Вентиль и задвижка — арматурные устройства трубопровода

Оглавление: [скрыть]
  • Устройство задвижек
  • Преимущества и недостатки задвижек
  • Применение и эксплуатация задвижек
  • Устройство и функции вентилей
  • Преимущества и недостатки клапана
  • Конструктивное и функциональное отличие клапана и задвижки

Главное отличие вентиля от задвижки, анализ конструктивных особенностей конструкции позволяет сделать правильный выбор арматурного устройства при монтаже трубопровода.

Схема клиновой задвижки

Схема клиновой задвижки.

Устройство задвижек

Задвижка представляет собой арматурное устройство, имеющее затвор в виде диска, листа или клина, перемещающегося вдоль уплотнительных колец корпуса перпендикулярно оси потока среды.

В зависимости от конструкции задвижки могут быть проходными и суженными, имеющими отверстия уплотнительных колец меньше диаметра трубопровода.

В зависимости от геометрии затвора задвижки разделяют на параллельные и клиновые. Клиновые задвижки оснащаются клиновым затвором с уплотнительными поверхностями, которые располагаются под углом друг к другу. Клин затвора может быть цельным упругим, цельным жестким или составным двухдисковым.

Параллельные задвижки оснащены затворами, уплотнительные поверхности которых параллельны друг другу. Такая конструкция может быть однодисковой (шиберной) или двухдисковой.

Задвижки могут оснащаться выдвижным шпинделем (штоком) и не выдвижным (вращаемым шпинделем). Они отличаются конструкцией винтовой пары, благодаря которой перемещается затвор. Задвижки с вращаемым шпинделем обладают меньшим строительным размером.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки задвижек

Схема устройства вентиля

Схема устройства вентиля: 1 — тело вентиля, 2 — гайка, 3 — шайба, 4 — прокладка, 5 — клапан, 6 — уплотнение, 7 — шток, 8 — спецвтулка, 9, 16 — сальник, 10, 15 — втулка сальника, 11 — маховик, 12 — шайба, 13 — винт, 14 — накидная шайба.

Основное преимущество задвижек заключается в том, что отсутствует преодоление давления среды в процессе перемещения рабочего органа, что в свою очередь является усилием, необходимым для перемещения затвора. Немалое значение имеет прямоточность потока транспортируемой среды и малый коэффициент сопротивления в открытом состоянии.

Благодаря симметричности конструкции возможно применение задвижек при различных направлениях движения транспортируемой среды, при этом не производится лишних сборок и разборок соединений фланцев, когда необходимо изменить направление движения внутренней среды.

Главный недостаток конструкции в том, что в процессе перемещения рабочего органа задвижек возникает сильное трение. Задвижки обладают большой строительной высотой по причине необходимости выдвижения штока.

Когда затвор располагается в промежуточном положении, тарелками частично перекрывается сечение седла, поток активно обтекает нижние области уплотнительных кольцевых поверхностей, подвергая их абразивному износу твердыми включениями рабочей среды. Поэтому после эксплуатации в режиме частичного закрытия задвижки не обеспечиваются достаточной герметичностью, когда их закрывают. Данный недостаток присущ различным видам арматуры и ограничивает использование задвижки в качестве регулирующего элемента. Кроме того, регулирующие характеристики задвижек неудовлетворительны.

Вернуться к оглавлению

Применение и эксплуатация задвижек

Задвижки используются на трубопроводах с диаметром более 50 мм, где необходимо плавное перекрытие сечения для предотвращения гидравлического удара.

Применяются они и в системах кондиционирования и вентиляции воздуха (а также в печном отоплении), аналогом задвижной конструкции является вентиляционный шибер, представляющий собой металлический лист прямоугольной формы, который перемещается в направляющих перпендикулярно оси воздуховода.

Не обойтись без вентилей и при устройстве водопроводной и канализационной систем, газопровода, а также других промышленных инженерных систем. Многие ошибочно полагают, что вентили являются разновидностью задвижек, однако это разные устройства, имеющие конструкционные отличия, определяющие особенности эксплуатации.

Вернуться к оглавлению

Устройство и функции вентилей

Схема устройства шиберной задвижки

Схема устройства шиберной задвижки: 1-шибер, 2-пластина направляющая, 3-седло, 4-корпус, 5-кольцо, 6-шток, 7-пакет уплотнений, 8-маховик, 9-указатель, 10-корпус подшипников, 11-крышка, 12-масленка, 13-кольцо.

Вентиль представляет собой клапан, затвор которого перемещается при помощи резьбовой пары. Конструкции изготавливаются в резьбовом (муфтовом) исполнении и для соединения с фланцами труб.

В зависимости от взаимного расположения выходного и входного присоединительных патрубков разделяют угловые и проходные клапаны. К категории проходных относятся конструкции, у которых оси выходного и входного присоединительных патрубков параллельны или совпадают. Угловой клапан, в свою очередь, оснащается взаимно перпендикулярными осями.

В зависимости от назначения их подразделяют на запорные, предохранительные, регулирующие, отсечные, перепускные, дыхательные, обратные.

Клапан может быть односедельным и двухседельным. Односедельные клапаны, в свою очередь, по форме затвора делятся на игольчатые и тарельчатые. Клапан, имеющий ручное управление, в котором затвор перемещается с помощью резьбовой пары, часто называют вентилем. Различают регулирующие и запорные вентили. Предназначение запорных клапанов — полное перекрытие потока среды, для этого они снабжены запорным органом.

Мембранные вентили — конструкции арматуры, в которых перекрытие потока среды выполняется с использованием упруго деформируемой мембраны (пластмасса, резина). Данные системы изготовлены из чугуна с внутренним покрытием из коррозионностойких материалов (резины, пластмассы, эмали).

Шланговый клапан — конструкция арматуры, в которой перекрытие потока среды реализуется благодаря пережиму резинового шланга, находящегося внутри клапана. Применяются клапаны как с односторонним, так и с двусторонним пережимом шланга.

Схема стальная задвижки с выдвижным шпинделем

Схема стальная задвижки с выдвижным шпинделем.

Дыхательный клапан предназначен для выпуска накопившегося воздуха или паров и предотвращения образования вакуума в резервуарах в процессе «большого» и «малого» дыхания. Понятие «большое» дыхание возникает при расходе и поступлении жидкости, «малое» вызывается температурными колебаниями.

Благодаря обратным клапанам удается предотвратить образование обратного потока среды. В обратных клапанах запорный орган открывается прямым потоком среды и закрывается обратным потоком. Подъемная обратная конструкция клапана имеют затвор, который совершает возвратно-поступательное движение. Конструкции, комплектующиеся сеткой, устанавливают в начале всасывающего трубопровода. Поворотный обратный клапан оснащен затвором, поворачивающимся вокруг горизонтальной оси, которая располагается выше центра седла клапана.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки клапана

Главное преимущество вентилей заключается в отсутствии трения уплотнительных поверхностей, когда они закрываются, поскольку затвор движется перпендикулярно, что в свою очередь уменьшает опасность повреждения. Вентиль обладает меньшей высотой в сравнении с задвижкой ввиду того что ход шпинделя невелик и составляет не более ¼ диаметра трубопровода. Однако они обладают большей строительной длиной, поскольку требуется развернуть поток внутри корпуса.

Вентиль

У вентиля затвор двигается перпендикулярно, в момент закрытия системы уплотнительные поверхности трения не испытывают, а это препятствует возникновение задиров.

Недостатком клапанов является большое гидравлическое сопротивление. Возникает оно в результате перемены направления потока рабочей среды. Такая перемена дважды происходит внутри корпуса устройства.

Вентиль отличается тем, что имеет ограничения при эксплуатации и может использоваться только при определенном направлении движения рабочей среды. Конструкцией предопределено, что поток должен подтекать под тарелку и давить на нее со стороны седла в закрытом положении. Открывание вентиля провоцирует отрыв тарелки от седла. Если вентиль будет ориентирован в противоположном направлении, то в закрытом положении тарелка будет придавлена к седлу, что создаст значительные трудности при открытии. В результате может возникнуть срыв тарелки со штока и выход клапана из строя.

Вернуться к оглавлению

Конструктивное и функциональное отличие клапана и задвижки

Чем отличается вентиль от задвижки? Разница обусловлена конструкцией их запорных органов. В вентилях поток газа или жидкости перекрывается при помощи клапана, который прижимается к седлу в горизонтальных плоскостях параллельных потоку, для этого производится двойной изгиб потока газа или жидкости под углом 90°, но при этом повышается сопротивление.

Клапан

В отличие от задвижки клапан снабжен плоским тарелкообразным ил конусоидальным затвором, он то и совершает возвратно-поступательные движения по поверхности седла.

В задвижках поток перекрывается благодаря заслонке или конусу, опускаемому перпендикулярно направлению движения потока.

При правильной конструкции клапана не происходит сужения проходных отверстий, в сравнении с входными и выходными. В случае использования задвижек возможен ряд вариантов. В большинстве трубопроводов устанавливают полноприводные задвижки, в которых диаметр проходного отверстия соответствует диаметру трубопровода, однако нередко с целью уменьшения крутящих моментов используются и суженные задвижки, что дает возможность снизить износ уплотнительных поверхностей.

При высоком давлении или диаметре трубопроводов более 300 мм эффективней работают задвижки. Клапан же обладает более простой конструкцией, следствием чего является более низкая стоимость. Кроме того их легче вращать при большом давлении, но при высоком давлении стремлением отжать клапан от седла создается дополнительная нагрузка на конструкцию. В задвижках сопротивление полностью отсутствует, поскольку они не имеют изгибов.

http://youtu.be/nbsuWXqErA8

Благодаря одностороннему давлению обеспечивается более плотное прилегание заслонки к седлу, делая задвижки более надежными запорными устройствами.

http://youtu.be/llKoa1s3-8U

Блокирующий элемент задвижек может либо полностью перекрывать поток газа или жидкости, либо быть полностью открытым, вентили в свою очередь могут выполнять функцию регулирующих элементов.

Похожие статьи:
Top