео.

Устройство и принцип работы электрического аппарата

Приводной механизм соединяется со шпинделем задвижки с помощью специальной втулки и состоит из электрического двигателя и редуктора.

Принцип его работы заключается в следующем: при поступлении управляющих сигналов двигатель оказывает воздействие через передаточный механизм на шпиндель, который в свою очередь открывает/ закрывает затвор или отставляет его в промежуточном положении.

В оснащение современных электроприводов также входят концевые выключатели и муфта ограничения крутящего момента. Они выполняют отключение питания электродвигателя в момент достижения затворным органом крайних положений или при возникновении усилия, воздействующего на шток, выше установленного значения.

Возможность ограничить крутящий момент при заклинивании или засорении затвора позволяет предотвратить выход из строя задвижки и привода.

Благодаря такому принципу работы на крупных магистралях можно создать единый пункт управления всеми задвижками, оснащёнными электроприводом.

Данный способ управления запорным органом очень эффективен, поскольку является надежным и имеет долгий срок службы.

Внимание! Для отключения в случае неисправности электропривода или возникновения других внештатных ситуаций задвижка укомплектована ручным дублёром — маховиком.

Виды и устройство запорной арматуры

Арматура для пластиковых водопроводных труб классифицируется в зависимости от назначения, конструкции, области применения, условий эксплуатации и способа крепления. На выбор устройства влияет материал изготовления – он должен подходить по характеристикам для установки на определенную магистраль.
В зависимости от особенностей применения выделяют следующие виды арматуры:

• Запорная. Этот класс изделий самый многочисленный – он составляет ¾ всей применяемых устройств. Используют для полного отключения потока носителя в магистрали и ее пуска при необходимости. Запорные изделия включают задвижки, краны и вентили. Их используют для регулировки движения различных сред – газа, пара, воды.
• Регулирующая. Устройства этого вида запорной арматуры систем водоснабжения имеют клапаны и называются регуляторами уровня жидкости, давления, среды. Они двигаются за счет работы электропривода. Одно из распространенных названий таких моделей – дросселирующая арматура.
• Предохранительная. Благодаря этим устройствам обеспечивается защита коммуникаций различного назначения от превышения давления сверх допустимых значений. Если этот показатель становится больше нормы, происходит частичный сброс рабочей среды. Предохранительная арматура включает в себя разрывные мембраны, перепускные клапаны, импульсные устройства.
• Защитная. Основное значение таких механизмов состоит в предотвращении аварий и поломок при недопустимых для магистрали параметрах технологических процессов. Кроме того, механизм предотвращает течение рабочей среды в противоположном направлении. К защитной арматуре относят отключающие и обратные клапаны.
• Распределительно-смесительная. Она имеет другое название – многоходовая. К таким устройствам относят распределительные клапаны и трехходовые краны. Изделия применяются для смешивания сред или раздачи рабочих потоков по нескольким направлениям.
• Контрольная. Предназначена для наблюдения и регулирования уровня жидкости в котлах и сосудах.
• Фазоразделительная. Используется для разделения рабочих сред, находящихся в разных состояниях. К таким устройствам относятся отводчики конденсата и маслоотделители.

Фланцевые задвижки

По способу соединения устройства делятся в соответствии со следующей классификацией:

• Фланцевые. Эта разновидность фурнитуры представлена круглыми, прямоугольными и треугольными моделями. Квадратные устройства предназначены для сред с ограниченными показателями давления – не выше 2 атмосфер. Круглая форма более предпочтительная – на ее производство затрачивается минимум ресурсов, а по надежности она превосходит другие виды.
• Бесфланцевые. Ассортимент предлагаемых изделий этого типа довольно обширен по способам ее подсоединения к трубопроводам, патрубкам емкостей и сосудов. Модели этой группы могут быть цапковыми, штуцерными, приварными и муфтовыми.

Запорная арматура устанавливается на ПНД, металлопластиковые, полипропиленовые и магистрали из нержавеющей стали.

Виды шаровых задвижек

Шаровые задвижки, в зависимости от назначения и исполняемых функций, подразделяются на несколько видов:

1. По способу монтажа бывают краны сварные, фланцевые и на резьбовом соединении. Каждый из них предназначен для разных целей, шаровые задвижки со сварным соединением имеют удлиненный с двух сторон корпус, это сделано для того, чтобы при сварке уязвимые элементы не прогорали от высокой температуры. Краны с резьбовой сборкой в отличии от сварных, являются обслуживаемыми и по истечению срока службы могут быть заменены. Наиболее простым в монтаже и обслуживании считается задвижка с фланцем, она имеет соответствующее магистральной трубе соединение, которое стыкуется болтами и герметизируется паронитовой или резиновой прокладкой. Необходимо соблюдать правила монтажа изделия, например при сварке крана нельзя допускать попадания окалин на полированную сферу, иначе поверхость станет неровной и при повороте шар будет оставлять насечки на прокладке, что приведет к потере герметичности.
2. По виду запорной арматуры доступны шаровые краны, с плавающей или фиксированной поворотной частью. Шар без опоры находится внутри специального полиэлитанового уплотнения, которое надежно фиксирует его и образует герметичный поворотный узел. Фиксированный с двух сторон шаровый элемент более надежен при эксплуатации, так как за счет опорных болтов способен выдерживать нагрузки внутренней среды.
3. По способу изготовления и ремонта бывают литые не обслуживаемые и разборные изделия, с возможностью замены износившихся деталей. Ремонтируемые краны стоят немного дороже остальных, они имеют верхнюю ревизионную крышку для разборки и диагностики внутренних элементов или полностью разбираются на несколько частей.
4. Разделяются задвижки, в зависимости от типа управления, на механические, гидравлические и на задвижки с электроприводом. Поворот штурвала или лапки шара осуществляется в ручную, с помощью гидравлического пресса или дистанционно с использованием электрического двигателя, которые чаще всего встречаются на трубопроводах больших диаметров и в труднодоступных местах, где нет возможности выполнить операции по регулировке крана в ручную. Если размер сферы не позволяет выполнить поворот в один прием, на орган управления устанавливается редуктор с червячной передачей, который передает усилие на запорный механизм.
5. По степени проходимости краны подразделяются на стандартные, полнопроходные и не полнопроходные. Внутренний шар в стандартном варианте имеет сечение несколько меньше чем магистраль, поэтому объем потока среды составляет около 80-90 процентов. В полнопроходном шаровом кране, запорный элемент соответствует диаметру трубы, и транспортируемый поток не встречает никакого сопротивления. Для трубопроводов, в которых требуется заужение потока используются не полнопроходные шаровые заслонки.

Задвижки с шарообразным запорным элементом изготавливаются из различных сплавов металла, в зависимости от назначения. В основном их применяют в системах водоснабжения, газовых магистралях, в трубопроводах для транспортировки химических производных. Шаровые краны устойчивы к воздействию высоких температур, поэтому пригодны для монтажа в системах отопления, на тепломагистралях и узлах снабжения теплом многоквартирных домов. Современные производители изготавливают запорную арматуру такой же длины, как и поджимные фланцевые задвижки с сальниковой набивкой, что делает возможным быструю замену устаревшего оборудования на новое без подгонки и стыковки труб.

Также, по количеству патрубков задвижки бывают многоходовые, трехходовые, проходные и угловые. Их конструкция не имеет особых различий, отличаются они количеством подключаемых веток трубопровода и способом управления потоком.

Работа задвижки осуществляется в несколько этапов. При повороте рычага управления перпендикулярно магистрали непроходная часть шара перекрывает трубопровод, не давая при этом транспортируемому потоку продвигаться дальше. Герметичность обеспечивается уплотнительным кольцом, в котором находится шар. Если рычаг управления повернут вдоль трубопровода, то заслонка повернута отверстием по направлению движения и внутренняя среда беспрепятственно направляется по телу крана.

Стоит отметить, что для ограничения объема поступающей жидкости внутри трубы и регулировки давления подходит только шаровая задвижка с пробковым принципом работы, так как дисковый кран не сможет регулировать поток, а сферический затвор, открытый на половину, быстро изнашивается. Пробковый ограничитель состоит из двух запорных элементов, с отдельным рычагом управления для каждого из них. Один элемент при повороте обеспечивает заужение диаметра крана и ограничивает поступление жидкости, второй имеет сферическую форму и полностью перекрывает поток транспортируемой среды.

Задвижки

Самый распространенный вид запора.

Перекрывает поток перемещением регулировщика ортогонально водопроводу.

Принцип работы: преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное.

Используются в системах с давлением до 25 МПа и температурой до 565 С.

Применяются в системах ЖКХ, при подаче газа, воды, в нефтепроводах.

Изделие идеально подходит для систем с высокой скоростью потока.

• Простой внутренний механизм.
• Небольшая длина.
• Широкая область применения.
• Малое сопротивление.

Негативные стороны задвижек тоже стоит привести.

• Время, расходуемое на открывание и закрывание достаточно велико.
• Немалая строительная высота (больше диаметра трубы).
• Быстроизнашивающиеся уплотнители.

Они не применяются для регулировки, т.к. большая скорость ОТВ может деформировать запорную пластину. Классифицируем мы наши задвижки следующим образом.

• Шиберная задвижка.
• Параллельная задвижка.
• Клиновая задвижка. Двухдисковый клин.
• Жесткий клин.

Для каждой разновидности задвижек характерны плюсы и минусы при эксплуатации и монтаже.

Так, материала изготовления влияет на конечную работу в разных параметрах среды.

Чугунные задвижки рассчитаны на давление 1.6 МПа в АУП или другой установке.

Характеристики клиновых задвижек

Запирающим механизмом систем трубопровода также может стать фланцевая задвижка. Материал изготовления зависит от характеристик и особенностей рабочей среды, ее давления и других факторов. Как правило, применяются стальные или чугунные задвижки, в зависимости от состава сплава, они могут работать при давлении до 25 МПа и выдерживать температуру более 500°С.

Такое оборудование нашло широкое применение на энергетических объектах, нефтепроводах, в системах водо- и газоснабжения. В определенных ситуациях может даже не возникнуть выбора запорного устройства: задвижки могут быть единственным вариантом. За счет того, что они могут выдерживать до 8 баллов сейсмоактивности, то активно используются на объектах, на территории которых возможны землетрясения.

Говоря о достоинствах чугунной фланцевой задвижки, необходимо отметить следующие моменты:

высокая герметичность;длительный срок эксплуатации;работа при высоких показателях давления и температуры;небольшое гидравлическое сопротивление, необходимое при большой скорости движения потока рабочей среды.

Однако среди недостатков данного типа оборудования отмечают следующие факторы:

невозможность регулировки потока;долгое время открытия/закрытия;достаточная сложность ремонта;большой вес и размер устройства.

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.

Схема установки задвижки в трубопровод

Технология монтажа задвижек зависит от оформления магистральных торцов корпуса арматуры. Резьбовые торцы корпуса предполагают схему монтажа на сгоны или на муфты. В первом случае труба вкручивается в корпус запорного устройства, а место стыка фиксируется предварительно накрученной на сгон контргайкой. Во втором случае торец арматуры с наружной резьбой ввинчивается в муфту, к которой подсоединяют резьбовой сгон трубопровода.

Фланцевые торцы задвижки фиксируются на болты к соответствующим фланцевым шайбам, монтируемым на торцы труб. При этом данный тип соединения считается более прочным, чем резьбовой монтаж. Кроме того, торцы задвижки могут быть оформлены и под сварной монтаж (в этом случае абсолютно гладкие), и под соединение на фитинги.

Ремонт и профилактика

Любая задвижка рано или поздно нуждается в ремонте, поскольку в конструкции имеются подвижные элементы, которые требуют периодичной замены. Рассмотрим основные причины неисправности водопроводных задвижек:

1. Разгерметизация между трубопроводом и корпусом арматуры.

Такая неисправность может появиться вследствие неправильного монтажа запорной арматуры или при деформации уплотнителя. Такую поломку можно определить при зрительном осмотре системы.

1. Разгерметизация между штоком и сальником.

Причиной такой поломки является износ сальника. Также можно определить зрительно, при выявлении потеков на стенках задвижки, которые направлены от крышки арматуры.

1. Разгерметизация между корпусом и заслонкой.

Причина такой поломки может заключаться только в постоянном перемещении сильно загрязненного потока. В этом случае грязные частицы влияют на уплотнительные кольца, приводя к постепенной их деформации. Помимо этого, загрязняющие вещества могут накапливаться на внутренних стенках задвижки и в дальнейшем препятствовать плотному закрытию крышки. Выявление причины такой поломки происходит достаточно сложно. Поэтому придется обеспечить вмешательство опытного специалиста.

Для того чтобы обеспечить правильную работу запорной арматуры потребуется проведение ремонтных работ, которые подразумевают либо полный демонтаж запорного элемента, либо частичная его разборка.

Для того чтобы выполнить частичный ремонт арматуры необходимо выполнить разборку крышки сальника, а также снять крышку самого корпуса

Но важно помнить, что ремонтные работы любого типа должны начинаться с перекрытия трубопровода вентилем, который располагается выше задвижки

Для того чтобы выполнить полный демонтаж задвижки необходимо выполнить несколько следующих действий:

1. В первую очередь, выполняется снятие маховика, который содержит в своем составе ходовую гайку. Ее также необходимо снять;
2. Крышку корпуса нужно освободить от стопорных винтов путем вывинчивания;
3. Далее нужно разобрать соединение фланцевого типа;
4. Далее следует очередь штока. В этот момент можно произвести очистку заслонки и седла, а также заменить в этой области уплотнители;
5. После замены или ремонта всех отдельных запчастей стоит начать обратную сборку арматуры, которая выполняется в строгом обратном порядке.

После того как все ремонтные работы будут окончены обязательно необходимо сделать проверку устройства на уровень работоспособности. В таком случае необходимо сделать тест на возможность полного перекрытия арматурой потока.

Особенности ремонта

С течением времени задвижка может потребовать проведения ремонтных работ, поскольку движущиеся детали механизма периодически приходят в негодность.

Почему задвижки выходят из строя

К основным причинам поломки относят:

1. Потерю герметичного соединения трубопровода с корпусной частью задвижки. Такой вид поломки возникает из-за нарушений технологии монтажа или деформирования уплотнителя.
2. Разгерметизацию между сальником и штоком. Причина поломки – износ сальника.
3. Потеря герметичности между заслонкой и корпусной частью. Причиной поломки такого типа является регулярный транзит загрязненных жидкостей. Частицы грязи оказывают пагубное воздействие на уплотнительные кольца, постепенно деформируя их. Также грязь может скапливаться на внутренних поверхностях механизма и препятствовать герметичному закрытию крышки. При наличии такого вида поломки потребуется полный демонтаж задвижки либо частичная разборка.

Рекомендуем ознакомиться: Как правильно выбрать и установить трехходовой регулирующий клапан для теплого пола

Частичные ремонтные работы производятся после перекрытия трубопровода.

Затем необходимо снять крышку корпуса и разобрать крышку сальника.

Определить поломку и устранить ее.

Демонтаж устройства

Полный демонтаж задвижки осуществляют по такому плану:

1. Снять маховой элемент с ходовой гайкой.
2. Развинтить стопорные винты на корпусной крышке.
3. Демонтировать фланцевые соединения.
4. Убрать шток, почистить заслонку и седла.
5. Заменить уплотнительные элементы.

Повторную сборку отремонтированного механизма осуществляют в строгом обратном порядке.

Затем переходят к тестированию, для этого попробуют полностью перекрыть поток жидкости в трубопроводе, закрыв маховик до упора.

Контроль состояния деталей

В конструкции запорной арматуры слабым звеном является уплотнитель сальника. При частом открывании и закрывании затвора, набивка истирается, приходит в негодность и может произойти выход рабочей среды из трубопровода.

Рисунок 11. Протечка

Если вовремя не заменить изношенный уплотнитель, то рабочая среда (особенно агрессивная) может нанести вред корпусу задвижки, шпинделю и другим элементам.

Для того чтобы своевременно установить степень износа деталей, на предприятии, эксплуатирующем трубопроводную магистраль, должны вестись журналы осмотра устройств запорной арматуры.

Контролю подлежат:

• сальниковый узел;
• фланцы корпуса и крышки;
• фланцы присоединительных патрубков задвижки и трубопровода.

Визуальный осмотр, в идеале, должен проводиться при каждой пересмене рабочего персонала. Периодичность разборки сальниковых узлов, а также фланцев для контроля состояния уплотнителей, устанавливается заводом-изготовителем в руководстве по эксплуатации или нормативными документами предприятия.

Плюсы и минусы

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

1. 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.
2. Строительная длина небольшая.
3. Низкий показатель гидравлического сопротивления.
4. Универсальность. Устройство применяют в различных системах с широким диапазоном скорости транспортировки рабочей среды, напора, объемов. Подобные детали подходят для работы с широким спектром веществ.
5. 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.
6. Герметичность.
7. Возможность транспортировать вещества в обе стороны.
8. Плавность закрытия. Клиновые задвижки обеспечивают защиту от гидравлических ударов, которые могут вызывать деформацию труб.

Но у таких деталей есть и недостатки:

1. Большая высота установки. Это касается только клиновых задвижек со шпинделем выдвижного типа. Чтобы их открыть, требуется много места — высота должна быть больше диаметра труб.
2. Процедура открывания-закрывания долгая. Из-за этого вся система менее оперативная, работать в некоторых ситуациях сложнее.
3. Не подходит для рабочей среды, в которой присутствуют крупные твердые частицы.
4. 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.
5. 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.

Работа шиберной задвижки

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

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

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

Внимание! Шиберные задвижки всегда устанавливаются в вертикальном положении, так чтобы ножевые пластины располагались перпендикулярно ходу рабочего потока.

Основные типы задвижек для трубопроводов, их устройство и монтаж: разъясняем по полочкам

Любая система водоснабжения должна иметь в цепи устройство для перекрытия потока. Приспособлением, отсекающим разводку от общего контура, является задвижка для трубопровода. Главная задача, решаемая при помощи этой запорной арматуры – перекрыть поток в случае аварии или при отсутствии необходимости в рабочей системе подачи.

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 Запорное оборудование для водоснабжения

Что такое задвижка и где используется

Запорные механизм применяется не только в быту, хотя каждый стояк перекрывается при помощи этого средства. Задвижка может быть включена в качестве неотъемлемой части газопровода, а также трубопровода для транспортировки технических жидкостей. В зависимости от того, что передается по трубам, комплектующие видоизменяются, но общий принц ип действия водопроводной задвижки всегда схож.

Конструкция и принцип действия

Конструктивно каждая задвижка состоит из следующих частей:

1. Корпус и съемная крышка. Корпус изготавливается из чугуна. Сталь используется реже. Сплавы – еще реже. Внутри есть полость, в которой располагаются детали, обеспечивающие герметизацию системы. Подключение к трубопроводу выполняется при помощи фланцевого соединения или сварки. В последнем случае исключается возможность демонтажа, и применения комплектующих для дальнейшей сборки.
2. Запорный узел. Состоит из направляющей и затвора. Максимальной надежностью обладают узлы, в которых направляющая является частью корпуса. Задвижки водопроводные изготавливаются из прочных металлосплавов, а затвор дополнительно покрывается антикоррозийным составом.
3. Элемент управления. Вентиль представляет собой винтовой шток и маховое колесо. Значение узла – преобразование вращательного движения рукояти в поступательное перемещение затвора, который прикреплен с обратного конца. С корпусом элемент соединяется при помощи фланцев, а герметичность обеспечивает вертикальное положение.
4. Бугельный узел. Благодаря ему воздействия среды, перемещаемой по трубопроводу, никаким образом не сказывается на работоспособности элементов управления. Гайка со штоком защищена от температурных перепадов. И при циркуляции горячих жидкостей или газов, всегда она остается рабочей.

Принцип действия следующий. Оператор проворачивает маховое колесо, приводя в движение шток с резьбовым механизмом. Опускаясь, заслонка перекрывает пропускное отверстие в корпусе, запирая его. Процесс контролируемый, и допускается частичная блокировка, что дает возможность понизить давление в трубах после задвижки.

Однако это не означает, что устройство можно использовать для данных целей. При продолжительном применении вода «шлифует» узлы, и когда придет время перекрывать поток, герметично сделать это не получится. Более того, ржавчина и отложения могут усугубить ситуацию, вплоть до выхода задвижки из строя. Но кратковременно можно понизить давление в трубопроводе, не опасаясь последствий, если это не периодическая мера.

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

Типы трубопроводной арматуры

Сфера использования арматуры для трубопроводов достаточно широка, она используется во всех типах промышленных трубопроводов, в том числе и в технологически опасных производствах (при перемещении ядовитых, взрывчатых, экологически опасных веществ). Поэтому характеристики трубопроводной арматуры должны полностью соответствовать государственным стандартам безопасности. Обычно производством таких изделий занимаются крупные предприятия.

Сообразуясь с планируемым применением трубной арматуры, выделяют продукцию:

1. Общетехнического применения.
2. Для особых условий.
3. Промышленную специальную.
4. Судовую и транспортную.
5. Промышленную сантехническую.

Изделия общего назначения производятся серийно и могут применяться в любой сфере производства.

Для перемещения высокотоксичных, агрессивных, взрывоопасных веществ используют арматуру второго типа. Её же применяют в системах энергоснабжения, для которых предусмотрены особые условия работы. «Какие виды трубопроводной арматуры лучше использовать – характеристики, преимущества, сфера применения».

Судоходство и транспортные перевозки осуществляются в разном климате и при варьирующихся габаритах транспортных средств, которым должна соответствовать судовая или транспортная арматура.

Промышленные сантехнические элементы, как можно догадаться, используются при установке и эксплуатации промышленной сантехники.

Расположение ходового узла

Большое значение для работы и области применения задвижек имеет расположение ходового узла — резьбового соединения шпиндель-гайка. Он может быть расположен внутри задвижки в рабочей среде или вне полости корпуса.

Задвижки с выдвижным шпинделем применяют если нужно быть уверенным в надёжности арматуры.

Эта задвижка является конструкцией с невыдвижным шпинделем.

Задвижка с выдвижным шпинделем

В такой конструкции 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.

Задвижка с невыдвижным шпинделем

В этом случае 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 клином и при вращении шпинделя для открытия прохода как бы наворачивается на него, увлекая за собой клин.

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.

Из чего состоит задвижка?

Главные конструктивные элементы арматуры:

• корпус;
• крышка;
• затвор;
• резьбовая пара (шпиндель и гайка);
• сальниковое уплотнение;
• маховик (или другой управляющий элемент).

Устройство задвижки очень простое. Ее основу составляют корпус и крышка – именно они образуют полость, по которой движется рабочая среда. В полости арматуры находится затвор и (у части задвижек) механизм, обеспечивающий его передвижение, – резьбовая пара. Запирающий элемент движется перпендикулярно оси потока: опускаясь, он перекрывает просвет трубы, а поднимаясь, открывает. Механизм передвижения максимально простой – при вращении маховика вращается шток (шпиндель), который связан с запирающим элементом напрямую или через гайку. Вращательные движения маховика преобразуются в поступательные движения затвора.

Для герметичного перекрывания потока в корпусе задвижки обычно предусмотрены седла с уплотнительными поверхностями. Когда затвор опускается, он плотно примыкает к седлам, не позволяя среде проходить через полость задвижки. У корпуса также есть два конца для присоединения к патрубкам трубопровода. Они могут быть оснащены фланцами, резьбой или фаской для приварки. В месте выхода штока наружу находится сальник, который предотвращает утечку среды из задвижки.

Маховик – самый простой и распространенный орган управления задвижкой. На трубопроводах больших диаметров, где для перемещения затвора необходимо серьезное усилие, используются дополнительные устройства – механические редукторы, электро-, гидро- и пневмоприводы.

Для изготовления корпусных деталей задвижек чаще всего используется:

• чугун;
• сталь (легированная или нержавеющая).

Затвор, как правило, изготавливают из стали, которая лучше переносит работу в потоке среды. От материального исполнения арматуры зависит возможность ее применения с различными средами – неагрессивными или агрессивными, холодными или перегретыми. При этом задвижки (за редкими исключениями) используются только для полного перекрывания трубопровода и не подходят для регулировки потока. Если затвор оставить в полуоткрытом положении, он деформируется под давлением среды, что приведет к заклиниванию арматуры.

Виды и классификация водопроводных задвижек

По конструкции запорного органа задвижки для водопроводных систем подразделяются на:

• клиновые;

• параллельные;

• шиберные;

• шланговые.

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.

Затворы водоснабжения

Затвор – это одна из модификаций запорных устройств, в которых управляющий элемент изготовлен в форме диска. Закрепленная на валу заслонка поворачивается, опускается в седло и перекрывает движение воды. Клапан в рабочем положении находится под углом или перпендикулярно транспортируемой жидкости.

Корпус механизма имеет усеченную цилиндрическую форму. Кожух изготавливают из чугуна, стали, полимеров и цветных сплавов. Конструкция арматуры включает в себя запорный орган, состоящий из двояковыпуклого металлического клапана и резинового уплотнительного кольца. Дисковые устройства приводятся в действие вручную при помощи рукоятки и автоматически посредством электропривода. При ручном управлении затвор с диском регулируется поворотом на 90° рычага, который крепится гайкой к штоку механизма.

Дисковые поворотные устройства могут применяться в системах водоснабжения, отопления и для подключения сантехнических приборов.

Дисковой затвор для трубопровода.

Затворы, в сравнении с задвижками, имеют небольшую длину, малый вес и ограниченное количество рабочих деталей. Корпус механизма изготавливают из материала с защитным покрытием, устойчивого к воздействию абразивных включений, которые могут находиться в рабочей среде.

Условия производства арматуры

Материал изготовления трубопроводной арматуры определяется будущей областью её применения. Если система (или участок системы) будет работать при давлении до 1,6 МПа, используется ковкий чугун; если больше — сталь. Для трубопроводов небольшого сечения используются высококачественные медные сплавы, благодаря которым не допускается коррозия элементов и прикипание арматуры к трубам.

Следует отметить, что производство арматурных элементов — дело сложное и высокотехнологичное, поэтому должно осуществляться на специальном промышленном оборудовании.

Для производства изделий необходимы:

• печь;
• пресс специального назначения;
• станок для диагностики;
• стол, на котором осуществляется сборка;
• токарный станок;
• сверлильный станок;
• конвейер;
• воздушный компрессор для покраски изделий;
• вспомогательные инструменты и приспособления.

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

Какие бывают

В зависимости от материала задвижки делятся на чугунные и стальные. У каждого из них есть свой перечень достоинств и недостатков.

Чугунные

По своей конструкции чугунные и стальные устройства схожи, состоят из однотипных частей.

Арматура из такого материала устанавливается в системе, которая предполагает малые динамические нагрузки и невысокие напряжения. Чугун легко подвергается коррозионному и окислительному воздействию, поэтому такие элементы используются в работе с химически неагрессивными веществами.

Стальные

Устройства из стали являются прочными, устойчивыми к коррозии, твердыми, жаропрочными. Также их можно эксплуатировать при воздействии широкого диапазона температур.

Механизмы оснащены специальными приводами для автоматизации процесса работы, которые находятся в труднодоступном месте.

Устройство задвижек

Задвижка – это корпус с крышкой, соединенные между собой. Корпус имеет патрубки, с помощью которых устройство врезают в трубу. По разновидностям присоединения задвижки делятся по типам:

• Приварные.
• Фланцевые.
• Муфтовые.

Часто используются устройства, имеющие электропривод, позволяющий удаленно и оперативно ограничивать движение вещества.

Затворы: практика использования

Затворы – главнейшая часть запорной арматуры любого типа. Именно благодаря исправности затвора возможно своевременное и полное (или, при необходимости, частичное) перекрытие движения в трубопроводе потока жидкости или газа.

Соответственно, при неисправности или некачественном изготовлении затвора последствия могут быть любыми – от незначительной, безвредной течи, устраняемой простой заменой элементов конструкции, до полноценной экологической катастрофы или взрыва носителя. Поэтому особое внимание уделяется материалу изготовления затворов и условиям их эксплуатации.

Наиболее часто встречающийся тип затворов – дисковые. Они применяются в системах отопления, водоснабжения, подачи пара, неагрессивных рабочих сред или продуктов нефтепереработки. Применяются и фланцевые затворы, отличительной особенностью которых является наличие в конструкции фланца.

Затворы можно изготавливать из чугуна, однако использование стальных изделий (из легированной, нержавеющей или углеродистой стали) предпочтительнее.

Стальные затворы обладают рядом значимых преимуществ:

• возможна работа при температуре до -60°С;
• такие затворы могут работать в среде температурой до 700°С;
• предназначены для использования в агрессивных рабочих средах;
• выдерживают большое давление (до 10 МПа).

Как поворотные механизмы затворы отличаются:

• простотой установки и ремонта;
• компактностью (их можно крепить в ограниченных пространствах);
• небольшими, по сравнению с задвижками, весом и габаритами;
• простотой замены при износе изделия при большом сроке годности;
• невысокой ценой;
• отсутствием угрозы заклинивания или прикипания во время использования.

Можно сказать, что запорная арматура, при простоте и сравнительно небольшой цене продукции, является не только полезнейшим элементом конструкции трубопровода, но и главной гарантией безопасности как работы системы, так и здоровья и жизни обслуживающего персонала. Ведь именно благодаря запорным элементам можно вовремя остановить утечку опасной жидкости или ядовитого газа и перекрыть движение среды в нужной точке, не нарушая всего цикла работы системы.

Поэтому к выбору, качеству и установке запорной арматуры следует подходить как можно ответственнее, сообразуя свои решения не только с ценой изделий или страной происхождения, но и с предварительно произведёнными расчётами. И, разумеется, нельзя забывать о своевременном обслуживании и плановой замене столь важных для любого трубопровода элементов.

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 Двухдисковый клин – конструкция

Клин с двумя дисками

Клиновые модели 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.

Соединение с трубопроводом и монтаж

На магистрали задвижки монтируются при помощи типовых фланцев с болтами или методом сварки. Сварные соединения считаются более прочными и качественными, такой способ подключения используется в трубопроводах с большим давлением, поскольку обеспечивает хорошую герметичность и снижает риск протечки.

На горизонтальных линиях водоснабжения устройства собирают маховиком вверх. На вертикальных трубопроводах они устанавливаются так, чтобы шпиндель находился в горизонтальном положении.

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек на стальных трубопроводах может осуществляться двумя способами: сваркой или с помощью фланцев. Фланцевые соединения выполняют на болтах с резиновым уплотнением. Перед монтажом фасонные части и отрезки труб устанавливают таким образом, чтобы отверстия для метизов совпадали друг с другом.

Порядок выполнения операций:

• подъем и установка задвижки в месте стыковки с трубопроводом;
• центрирование отверстий;
• установка прокладки и болтов;
• затяжка соединения с помощью гаечного ключа.

Сборка запорной арматуры с помощью сварки:

• установка задвижки;
• центрирование отверстий по оси магистрали;
• поддержка устройства и предварительная стыковка прихватками (сварка);
• проверка соосности сборных единиц;
• окончательная сварка соединения.

Запорные устройства устанавливают в смотровых колодцах или непосредственно в земле с предохранительными кожухами, предусматривая защитное покрытие для шпинделя и сальника задвижки. Для управления механизмом к маховику подсоединяют колонку (штанга-вилка) и выводят ее на поверхность.

Монтаж в систему из пластиковых труб

Соединение металлической запорной арматуры с полимерными трубопроводами производится с помощью буртовых втулок со свободными стальными фланцами и креплениями с резиновыми прижимными кольцами.

Работа с накидными деталями состоит из следующих этапов:

1. Надеваем фланцевое кольцо на пластиковую втулку.
2. Стыкуем трубу и втулку с помощью сварочного аппарата для полимерных труб.
3. Устанавливаем резиновую прокладку.
4. При помощи рожкового ключа соединяем крепление на задвижке и фланец трубопровода.
5. Болты следует затягивать крест-накрест.

Конструкция соединения с прижимным фланцем состоит из чугунного или стального фланца, резиновой уплотнительной манжеты.

1. Отрезаем трубу строго под прямым углом.
2. На свободный конец профиля надеваем чугунный фланец и сдвигаем его в сторону магистрали.
3. Надеваем резиновое прижимное кольцо. Края манжеты с большим размером должны быть вровень с фаской трубы, а длинный конец направлен в сторону фланца.
4. Центрируем детали.
5. Рукой надвигаем фланец на резиновую манжету и прижимаем до упора.
6. Устанавливаем болты и вручную накручиваем гайки.
7. Проверяем соосность элементов и гаечным ключом уплотняем соединение.

Особенности установки на печные трубы

Шибер для дымохода.

Задвижки для печных труб изготавливают прямоугольной или овальной формы. Круглые заслонки чаще используются в стандартном отопительном оборудовании, порядок установки таких приспособлений зависит от производителя и конструкции дымохода.

Задвижка для стационарных домашних печей служит для регулирования тяги в дымовом канале. Приспособление представляет собой чугунную квадратную рамку, в пазы которой устанавливается шиберная заслонка. Каркас запорного механизма монтируют в процессе кладки вытяжной трубы. Створку вставляют перед пробным розжигом печи. Для организации постоянной вентиляции топочного пространства в задвижках можно просверлить отверстие диаметром 10-15 мм.

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.

Как выбирать водяные

Для правильного выбора устройства стоит учитывать:

1. Область применения. Данные механизмы могут быть использованы в различных отраслях, и требования к ним также различаются.
2. Диаметр. Так, небольшие элементы обычно находят бытовое применение, а крупные – на магистралях в сфере нефти и газа.
3. Температура использования. Не каждая задвижка сможет выдерживать экстремальные температуры.
4. Показатель герметичности. В некоторых трубопроводах могут присутствовать горячие испарения, что требует использования задвижки более высокого класса герметичности.
5. Качество материала. Практически все современные элементы выполнены из чугуна или стали. Нужно учитывать особенности того и другого материала.
6. Известный производитель. Нужно учитывать стоимость и срок гарантии. Как правило, китайские производители предлагают невысокую стоимость при небольшом сроке использования.

Параллельные (шиберные)

В данных 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

Ремонт

Чаще всего износу может подвергнуться шпиндель или уплотнитель поверхности.

Самый простой ремонт – зачистка уплотнения. Задвижка аккуратно извлекается из корпуса. Чистить нужно осторожно, не допуская царапин.

Если на диске обнаружены царапины, то допускается выполнение притира деталей. Для грубой притирки используется наждачная бумага, а завершающую подгонку можно выполнить с помощью пасты ГОИ.

При значительных повреждениях рекомендуется заменить механизм. Как правильно, ручная притирка в таких случаях не помогает.

Профилактика

Лучшими профилактическими действиями являются плановые осмотры и периодическая проверка работоспособности. Устройство должно регулярно очищаться, также нужно тщательно смазывать двигающиеся детали. Иногда задвижку рекомендуется промывать.

Чтобы обеспечить нормальную работу трубопровода, обязательно нужно установить запорную арматуру. Важнее всего – правильно выбрать подходящий механизм. Стоит брать в учет не только условия использования, но и саму конструкцию устройства. Это сможет влиять как на пропускную способность, так и на эффективную работу системы, а также долговечность задвижки. Материал устройства – тоже важный фактор, на который нужно обращать внимание при выборе элемента.

Как устроена клиновая задвижка, какие виды бывают и как их монтировать?

Для надежного перекрытия потока жидкости или иной рабочей среды в строительных трубопроводах широко используются запорную арматуру. Наиболее популярный и простой вариант – задвижка, то есть устройство для прекращения потока рабочей среды путем с помощью широкой плоской детали (клина», полностью перекрывающего зев трубопровода.

Устройство и принцип работы клиновой заглушки

Устройство относится к классу запорной арматуры. Конструкция включает в себя элементы корпуса, соединяющего два участка трубопровода, и двигающийся с помощью резьбового штока плоский клин или иная затворная деталь.

Конструкция представляет собой корпус и крышку, которые при соединении образуют полость для рабочей среды (под далением). Внутри это полости помещен затвор. Его перемещение между седлами (они располагаются параллельно или под небольшим углом схождения) происходит вертикально, то есть перпендикулярно оси обоих седел и подведенных к ним отверстий, соединенным с трубопроводами. Изменение положения затвора (в открытом или закрытом состоянии) обеспечивается резьбовой парой шпиндель-ходовая гайка.

Вместо резьбового шпинделя может использоваться шток, который совершает только поступательное движение. Такое решение применяется в гидро- или пневмоприводах.

Для ручной регулировки на конце шпинделя устанавливается штурвал (маховик). Уплотнение шпинделя (штока) обеспечивается втулками и сальниками.

Изделие отличается небольшой строительной шириной и относительно большой высотой. Это объясняется необходимостью обеспечить свободный ход штока не менее чем на диаметр отверстия. Небольшой ролик поможет уяснить принцип работы механизма.

Где применяют клиновые задвижки

Запорную арматуру с клиновыми элементами применяют на трубопроводах местного и магистрального значения. Допустимо использование в широком диапазоне температур, давления и диаметра трубопровода – до 565 градусов Цельсия, 25 Мпа и 2000 мм соответственно. Удобны для тепло- , газо- и водоснабжения, транспортировки нефти и газа в промышленных масштабах.

Один из вариантов применения – внутридомовые и транспортные коммуникации (например, система трубопроводов корабля или подводной лодки).

Выбор автоматизированной или управляемой вручную задвижки зависит от диаметра трубопровода, давления в трубах (а также температуры) и других эксплуатационных особенностей коммуникаций.

Достоинства и недостатки задвижек клинового типа

Стоит отметить позитивные и негативные особенности стальных и чугунных клиновых задвижек:

• благодаря малому гидравлическому сопротивлению они удобны для установки на магистральных трубопроводах с высокой скоростью и напором рабочей среды. Закрывание и открывание отверстия происходит плавно, это позволяет избежать гидравлического удара в системе;
• конструкция не сложна, это повышает работоспособность и ремонтопригодность изделия. Однако ремонт, установка и чистка устройства затруднены в силу постоянного движения (или напора – при состоянии «закрыто») потока в магистрали;
• в силу конструкции не могут использоваться для регулировки расхода рабочей жидкости (газа), но не среды с твердыми включениями. Применяется только для обеспечения транспортировки или прекращения потока. Мгновенное действие невозможно, длительность периода перевода устройства из положения «закрыто» в положение «открыто» и наоборот зависит от скорости ручного привода штока (для всех моделей, кроме автоматических). При этом допустимо движение рабочей среды в обе стороны, без изменения сопротивления;
• уплотнительные элементы в клиновых задвижках подвержены быстрому износу.

Интересно: обычно устройства выполняются полнопроходными, то есть диаметр отверстия в корпусе отличается от диаметра трубопровода на 2…15% в сторону уменьшения. При этом сужение выполняется для того, чтобы уменьшить крутящий момент при изменении положения штока (управление задвижкой).

Запорная арматура, в зависимости от диаметра магистральной трубы, выполняется из стали и сплавов на основе черного металла. Более легкие сплавы (алюминиевые, латунные, силуминовые) допустимы только при стабильной температуре рабочей среды и давлении менее 0,5 Мпа.

Виды клиновых задвижек

Существуют различные виды клиновых задвижек. Их разделяют по нескольким параметрам.

По материалам изготовления

Клиновые задвижки изготавливают из чугуна, стали и цветных металлов.

• Чугунные задвижки. Их применяют чаще всего из-за надежности и низкой стоимости. Для защиты от коррозии чугунные клиновые задвижки покрывают полимерными составами.
• Стальные модели. Используются в сетях с высокими давлениями и температурами. Бывают литыми, штампованными и штампосварными.
• Изделия из цветных металлов. На производство идут латунь, титан, бронза, медь и иные сплавы. Задвижки из таких материалов используют в сетях с рабочими температурами до 200 °C.

По способу линейного перемещения клинового затвора

По этому критерию клиновые задвижки делятся на 2 типа.

1. Клиновые задвижки с выдвижными штоками. Шпиндели в таких моделях работают по принципу домкратов. При открытии штоки выдвигаются вверх вместе с затворами. Они попадают под крышки.
2. Задвижки с невыдвижными штоками. Работают по принципу съемников. Из-за конструктивных особенностей таких задвижек трудно определить позиции затворов. Поэтому для удобства эксплуатации на штурвалах таких запирающих устройств наносят информацию о количестве оборотов для полного закрытия и открытия.

По конструкциям затворов и седел

• Модели с твердыми клиновыми затворами. Это самые простые и при этом прочные конструкции. Их устанавливают в системы для транспортировки сред с небольшим содержанием твердых примесей. Задвижки с твердыми затворами отлично подходят для управления турбулентными потоками.
• Задвижки с гибкими клиновыми затворами. Представляют собой цельные диски с узкими разрезами. Они дают возможность изменения угла между седельными пластинами. Конструкция приобретает гибкость. Прочность сохраняется на высоком уровне.
• Разделительные клиновые задвижки. Такие модели имеют самонастраивающиеся посадочные поверхности. Запорная арматура этого типа лучше всего подходит для использования в системах для транспортировки газов и жидкостей (в том числе коррозионных). Температуры сред могут быть как нормальными, так и высокими.

Основная сфера применения клиновых задвижек с твердыми затворами — ЖКХ. Запорными конструкциями оснащают сети тепло- и водоснабжения. Чаще всего арматуру устанавливают в технологических колодцах. Устройства используются для отключения аварийных участков.

Задвижки с гибкими клиновыми затворами чаще всего устанавливают в системы со скоростными потоками и высокими давлениями. Конструкции подходят для применения в нефтяной и газовой промышленностях.

Разновидности клиновых задвижек

В зависимости от особенности конструкции задвижки и компоновки, выделяют разные типы запорной арматуры.

• Шиберная – иначе называется ножевой. Запирающее устройство представляет собой плоскую пластину между двух фланцев. Применимо для сред с наполнением и примесями (например, канализационных стоков). При этом герметичное отсечение потока не обеспечивается, но при изготовлении шибера в виде ножа допустимо измельчение примесей в рабочей среде.
• Задвижка параллельная с выдвижным шпинделем – разновидность клиновой. Между двумя седлами вклинивается не одна деталь, а две – плоские диски, разжимаемые малым клином. Благодаря плотному прилеганию к уплотнителям седел, соединение становится герметичным.
• Клиновая – принцип работы тот же, что и у параллельной, но к седлам прижимается единая деталь – обрезиненный клин.
• Шланговые – этот механизм условно относится к задвижкам, поскольку в нем нет седел. Металлические детали конструкции изолированы от рабочей среды шлангом из специально резины. Для перекрытия потока шланг пережимается штоком (шпинделем).

По материалу корпуса задвижки разделяют на:

• чугунная – литые;
• стальные (25-Л2, Ст3, 12Х18Н9ТЛ) – литые и штампосварные (сварка заготовок, изготовленных из листа путем штамповки);
• алюминиевые (сплавы на основе алюминия) – литые.

Кроме перечисленных металлов для уплотнительных колец применяется фторопласт, латунь, уплотнения клина и шланг в шланговых задвижках изготавливают из специальной резины. Свойства резины подбираются соответственно рабочим условиям трубопровода. Задвижка клиновая латунная – вариант для слабо нагруженных коммуникаций.

По типу управления:

• при помощи электрического привода, пневмо- или гидропривода;
• ручное – для вращения штока применяется маховик (штурвал).

Как уже говорилось, при ручном управлении возможно два варианта движения рабочего органа – вверх-вниз (шток), вверх-вниз с вращением (шпиндель). При этом клин (диски, шибер) закреплены на шпинделе так, чтобы осуществлять только поступательное движение. В автоматизированных устройствах обеспечение вращения не рационально, поэтому используется конструкция со штоком.

Материалы для изготовления клиновых задвижек

Чтобы не ошибиться в выборе нужного запорного устройства, надо предварительно составить схему будущих коммуникаций, определить условия эксплуатации. При выборе важно учитывать условия, при которых используются запорные устройства.

Для работы при низких показателях давления подойдут чугунные сплавы, для средних давлений и при работе с агрессивными средами используют задвижки из бронзы и сплавов цветных металлов, для работы под высоким давлением — стальные.

Нормы EN определяют материалы и для различных элементов задвижек:

№	Название детали	Материалы для изготовления
1	Корпус	Углеродистая сталь	Нержавеющая сталь
		30лс76нж, 30лс41нж,	08Х18Н10 (10Х17Н13М2Т, 12Х18Н10Т, для агрессивных сред)
2	Крышка	30лс41нж, 30лс541нж	08Х18Н10, 12Х18Н10Т
3	Затвор, диски	30лс76нж, 30лс41нж, 30лс541нж	10Х17Н13М2Т, 12Х18Н10Т
5	Шток	30лс76нж, 30лс41нж, 30лс541нж	10Х17Н13М2Т, 12Х18Н10Т
6	Болт	30лс41нж, 30лс541нж	03Х18Н11
7	Шпильки	30лс41нж, 30лс541нж	03Х18Н11
8	Втулка штока	3% C, от 13,5% до 36% Ni, иногда меди до 6,5% и хрома (иногда высокого сплава, такого как никель), молибдена, кремния
10	прокладка	Графит, фторопласт
11	сальник	Графит, фторопласт,

Рекомендуем ознакомиться: Как правильно выбрать и установить трехходовой регулирующий клапан для теплого пола

Механизм устройства открывания

Ходовой механизм клиновой задвижки (резьбовая пара шпиндель-гайка или шток) могут находиться в полости устройства в рабочей среде или вне ее. В первом случае шпиндель задвижки является не выдвижным, во второй – выдвижным.

Для задвижки с невыдвижным шпинделем характерно погружение узла шпиндель-гайка в тело рабочей среды. Высота положения шпинделя при изменении положения затвора не меняется, поскольку затвор соединен с гайкой и она навинчивается на стержень, поднимая тем самым затвор.

Устройство удобно в тех ситуациях, когда важны ограничения строительной высоты трубопровода (например, в подземных коммуникациях) и не подходит для ответственных магистралей.

Выдвижной шпиндель поднимается над нижним положением по мере подъема затвора, ходовая гайка остается на месте. Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем фланцевая более надежна и практична, поскольку резьбовая часть устройства не подвержена коррозии от действия рабочей среды, ее легче ремонтировать и заменять при необходимости.

Более подробно о схеме задвижки, особенностях ее использования и ремонта можно узнать из ролика.

Устройство и принцип действия

Основные детали клиновых задвижек

• корпус,
• затвор,
• шток,
• штурвал,
• сальниковый узел,
• крышка корпуса,
• направляющий диск.

Устройство работает по принципу винтового домкрата: вращение штурвала влево перемещает шток вверх вместе с затвором.

Направляющий диск (их два по обе стороны затвора) запрессован в посадочное гнездо под углом. Оба диска образуют форму клина. Положение между направляющими дисками занимает круглый плоский затвор. Такая конструкция обеспечивает герметичное перекрытие потока, даже при высоких давлениях и скорости.

По способу линейного перемещения клинового затвора задвижки бывают с выдвижным и невыдвижным штоком.

Рекомендуем ознакомиться: Как выполнить переход с чугуна на трубу из пластика

Задвижка с выдвижным штоком

Задвижка с выдвижным штоком позволяет контролировать положение затвора по выдвинутой части штока во время вращения штурвала.

Линейное перемещение штока действует по принципу винтового домкрата, используя вращение штурвала. Шток при этом выдвигается вверх, увлекая затвор, который скользит вдоль пластин, заходит в пространство корпуса под крышкой.

Вращение открытия выполняют влево. Закрытие по часовой стрелке – вправо.

Сальниковое уплотнение прижимается крышкой, которая упирается в прижимную втулку, надетую на шток. Если поджать гайки, то крышка упрется в прижимную втулку, которая будет поджимать сальники штока.

Обратите внимание! Сальниковый узел надо периодически поджимать, потому что уплотнение изнашивается. Если этого не делать появятся пропуски через сальниковый узел. Выдвижной шток контролируется высотой хода.

Задвижка с невыдвижным штоком

Чтобы открыть затвор — производят вращение штурвала по часовой стрелке. Конструкция уменьшает длину штока, убрав винтовую часть внутрь корпуса.

При использовании задвижки с невыдвижным штоком при вращении маховика трудно определить позицию затвора, поэтому перед монтажом важно проверить число оборотов от позиции «закрыто» до «открыто», затем нанести на штурвале стрелку вращения, позицию, число оборотов для удобства использования.

Принцип действия задвижки с не выдвигающимся штоком напоминает работу съемника: винтовая часть штока вворачивается в затвор, и он по направляющим дискам входит в пространство корпуса под крышку.

Разновидности конструкции клина

Выбор типа клина для клиновой задвижки зависит от условий эксплуатации устройства.

1. Жесткий клин. Особенности применения: для максимально герметичного запора. Он требует точной подгонки рабочих деталей (угла сужения клина и наклона седел), может стопориться при резких температурных перепадах или повреждениях контактных поверхностей.
2. Двухдисковая конструкция – запор состоит из двух дисков, имеющих небольшую свободу перемещения. Благодаря этому такой точной подгонки контактных поверхностей клина и седел не требуется, уменьшается риск стопора системы, хотя конструкция механизма чуть более сложна в выполнении.
3. Упругий клин представляет собой модификацию механизма с двумя дисками. Изменение их положения друг относительно друга обеспечивается гибким элементом. Самоустановка дисков относительно контактной поверхности седел меньше, механизм в целом проще.

ГОСТы и технические характеристики

Технические требования и нормы, касающиеся изготовления, конструкции, эксплуатации клиновых задвижек и другой запорной арматуры, изложены в следующих нормативных документах.

ГОСТы периода СССР

ГОСТ 5762—2002. Арматура трубопроводная промышленная. Задвижки на номинальное давление не более PN 250.

Нормативными документами определяются такие технические характеристики задвижек:

Диаметры и размеры

Габаритные и установочные размеры клиновых задвижек определяются ГОСТами и ТУ и отличаются для изделий, произведенных из разных материалов, разного назначения. Так, для изделий 30ч925брМ и 30ч39р параметры приведены в таблице.

Модельный ряд клиновых задвижек включает в себя изделия с условным диаметром (номинальным диаметром пропускного отверстия) 15…2000 мм.

Особенности строения

Отличие элементов заключается в самой конструкции запорных элементов: у задвижки это клин, шибер или параллельный запор из одного или двух дисков, который движется перпендикулярно потоку, закрывая проходное отверстие, у вентиля — клапан со шпинделем на резьбе.

Задвижка

Задвижка — деталь для перекрытия проходного отверстия. Бывают шиберными, шланговыми и параллельными, что обусловлено особенностью конструкции.

• корпус из чугуна, стали, латуни,
• крышка корпуса из того же материала, что и корпус,
• запор (клин, шибер, диски),
• шпиндель (шток на резьбе) выдвижной или вращаемый,
• маховик или редукторный привод (для автоматического управления).

Рекомендуем ознакомиться: Переходники канализационные для монтажа труб из разных материалов

В трубопроводах чаще всего устанавливаются полнопроходные устройства, у которых диаметр проходного отверстия равен диаметру трубы, но в некоторых случаях используют суженные задвижки для снижения износа уплотнителей.

Задвижки более эффективно работают на крупных магистралях, где диаметр трубы выше 300 мм, и уровень давления повышенный. Задвижка лишена изгибов, и следовательно, не создает лишнего сопротивления. Одностороннее давление плотно прижимает заслонку к седлу, поэтому устройство оказывается более надежным и прочным.

Вентиль

Запорное устройство для систем различного назначения, в котором проходное отверстие перекрывается с помощью клапана.

• корпус вентиля может быть выполнен из чугуна, стали, бронзы;
• седло для запорного клапана;
• сам клапан со шпинделем на резьбе;
• рукоять для вращения

В качестве запорного элемента используется клапан, который прилегает к седлу параллельно движению рабочей среды и разделяет ее поток под прямым углом, сужая проходные отверстия. При этом сопротивление только усиливается, что создает дополнительную механическую нагрузку на запорную арматуру.

Производители и средние цены

Среди производителей можно выделить такие отечественные и зарубежные компании (ближнее зарубежье):

• Агрокомплект, ЗАО (Россия, Подольск);
• Армалит, ОАО (Россия, Санкт-Петербург);
• Благовещенский арматурный завод, ОАО (Россия, Благовещенск);
• Будава, АОЗТ (Литва, Каунис);
• Завод элементов трубопроводов, ЗАО (Россия, Большой Исток);
• Ивано-Франковский арматурный завод, ОАО (Украина, Ивано-Франковск);
• ИКАР, Курганский завод трубопроводной арматуры, ООО (Россия, Курган);
• ИнтерАрм, группа компаний (Россия, Москва).

Для задвижек из черных металлов индекс цен по указанным производителям составляет 1.9777 рублей/+12.90% (по данным Infogeo.ru).

Для зарубежных производителей (Tecofi, HAWLE, BRANDONI, UKSPAR и другие) цены колеблются в диапазоне 800…170 000 рублей, в зависимости от марки, характеристик и назначения изделия.

Использование ручного привода со шланговой задвижкой

Этот тип арматуры принято считать наиболее оптимальным, с возможностью использования оборудования при регулировке движения пульпообразных, агрессивных и абразивных сред. Необходимо принудительное зажатие механического привода и эластичного патрубка шланговой задвижки посредством специального механизма. Он монтируется внутрь корпуса и приводится в действие одним из установленных приводов.

Механизм же представлен в виде нескольких планок, которые крепко охватывают монтированный патрубок, что позволяет ему перемещаться исключительно по установленным направляющим. А вот типы приводов, в комплекте с такими задвижками, могут устанавливаться разные.

Выбранный привод будет отвечать за перемещение планки, которая будет прижиматься посредством патрубка эластичного типа (по центру его длины зачастую). Только таким образом удается достигнуть оптимального показателя герметичности при запирании механизма. Принудительная связь или геометрическое замыкание между прижимным механизмом и патрубком, способствует образованию необходимых характеристик, что, несомненно, является преимуществом использования подобных конструкций. Для шланговой задвижки показатель рабочего давления должен составить 3-40 бар, в зависимости от диаметра прохода.

Монтаж

Основные правила монтажа и установки клиновой задвижки:

• предварительно убедиться в пригодности изделия для установки по техническим характеристикам и реальной работоспособности;
• следить за частично открытым положением затвора в процессе;
• при номинальном диаметре устройства более 100 мм использовать дополнительные опоры;
• для перемещения изделия с помощью подъемно-транспортной техники крепить только за монтажные проушины;
• для подземной установки устроить основание из трамбованного грунта без острых фракций, толщина основания для бесканальной прокладки коммуникаций – не менее 200 мм;
• после установки проверить работоспособность участка трубопровода сначала при минимальном, потом при номинальном и при максимально допустимом давлении. В процессе испытаний затвор должен быть полностью опущен или поднят.

Выбор прокладок для соединения фланцев задвижки с фланцем трубопровода следует осуществлять согласно требованиям.

Тип прокладки	Рабочее давление, бар	Температура, градусы Цельсия
Паронитовая	До 63	-50…450
Фторопластовая	До 70	-120…150
Резиновая (EPDM)	До 61	0…60

Допустимые усилия при затяжке гаек приведены в таблице «Моменты затяжки шестигранных гаек фланцевого соединения».

Номинальный диаметр (DN)	Гайка/болт, номинальный диаметр резьбы	Момент, Нм
15…32	М10	15…30
40…65	М12	35…50
80…100	М16	75…100
125…150	М16	80…120
200	М20	150…200
250…400	М24	340…410
500	М27	340…410

Для лучшего понимания процесса монтажа, управления и подключения представлено видео об установке задвижки большого номинального диаметра в колодец подземных коммуникаций:

Источник https://rkc-parus.ru/aksessuary/gidravlicheskaya-zadvizhka.html

Источник https://fugar-kamin.ru/truby/zadvizhka.html

Источник https://master-pmg.ru/aksessuary/zadvizhka-klinovaya-s-ruchnym-privodom.html