Дисковые поворотные затворы: устройство и разновидности

Поворотный (дисковый) затвор является устройством, используемым в качестве запорной арматуры. Он является альтернативным вариантом вентилям и кранам, качественные показатели которых находятся на более низком уровне. Сегодня это востребованная разновидность запирающих устройств, что объясняется его небольшой строительной длиной, легкостью установки, неприхотливостью в обслуживании, небольшой стоимостью, а главное – обеспечением хорошей герметизации.

Отличительная особенность данных поворотных механизмов – это перекрывающий элемент, имеющий конфигурацию диска. Он располагается перпендикулярно относительно передвижения потока рабочей среды, проходящего по трубе. При перекрывании потока диск прокручивается вокруг собственной оси на 90 градусов и перегораживает проходной канал арматуры. Также поворотный фланцевый затвор может называться герметичным клапаном, термоклапаном или заслонкой. В соответствии со способом вращения запирающего элемента заслонки подразделяются на 2 типа:

• осевой (заслонка поворачивается вокруг собственной оси);
• эксцентриковый (вращательное движение совершается вокруг оси эксцентрика).

Принцип функционирования поворотной заслонки базируется на прекращении подачи потока рабочей среды посредством плоского диска, проворачивающегося вокруг штоковой оси. Диск жестко зафиксирован на штоке, ось которого находится в вертикальной позиции (под углом 90 градусов) относительно движения рабочей среды. В закрытом состоянии плоскость заслонки находится в перпендикулярном положении по отношению к оси трубопровода и перегораживает всю площадь проточного участка корпуса арматуры. Прокручивание рукоятки на 90 градусов вращает заслонку в плоскость, соответствующую движению потока, отворяя площадь проточного участка корпуса арматуры.

Непроницаемое перекрытие достигается посредством тесного примыкания края термоклапана к манжете, выполненной из полимера, во внутренней части корпуса. Наряду с уплотнением, манжета предохраняет корпус заслонки от соприкосновения с рабочей средой, а при монтировании ее промеж фланцев служит еще и в качестве уплотнителя между оболочкой герметичного клапана и фланцами. Ось вращения заслонки может располагаться параллельно оси трубопровода либо быть сдвинута по отношению к ней.

По местоположению запорного органа герметичные клапана подразделяются на нормально открытые, у которых при прекращении подачи энергии, создающей усилие, передаваемое выходным элементом исполнительного механизма управляющему элементу, термоклапан открывается, и нормально закрытые, заслонка которых в подобной ситуации затворяется.

По виду уплотнений:

• эластичное – в корпусе либо на диске;
• металлическое.

Силовой привод герметичного клапана может быть:

• электрический – превосходно подходит для управляющей АСУ производственными процессами вследствие высокой степени прецизионности интерполяции, может комплектоваться блоком концевых выключателей;
• гидравлический;
• пневматический (малогабаритный и легкий, не подвержен перегреву, имеет высокое быстродействие и несложный в установке, зачастую эксплуатируется в пожаровзрывоопасных средах);
• ручной, оснащенный редуктором;
• ручной (управление им осуществляется посредством рукоятки либо маховика, которые способны обеспечить его стремительное открывание и перекрытие);
• с возможностью контроля на расстоянии (ДУ).

По конструкции запорной составляющей (диска), затворы подразделяются на эксцентриковые либо симметричные. По уровню сдвига диска герметичные клапана со смещенной осью делятся на затворы с двойным эксцентриситетом и тройным эксцентриситетом. Подобные затворы являются идеальным решением комплектации технологической запорной арматуры, если необходима высокая степень герметизации оснащения.

Дисковые герметичные клапаны оборудуются стальными корпусами (из износостойкой, низколегированной, нелегированной конструкционной или инструментальной, а также нержавеющей стали) либо чугунными (из магниевого, с повышенными показателями прочности либо серого чугуна). Вдобавок можно встретить модификации из цветных металлов — медные, бронзовые, алюминиевые и никелевые сплавы. Для защитного покрытия корпусов используют составы из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, фторлона, термопластичного полимервинилхлорида, армированных композитных пластмасс и иных материалов.

Диски, как правило, изготавливают чугунными либо стальными. Сменные вкладыши (сегменты) на диски производятся каучуковыми и из различных химических веществ на его основе — этиленпропиленового каучука, фторосодержащего каучука, нитрильного каучука, а также полиорганосилоксанов либо термопластичного полимерэтилена. Эластомерные либо резинометаллические сегменты (вкладыши) увеличивают продолжительность срока службы дисковых заслонок в условиях большого давления и значительных температур.

По маркировке заслонки можно установить свойственный ей нормативный документ, давление, условный проход, действующий механизм и вид соединения. Арматура располагает маркировкой, соответствующей стандарту, и имеет условное обозначение в схеме в виде «32с3п ду50ру10», где:

• 32 – вид арматуры;
• с – корпус выполнен из стали;
• 3 – комплектация привода: редуктор (механический) с зубчато-винтовой передачей;
• п – материалом изготовления уплотнительных поверхностей является пластик;
• ду50 – Ø присоединительной части составляет 50 миллиметров;
• ру10 – наибольшее избыточное давление – 10 кгс/см.

Виды дисковых герметичных клапанов по способу крепления подразделяются на фланцевый, межфланцевый и приварной. Тип привода различается и может быть пневмоприводом, гидроприводом, фланцевым.

Межфланцевые устройства, в соответствии с положением ГОСТа No12521, изготавливаются в Ø от 100 до 1 600 миллиметров. Арматура разделяется на 4 категории согласно наибольшему избыточному давлению: до 0,1 МПа; 0,25 МПа; 1 МПа; 1,6 МПа. Изделия предназначаются для функционирования при температурах переправляемого по трубопроводу вещества от -60 до +300 градусов.

К отдельной категории относятся заслонки в корпусах, выполненных из титановых сплавов, масштаб диаметров которых разнится между 100 и 1 000 миллиметров. Они предназначены на давление до 0.63 МПа и наибольшую температуру +300 градусов.

К достоинствам конструкции относятся:

• простота монтирования;
• имеют незначительные показатели гидравлических потерь;
• могут осуществлять контроль и служить как регулирующий элемент;
• располагают обширным ассортиментом диаметров и размеров;
• в случае протекания уплотнительный элемент без затруднений меняется;
• обладают хорошей термостойкостью;
• сравнительно небольшая цена.

Минусы:

• при ручном способе управления системой, имеющей значительный диаметр, непременным условием является монтирование редуктора;
• высокой степенью непроницаемости обладают лишь механизмы с мягким резино-техническим уплотнением, а сделанные целиком из металла модификации не так основательно осуществляют перекрытие прохода рабочего потока;
• в случае применения запирающего органа в роли регулирующей заслонки получение расходных характеристик проблематично;
• в открытой позиции диск остается в проходе, что усложняет механическую чистку трубопровода.

Имея столь высокие технические функциональные свойства оснащения, данному приспособлению удалось найти подобающее применение – в ипостаси арматуры для перекрытия потока рабочей среды обширного диапазона систем и промышленных производств.

Дисковые затворы поворотные практикуются:

• в централизованных системах тепловодоснабжения;
• в водопроводных системах местного значения служб жилищно-коммунального хозяйства;
• в системах децентрализованного горячего водообеспечения;
• в роли компонентов управления газопроводов различного давления и технологической вентиляции;
• в охладительных системах промпредприятий, энергоустановках и объектах энергетики;
• на предприятиях по производству продукции химии;
• в стройиндустрии;
• для предприятий по изготовлению продуктов питания;
• в фармацевтике.

В роли кранов и задвижек систем водоснабжения централизованного, местного либо локального назначения, как правило, практикуются герметичные клапана с корпусами из чугуна и диаметром заслонки от 25 до 3000 миллиметров. Для этих целей применяются краны как с возможностью ручного управления, так и оснащенные специализированными блоками и силовыми приводами для открывания и фиксирования термоклапана в требуемой позиции.

Сами диски производятся из стали либо сплавов. Используемые для загрязненной и неочищенной воды заслонки оснащаются усиленными пластиковыми манжетами и специальными сальниками штока. Фиксация штока к поворотной заслонке многоточечная – шток и диск зафиксированы в нескольких точках посредством электросварки, стальных шпонок и заклепок. В системах местного горячего водоснабжения холодной и горячей воды используются как обыкновенные задвижки с корпусом из чугуна, так и стальные фланцевые образцы. Для распределительных пунктов, котельных и водопроводов подачи пара высокого давления уплотнители изготавливаются из жаростойкого пластика, который способен выдерживать значительную температуру под давлением пара.

Герметичные клапана могут монтироваться на открытых площадках, в камерах, колодцах, помещениях. Установкой и обслуживанием заслонок должен заниматься персонал, выучивший конструкцию изделия и требования инструкции по эксплуатированию.

При монтировании дискового затвора требуется знать список важнейших правил.

• Прежде чем приступить к монтажу, необходимо сверить диаметр самой заслонки с диаметром фланцев. Эти два значения должны совпадать. Разность диаметров способна привести к неправильному функционированию системы и возникновению аварийной ситуации.
• К подготовительным работам относится основательное удаление окалины, коррозии и мусора с внутренних стенок трубопровода. Это дает возможность создать условия для лучшей сцепки системы. Кроме того, этот мусор способен нанести вред манжете при эксплуатации.
• При установке любого вида поворотного затвора ни при каких условиях не применяют прокладки.
• Приступая к монтажу, необходимо отчасти приоткрыть диск заслонки. При этом диск не должен выходить за линию корпуса устройства.
• В процессе стягивания болтов, соединяющих корпус и фланцы, процедуру надлежит совершать равномерно. В противном случае неверное затягивание способно спровоцировать повреждение резьбового соединения либо перекос поверхности.
• После установки конструкции требуется протестировать ее работоспособность. Диск должен без труда переключаться из закрытой в открытую позицию, и наоборот.
• Если придерживаться всех рекомендаций, то система будет исправно работать на протяжении продолжительного интервала времени.

Монтаж поворотных затворов не всегда совершается в условиях открытого пространства, вследствие этого необходимо знать всевозможные варианты установки.

• Приваривание специального быстроразборного соединения (монтажная\ демонтажная вставка). Этот метод монтирования является самым надежным и чаще всего практикуется специалистами. Промеж фланцев ставится специализированная монтажная вставка, которая закрепляет конструкцию в процессе установки. После этого следует процедура приварки фланцев к трубопроводу. Затем, как фланцы надежно зафиксированы, вставка удаляется, а на ее место монтируется дисковый заслон.

• Приварка собранного трубопровода с уже зафиксированным затвором. Применяется, если система не дает возможности применить вышеозначенный способ. Куски труб (не меньше 2 диаметров герметичного клапана) фиксируют к фланцам посредством сварки. Герметичный клапан между фланцев при помощи болтов стягивают в целостную конструкцию. Все процессы совершаются в соответствии с инструкцией от фирмы-производителя. Потом куски труб приваривают к базовому трубопроводу. Отрицательная сторона такого метода –большое количество швов сварки.

• Приваривание фланцев со смонтированным герметичным клапаном. Установка напоминает первый метод, единственное, что взамен монтажной вставки применяется дисковая заслонка, наживленная на болты. Необходимо помнить, что конструкцию воспрещается стягивать до конца, поскольку после первоначального приваривания фланцев заслонку надо вытащить и выполнить комплексную сварку. После этого можно производить заключительное монтирование механизма. Этот способ требует специальных навыков, потому что в процессе первоначальной прихватки фланцев может повредиться седловое уплотнение.

В большинстве случаев затворы устанавливаются в самом начале системы и в месте, где при потребности можно быстро приостановить подачу воды либо любой иной рабочей среды. Монтирование данного компонента системы допускается и при разветвлении трубопровода. Несколько заслонок применяются, если трубопровод обладает большими масштабами. При монтаже герметичного клапана в любую систему необходимо иметь представление о его технических параметрах. Мощность потока рабочей среды может быть чрезвычайно большой, что приведет к монтированию более отвечающего требованиям оснащения.

Также поворотные затворы устанавливают прямо перед потребителем. Это дает возможность обеспечить скорость перекрытия системы в случае несоблюдения соглашений потребителем. Ремонтные работы и техобслуживание системы осуществляется тем, кто ставит элемент. На самом трубопроводе фланцы должны размещаться параллельно друг другу и на заблаговременно обусловленной дистанции. Посреди них должен без затруднений проходить герметичный клапан. Такой монтаж предусматривает последующую комфортабельность при ремонтных работах и техобслуживании.

После завершения монтажа поворотной дисковой заслонки необходимо удостовериться в том, что она была сделана правильно и оснащение готово к безопасному эксплуатированию. Для этого необходимо первым делом проверить равномерность затяжки болтов по всему периметру фланцевых соединений. Если все нормально, то надо неторопливо и без рывков открыть, а потом затворить заслонку. Установка произведена правильно, если оснастка легко и свободно открывается и перекрывается.

При выборе поворотной заслонки необходимо брать в расчет габариты системы и клапана. Задвижки являют собой клапана с линейным движением. Это особенно значимо, если дисковая поворотная заслонка применяет восходящий шток. Задвижки необходимо монтировать перпендикулярно (горизонтально по отношению к земле) с приводом ручного типа в верхней позиции. Это способствует свободному доступу для техобслуживания и ротации деталей. Небольшие механизмы можно монтировать в вертикальных линиях, но гравитационная сила имеет стремление вытягивать поворотный герметичный клапан.

Обзор принципа работы дисковых поворотных затворов смотрит в следующем видео.