Клиновые задвижки: устройство, виды, монтаж
Чтобы плотно перекрывать поток жидкости в трубе, устанавливают запорную арматуру. Самое простое приспособление для ограничения потока — клиновая задвижка. Ее плоская и широкая запчасть опускается в трубу и полностью перекрывает просвет. В статье мы расскажем, как устроена клиновая задвижка, какие виды бывают, и как их монтировать.
О внутреннем устройстве — коротко
Это изделие — разновидность запорной арматуры. Оно представляет собой корпус с крышкой, скрепляющий два отрезка трубы. К корпусу прикреплен клин. Его приводит в движение резьбовый шток.
Когда корпус клиновой задвижки сходится с крышкой, появляется полость для жидкой или газообразной среды. Клин располагается внутри полости. Эта деталь двигается поступательно и перпендикулярно потоку рабочей среды между параллельными «седлами». За перемену положения клина отвечает шпиндель с гайкой.
Чтобы оператор мог вручную управлять движением затвора, на одном из концов шпинделя располагают маховик. Для плотного соединения деталей задвижки предусмотрены втулки и сальники.
Клиновая задвижка имеет небольшую ширину и относительно большую высоту. Такое соотношение параметров связано с необходимостью свободно перемещать шток на величину диаметр просвета.
Принцип работы
Корпус. Его собирают из основной части и крышки. В основной части есть углубление под седловые кольца, муфты, фланцы для крепления труб. Там, где затвор касается рабочей среды, ставят седловые кольца: вкручивают, впаивают или получают путем наплава металла.
Крышку прикрепляют к корпусу болтами и гайками через резиновую уплотнительную прокладку. В центре крышки может находиться резьба для прокручивания шпинделя, подшипники и сальники. Последние защищают от протечек.
Снаружи корпус обрабатывают эпоксидно-порошковой краской для профилактики коррозии и в декоративных целях.
Привод. В запорной арматуре с ручным приводом затвор двигается при вращении маховика. Чтобы уменьшить количество прилагаемых усилий, применяют подшипники. Для уплотнения используют сальниковую набивку.
Шпиндель может выдвигаться или оставаться на месте. В первом случае шток ходит перпендикулярно корпусу за счет кручения по внутренней резьбе. Стенки невыдвижного шпинделя — ровные, резьба на нем связана с резьбой клина посредством гайки.
Затвор. Диски клиновидного затвора производят из нержавеющей стали с повышенной износостойкостью. В состав такой стали вводят хром. Седельные кольца и клин изготавливают из сплава стеллита. В качестве материала для уплотнения обычно выбирают синтетический каучук.
Клиновые задвижки собирают таким способом, чтобы седельные кольца прятались в корпус и не перекрывали просвет трубы.
Ниже приведено обучающее видео о клиновых задвижках
Принцип действия всех видов клиновидных затворов таков.
Когда оператор вращает маховик, затвор погружается в седло и опускается на седельные кольца. Элементы изделия плотно прилегают друг к другу с помощью уплотнителей. Поэтому контактные зоны герметизированы и не позволяют рабочей среде под давлением просачиваться через спущенный клин.
Когда оператор крутит маховик в противоположном направлении, клин идет вверх, открывая просвет для рабочей среды.
Визуализацию этого процесса вы можете увидеть на этом видео.
Область применения
Запорную арматуру с клином врезают в локальные и магистральные трубы диаметром меньше 2 м. Изделия такой конструкции выдерживают нагрев до 565*С и давление рабочей среды до 25 МПа.
Клиновые задвижки широко применяют в коммунальном хозяйстве при сборке трубопроводных систем для подачи горячей и холодной воды, газа. Промышленные предприятия используют их для перегонки больших объемов нефти и природного газа.
Также клиновые задвижки устанавливают в трубопроводы на морских и речных судах.
Виды
Эти устройства разделяют на классы по типу привода, по материалу корпуса, технологии изготовления, конфигурации клина и типу управления.
Тип привода
Клиновые задвижки бывают ручными (1), электрическими (2), гидравлическими (3) и пневматическими (4):
1 — шпиндель с затвором двигается благодаря физическим усилиям оператора, который крутит вал;
2 — шпиндель с клином крутит электрический мотор;
3 — за возвратно-поступательное перемещение клина отвечает шпиндель, прикрепленный к гидравлическому приводу;
4 — подвижный элемент изделия перемещается под действием сжатого воздуха.
Материал корпуса
Клиновые задвижки делают стальными или чугунными. Реже встречаются изделия из цветмета. Сталь — наиболее прочный материал, чугун стоит дешевле. Цветные металлы устойчивы к агрессивным рабочим средам, но обладают низкой прочностью.
Технология изготовления
Задвижки для перекрытия трубопровода бывают литыми и комбинированными. Литье — способ производства чугунной арматуры. Элементы комбинированных задвижек делают коваными или штампованными и приваривают их друг к другу.
Конструкция клина
Затвор делают цельноотлитым (1), упругим (2) или составным (3).
1 — клин отштампован из целой заготовки и имеет две контактных поверхности со скосами.
2 — подвижную часть задвижки собирают из двух дисков с ребрами, раздвигаемыми в стороны посредством пружины.
3 — между дисками располагают запчасть, похожую на гриб, которая придавливает диски к седлам.
Тип управления
Управление затвором бывает ручным и автоматизированным.
Ручная регулировка положения клина выполняется с помощью маховика. Этот вариант подходит для трубопроводных систем диаметром до 15 см. Более толстые трубы перекрывают задвижками через редуктор, чтобы экономить физические усилия и быстрее ограничивать поток рабочей среды или запускать его.
Управление клином может быть автоматическим. Запускают такой механизм удаленно или в непосредственной близости от запорной арматуры. Автоматические задвижки подходят для труб диаметром 50+ см и для отрезков трубопроводных систем, расположенных в труднодоступных зонах зданий.
Задвижки с электрическим приводом сравнительно медленные, потому что приводу приходится совершать множество оборотов. Преимущество плавного движения заслонки — низкая вероятность гидравлического удара. Если такой риск сохраняется, задействуют байпасные линии. Они снимают часть нагрузки с электропривода.
Различия между визуально похожими вентилем и задвижкой
При прокладке и ремонте трубопроводных систем используют оба типа запорной арматуры. Вентили и задвижки предназначены для контроля потока рабочей среды.
Вентиль — массивное изделие в толстостенном корпусе, обладающее большим регулировочным кольцом. Подвижную деталь вентиля можно устанавливать в разные положения. В зависимости от количества оборотов поток рабочей среды займет весь просвет трубы, часть просвета или будет полностью заблокирован. Довольно часто в промышленных трубопроводах необходимо уменьшать поток жидкости или газа, а не перекрывать его полностью.
Задвижка имеет всего два рабочих положения — то есть, бывает открытой и закрытой. Ее подвижная часть перемещается только перпендикулярно потоку рабочей среды.
Как монтировать клиновые задвижки: общие правила
Монтажом трубопроводной арматуры занимаются опытные сантехники. Чаще всего они используют фланцевые соединения, чтобы предотвратить протечки рабочей среды в местах стыка.
В процессе установке клиновых задвижек сантехники соблюдают следующие правила:
- Старую запорную арматуру отвинчивают от труб после полного спуска жидкости. Некоторые участки они защищают от загрязнений и окалины.
- Герметичность фланцевых соединений проверяют до монтажа. Шайба должна быть гладкой. Любые дефекты — трещины, углубления, царапины — делают ее непригодной для эксплуатации.
- Клиновые задвижки необходимо устраивать строго на прямолинейных отрезках трубопровода. Монтаж на изгибах и криволинейных участках недопустим, потому что во время перемещения затвора вверх или вниз существует сильное напряжение, способное разгерметизировать стыки. Для предотвращения аварий используются жесткие опоры под задвижки и расположенные поблизости от них прямые участки трубопровода.
- На маховики нельзя давить, поскольку именно они приводят клин в движение. Надавливание на эту деталь приводит к появлению трещин и к авариям.
В процессе монтажа необходимо выполнять обвязку с использованием мягкого стропа. Но его не прикрепляют к маховику или штоку, чтобы сохранить целостность защитного покрытия и предотвратить коррозию.
Ниже приведено обучающее видео по сборке и разборке клиновой задвижки.
Этапы монтажа
Чаще всего организации нанимают для монтажа запорной арматуры инженеров и сантехников из государственных органов. Такие специалисты обязаны знать технику безопасности, быть аттестованными и иметь допуски на выполнение ответственных работ.
Пошаговый монтаж клиновых задвижек выглядит так:
- Специалисты открывают упаковку с задвижкой, троекратно открывают и закрывают клин.
- Они осматривают устройство снаружи, ищут отколотые или треснутые участки.
- Если задвижка плохо смазана, на шпиндель наносят пасту ВНИИ НП-232.
- Перед началом установки мастера перекрывают поток жидкости в трубе, снижают давление в системе, выпускают газ или пар, промывают участок.
- Затем удаляют с фланцев куски ржавчины, наслоения извести, куски краски.
- Прикрепляют к корпусу клиновой задвижки строповочные ленты. Если на изделии есть ушки — используют их. Ленты не привязывают к маховику и шпинделю.
- Подносят изделие к фланцам на трубе так, чтобы оно ни обо что не ударялось. Если деталь большая и тяжелая, применяют дополнительные опоры.
- Запчасть вставляют в прямолинейный отрезок трубы так, чтобы его не перекосило. Шпиндель может смотреть строго вверх или располагаться под наклоном, но положение вниз недопустимо.
- Специалисты вставляют шпильки во фланцы, затягивают гайками. Для затяжки применяют ключ-трещотку, чтобы контролировать усилие.
- В конце они отвязывают стропы от корпуса, вынимают опоры.
Преимущества и недостатки
Клиновые задвижки в стальном корпусе обладают такими плюсами:
- Простая конфигурация, если сравнивать эти детали с шаровыми кранами. Простая конструкция облегчает работу монтажникам и специалистам по техническому обслуживанию трубопровода.
- Универсальность. Клиновые задвижки совместимы с большинством трубопроводных систем.
- Сравнительно малые габаритные размеры. Эти детали имеют небольшую длину, но все они шире шаровых кранов и дисковых затворов для трубы такого же диаметра.
- Высокая герметичность. При правильном монтаже и соблюдении оптимального давления рабочей среды в трубе клиновые задвижки не подтекают.
У деталей такого типа есть недостатки, которые следует учитывать при использовании:
- Клиновые задвижки — медленные устройства. Плавность хода имеет плюсы, но если поток рабочей среды требуется ограничивать быстро, необходима другая запорная арматура.
- Изделия такого типа могут находиться в открытом или закрытом положении. Частично перекрыть просвет трубы с их помощью невозможно.
- Малая строительная высота. Монтировать клиновые задвижки можно только с использованием строп. Если высота помещения ограничена, придется выбирать другой тип запорной арматуры.
- Не все изделия обладают качественными уплотнительными поверхностями.
Выводы
Клиновые задвижки широко применяются при сборке трубопроводов в разных отраслях. Это эффективная, сравнительно простая в монтаже и ремонте запорная арматура с фланцевым соединением, которое считают одним из самых надежных. Установить, снять или отремонтировать такой узел можно без вырезания кусков труб.
https://www.ogneborets.com/spravochnik/stati/klinovye_zadvizhki-_ustrojstvo-_vidy-_montazh