Клиновая задвижка: виды и назначение

Сферы применения задвижек

Клиновые задвижки устанавливают в конце трубопровода, а также в местах перекрытия движения рабочей среды для выполнения технологических и аварийных работ.

Этот вид запорной аппаратуры изготавливают в широком диапазоне условных диаметров и рабочих давлений под все типоразмеры трубопроводов, поэтому они используются в различных трубопроводах.

Задвижки с упругим клиновым затвором обеспечивают надежное перекрытие скоростных потоков и способны работать под высоким давлением.

Нашли применение в нефтяной и газовой промышленности.

Задвижки этого типа используют химические предприятия, имеющие технологические линии по прокачке агрессивных растворов.

Хозяйствам горячего теплоснабжения подходит разделительная клиновая задвижка, затвор которой разделен на 2 части, для увеличения диапазона смещения. Это позволяет компенсировать тепловые расширения. Можно применять на паровых линиях.

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.

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.

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.

Клиновые задвижки не используются как механизм регулировки, они предназначаются для быстрого и эффективного перекрытия потока среды, транспортируемой трубопроводом. Наиболее часто используемый способ работы – ручной, при этом применяются специальные маховики, обеспечивающие возможность быстро опустить запорный элемент в предназначенное для этого место.

Получить консультациюОднако внедрение автоматизированных систем управления все больше заставляет применять электромоторы для работы задвижек. Конструкция максимально проста. Металлический корпус с размещенными в нем элементами затвора, которые приводятся в действие при помощи специального штока. Крепится такая арматура фланцевыми соединениями, гарантирующими полную герметичность и долговечность

Главным элементом управления является шпиндель-гайка, которая располагается внутри или снаружи корпуса. Совершая круговые движения, ходовая гайка в процессе работы выдвигает шпиндель на величину затвора.

Подобная конструкция носит название выдвижной и имеет ряд достоинств и недостатков. К первым относится отсутствие доступа к рабочей среде и быстрый доступ к рабочему узлу. Недостатком является увеличение массы арматуры и необходимость дополнительного пространства для установки.

Клиновая задвижка: виды и назначение

Не выдвижной шпиндель размещен внутри и в процессе эксплуатации арматуры не выходит за пределы конструкции. Подобные затворы используются редко, так как механизм, погруженный в агрессивную среду, быстро выходит из строя, а ремонт сложен из-за невозможности доступа к системе регулировки.

Клиновая задвижка 021

Клиновая задвижка: виды и назначение

Посмотреть

Клиновая задвижка 030

Клиновая задвижка: виды и назначение

Посмотреть

Клиновая задвижка 034

Клиновая задвижка: виды и назначение

Посмотреть

Плюсы и минусы клиновых задвижек

Простая конструкция не вызывает сложностей в использовании, управление не требует особых усилий. При этом популярность клиновых задвижек объясняется целым рядом достоинств:

  • точное позиционирование положения «открыто» и «закрыто»;
  • перекрытие даже высокоскоростных потоков;
  • герметизация канала без дополнительных усилий на маховике;
  • перепад давления в открытом положении почти не изменяется;
  • в открытом положении затвор расположен выше потока жидкости и не разрушается абразивными частицами.

При всем этом, конструкция имеет свои минусы:

  • требует дополнительное место для размещения поднятого затвора;
  • ручное управление открытием-закрытием происходит медленно;
  • в открытом положении в пространство между направляющими дисками часто попадают твердые отложения, что препятствует герметичному закрытию задвижки;
  • не подходит для регулирования движения рабочей среды;
  • подвержена вибрации в частично открытом состоянии;
  • есть сложности в выполнении притирки и шлифовки внутренних деталей.

Требования к запорной арматуре

Повышенные требования к запорной арматуре определены высокими давлениями в трубопроводе и условиями пользования. На опасных производственных объектах запорная арматура сертифицирована.

К ней поставляется ЗИП, куда входят сменные узлы и детали: прокладки из фторопласта, кольца для герметизации соединений трубопроводов высокого давления, крепежная арматура, другие детали.

На корпусе задвижки указывается размер и давление, на которое рассчитана задвижка. Могут быть буквы, обозначающие тип арматуры, например, ЗКЛ2-150-14 означает: задвижка клиновая литая. 2-модификации, условный диаметр 150 мм, давление 1,4 МПа.

сфера применения

Остальные данные указываются в техпаспорте изделия.

Кроме этих стандартов, есть международные: API, BS, MSS, ASME.

Например, API 600 представляет собой стандартную спецификацию для стальных задвижек с фланцевыми или стыковыми концами и болтовыми крышками, которые предназначены для применения в тяжелых условиях эксплуатации, таких как нефтеперерабатывающий завод и связанные с ним применения.

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.

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,