Засувки для трубопроводів: види, будову та принцип роботи

Експлуатація будь трубопровідної промислової магістралі передбачає наявність елементів, що перекривають потік рідини, газу, сипучих матеріалів та інших видів робочих тіл при необхідності обслуговування або ремонту. Функції запору і регулювання потоку рухається речовини в лініях виконують засувки для трубопроводів, що мають різне призначення і конструктивне виконання.

Область застосування

Засувки використовують в якості запірної та регулюючої потік арматури в трубах, іноді з їх допомогою управляють обсягом подачі за рахунок зниження умовного діаметра проходу.

Засувки рідко застосовуються в побуті, в основному вони служать для регулювання водо- і газопостачання в житлово-комунальному господарстві, в магістралях для транспортування газу, нафти, харчової та хімічної промисловості при подачі технологічних компонентів у виробничому процесі.

Запірні елементи використовують на трубопроводах з великими умовними діаметрами проходу, вживані матеріали виготовлення – недорогі чорні і кольорові метали в різних поєднаннях.

Рис.1 Запірне обладнання для водопостачання

Що таке засувки: призначення і основні конструктивні елементи

Засувкою називають вид трубопровідної арматури, призначеної для перекриття або регулювання потоку речовини, що проходить по магістралі. Вони можуть працювати в середовищі з газоподібними, сипучими, рідкими речовинами різної в’язкості і хімічної активності.

Основними конструктивними елементами в системі засувки будь-якої конструкції є:

  • Корпус. Складається з основної частини і кришки, перша поміщається безпосередньо в магістраль, а друга служить для кріплення і управління переміщенням запірного елемента. Корпус виконують з металу: сталевих сплавів, нержавіючої сталі, латуні, алюмінію, ковкого чавуну, останній покривають антикорозійними слюдосодержащіх фарбами або епоксидних грунтовками.
  • Запор. Елемент (заслінка) має конструктивне виконання у вигляді металевого клина, шибера, диска або гнучкої труби з еластичних матеріалів, для підвищення герметичності метал іноді покривають гумою (еластомер). При переміщенні вузол щільно входить в профільне сідло, розташоване в корпусі, і герметично перекриває канал.
  • Приводная система. Призначена для управління переміщенням заслінки в вузлі, представлена ??механічними конструкціями у вигляді маховика, що переміщається на висувному або стаціонарному штоку, також використовуються пневматичний, електричний і гідравлічний приводи.

Мал. 2 Трубопровідні засувки зі сталі – параметри по ГОСТ 9698-86

переваги засувок

Основні параметри засувок регламентовані ГОСТ 9698-86, використовувані в промисловості вироби мають такі особливості:

  • Простота конструкції. Корпус складається з основної частини, що поміщається в лінію за допомогою фланцевого або муфтового різьбового (для малих діаметрів) з’єднання, його кришка кріпиться гайками або болтами – це спрощує процедуру установки, демонтажу та ремонту пристрою.
  • Високі технічні характеристики. Всувним арматура в залежності від призначення і умов експлуатації витримує робочу температуру від -60 до +565 С., тиск від 0,16 до 25 МПа. (1, 6 – 250 бар.) В сталевих конструкціях. При цьому межа тисків для чавуну складає 25 бар., Для виробів з кольорових металів – 40 бар.

Мал. 3 Запірна чавунна фланцева арматура

  • Універсальність. Пристрої можуть працювати в магістралях будь-якого призначення з високою хімічною активністю переданих речовин, розраховані на використання в трубопроводах діаметром від 15 до 2000 мм.
  • Високі гідравлічні характеристики. Засувні пристрої підбирають по внутрішньому діаметру трубопроводів, що має стандартні значення, тому вони не впливають на гідравлічний опір в лінії. Плавне переміщення заслінки при перекритті потоку речовини, що транспортується дозволяє уникнути гідравлічного удару в системі. Конструкція засувних елементів і корпусного сідла розрахована на створення високої герметичності перекривається каналу.
  • Хороша ремонтопридатність. Монтаж і ремонт арматури і фітингів із засувками легко провести за наявності простого інструменту і комплектуючих – розвідних сантехнічних ключів, прокладок. Заслінки і прокладки в разі зносу просто зняти і поміняти на нові.
  • Тривалий термін служби. Корпусні деталі і затвори виготовляються з міцних довговічних матеріалів, розрахованих на використання в конкретній робочій середовищі, внутрішні заслінки роблять з корозійно-стійких металів – це істотно збільшує їх експлуатаційний термін.

Мал. 4 Види засувок з кольорових металів

мінуси

При виготовленні запірної арматури для здешевлення часто використовують чавун, подібні конструкції мають такі недоліки:

  • Високий вага засувок ускладнює монтаж вузлів при великих діаметрах трубопроводів – може знадобитися кілька робочих або спеціальна підйомна техніка для утримання масивної деталі. Наприклад, вага чавунного запору з умовним проходом 1600 мм. Згідно ГОСТ 9698-86 становить 10025 кг.
  • Чавун відноситься до корозійно нестійким матеріалами, з часом його внутрішня поверхня іржавіє, покривається раковинами і вапняним нальотом – це призводить до порушення герметизації при перекритті потоку.
  • Ще до одним недоліком чавуну відноситься його крихкість, що приводить до необоротної поломки вироби при сильних ударних впливах.
  • Дешеве сальникове ущільнення з набиванням, яке знаходить застосування в бюджетних чавунних виробах, не є достатньо герметичним в порівнянні з сучасними торцевими ущільненнями – в процесі його експлуатації нерідко виникають витоку речовини, що транспортується.

Мал. 5 Принцип роботи затвора клинового типу

Засувки для трубопроводів – види і класифікація

Засувні вузли мають різні конструктивні і фізичні параметри, по конструкції і класифікації засувок їх підрозділяють на такі класи:

  1. За технологією виготовлення корпусу:
  • Зварні.
  • Литі – основний метод формоутворення корпусів.
  • Ковані або штамповані – технологія застосовується для створення високоміцних корпусів, деталі з’єднуються між собою зварюванням.
  • Комбіновані – виробляються з кованих і штампованих деталей за допомогою зварювання.
  1. За типом ущільнення:
  • Графітоармірованние, жідкометалліческім.
  • Сальникові – рухомий шпиндель або шток відділяється від робочого середовища сальниковой прокладкою, просоченою маслом і стислій накидною гайкою або спеціальної деталлю – сальником.
  • Сильфонні – герметичність досягається за рахунок використання гофрованих пружних оболонок з металевих і синтетичних матеріалів.

Мал. 6 Розбирання клиноподібної системи (корпус, вид клину засувки)

  1. За типом передачі зусилля до заслінки:
  • Обертальний – застосовується в ручних механічних системах, де гвинтовий шпиндель переміщується за рахунок маховика.
  • Поступальний – шток має циліндричну форму і переміщається за рахунок передачі йому зусилля гідравлічним або електричним способом.
  1. За типом приводу:
  • Ручний – для передачі зусилля використовують маховик і шпиндель з різьбленням.
  • Електричний – управління засувкою відбувається переміщається шпинделем, який є якорем електрокатушкі.
  • Гідравлічний – на рухомий шток з заслінкою, поміщений в герметичний циліндр, чинить тиск гідравлічна рідина.
  • Пневматичний – шпиндель пересувається за рахунок тиску на його поверхню стисненого повітря.

Мал. 7 Приводи

  1. За конструктивним виконанням затворного вузла:
  • Клинові. Затвор має клиноподібну форму, при опусканні розташовується між двома похилими сідельними поверхнями.
  • Паралельні (одно- або дводискові, шиберні). Затворний елемент зроблений у формі плоского диска або шибера, які замикають канал, опускаючись в невеликі профільні поглиблення в корпусі.
  • Шлангові. При роботі системи механізм затвора здавлює еластичний гумовий шланг, перекриваючи тим самим канал руху речовини.
  • Поворотні. Запірний елемент у вигляді диска розташовується в каналі труби на його центральній лінії, при роботі він розгортається навколо центральної осі і перекриває потік проходить речовини.

клинові засувки

Пристрій засувки даного типу являє собою заслінку з розташованими під кутом поверхнями, яка при відпуску розташовується в клиноподібному сідельному гнізді.

жорсткий клин

Модель відрізняється невисокою вартістю, простотою, жорсткістю, надійністю і хорошими параметрами герметичності, при виготовленні вимагає використання високоточного обладнання. Клин шарнірно підвішений до шпинделя, розміщеному у верхній кришці, і опускається в канал по вбудованим в корпус напрямних, система здатна працювати з великими перепадами тиску. До недоліків відноситься складний ремонт і заклинювання при впливі високих температур в результаті лінійного розширення металу при нагріванні.

Рис.8 Дводисковий клин – конструкція

Клин з двома дисками

Клинові моделі даного типу складаються з заслінки у вигляді двох розміщених під кутом дисків з разжимной деталлю між ними (має вид кулястого грибка) – це дозволяє їй самовстановлюється, забезпечуючи при цьому високу щільність перекриття каналу і виключаючи заклинювання.

Типи засувок з двома дисками мають складне конструктивне виконання і відповідно дороги, їх переваги – малий знос затворів і сідельних поверхонь за рахунок відсутності контакту шляхом переміщення, висока ступінь герметизації, невелике додається зусилля для закривання проходу.

Пристрої випускають тільки з висувним штоком, багато моделей бувають з кільцевими ущільнювачами на затворів дисках, що дозволяють підвищити герметизацію проходу.

Мал. 9 Різновиди поворотних систем

пружний клин

У даній конструкції привід затвора розрізаний на дві частини і між ними розташований пружний елемент – це дозволяє переміщатися ущільнювача елементів відносно один одного на невеликий кут, забезпечуючи тим самим кращий контакт з сідельним кільцем. При виготовленні не потрібно високоточна підгонка, виключено високотемпературне заклинювання, до недоліків відноситься підвищена стираність площин клину в результаті раннього вступу в контакт при опусканні.

поворотні

Пристрій такого типу називають дисковим поворотним затвором, при роботі диск розташовується в потоці речовини і переміщається по його напрямку. Диски використовуються в системах з діаметром трубопроводів до 1200 мм. при температурах середовища від -200 до +450 С. і тиску до 600 бар. Пристрій має просту конструкцію, малі розмір і масу, добре герметизирует перекривається канал, легко ремонтується. До недоліків відносять високий опір потоку, роботу тільки в одну сторону, неможливість використання в середовищі з підвищеною в’язкістю і забрудненістю.

Паралельні (шиберні)

У даних пристроях поверхні сідел і затворного диска паралельні, при опусканні диск (шибер) герметично перекриває прохід за рахунок тиску на його поверхню провідного середовища. До недоліків відносять великі енерговитрати на переміщення в результаті тертя кілець ущільнювачів сідла і шибера на всьому шляху руху і відповідно підвищений стирання герметизирующих поверхонь. Використовується при знижених вимогах до герметичності, легко обслуговується і ремонтується.

Рис.10 Шиберні паралельні засувки

шлангові

При транспортуванні агресивного хімічного середовища в системі, засувки повинні мати високий захист від корозії – найкращим варіантом в цьому випадку є використання пристроїв шлангового типу. Вузол має робочий канал у вигляді еластичного гнучкого шланга, який при перекритті потоку стискається в середній частині.

Мал. 11 Шланговий тип засувки – принцип дії

маркування

Маркування засувною трубопровідної арматури регламентується відповідно до ГОСТ 4666-75, вона виконується на корпусі або табличці із зазначенням наступних даних:

  • найменування підприємства;
  • тиск, температура;
  • прохідний діаметр;
  • марка стали в разі використання матеріалів зі спеціальними властивостями (підвищеної корозійної, температурної стійкістю);
  • знак якості при його наявності.

Мал. 12 Приклади маркування

Монтаж запірної арматури в системах водопостачання

Установка засувки в магістральний трубопровід промислового призначення проводиться кваліфікованими фахівцями, при цьому найбільш часто використовується з’єднання елементів один з одним за допомогою фланців. При проведенні робіт у водопровідній магістралі діють, дотримуючись такі особливості установки:

  1. Знімання запірної арматури водогону проводять тільки при відсутності робочої рідини в системі, при необхідності труби в місцях з’єднань захищають від бруду, окалини, вапняного нальоту.
  2. Перед монтажем запірної арматури перевіряє якість фланців – фланцева шайба не повинна мати тріщин, подряпин, виїмок і інших дефектів.
  3. Запірна арматура водопроводу розміщується на строго прямолінійною частини магістралі і рівних ділянках земної поверхні – це дозволяє уникнути надмірних напружень в місцях вигинів і перекосів, що викликають протікання. При монтажі важких вузлів використовується додаткові жорсткі опори.
  4. При експлуатації не допускається докладати надмірне зусилля до маховика, за допомогою яких наводяться в дію запірні заслінки – це може привести до поломок і тріщин.
  5. Монтаж слід проводити з обв’язкою м’яким стропом, уникаючи кріплення за шток або штурвал і намагаючись не пошкодити захисне покриття – це призводить до передчасної корозії. Падіння з висоти і механічні удари неприпустимі.

Мал. 13 Способи монтажу і налаштування запірних пристроїв

Перед вибором запірної арматури необхідно враховувати її характеристики відповідно до ГОСТ – найбільш високими параметрами мають сталеві промислові вироби. Для побутового використання підходять засувні вузли для трубопроводів з кольорових металів – вони мають невеликі розміри умовного проходу і доступний монтаж за допомогою різьбових муфт.

Ссылка на основную публикацию