Затвор дисковый для чего нужен

Затвор дисковый — разновидность, конструкции, правила эксплуатации и монтажа

Запорная арматура — неотъемлемая частью любых трубопроводов как промышленного, так и хозяйственно-бытового назначения. Одним из ее видов является затвор дисковый, уверенно занимающий свою нишу среди приборов аналогичного назначения.

Чтобы правильно выбрать необходимую дисковую затворную арматуру, следует знать принцип ее работы, материалы изготовления, предлагаемые на рынке разновидности приборов. Задача подбора осложняется тем, что в конструктивном исполнении дисковых затворов имеются несколько основных вариантов, напрямую влияющих на их технические характеристики.

Рис. 1 Дисковая арматура с рычажным управлением

Особенности дисковых затворов

Дисковый затвор это разновидность арматуры, в которой перекрытие потока рабочего тела осуществляется за счет поворота элемента в форме диска, расположенного на перпендикулярной или под некоторым углом оси его движения. Дисковая арматура имеет следующие особенности:

Рис. 2 Затворы с редукторами

Рис. 3 Дисковая арматура с электроприводом

Разновидности

Дисковые затворы делят на следующие типы:

По способу присоединения к трубопроводной магистрали:

Фланцевые. Имеют на корпусе с двух сторон воротниковые или сплошные диски с отверстиями для крепления в разрез трубопровода к его фланцевым торцам. Стягивающие шпильки продеваются сквозь отверстия затвора и фланцевых воротников трубопровода.

Межфланцевые. Затвор дисковый поворотный имеет выступающее резиновое уплотнение по периметру проходного канала и устанавливается между фланцев трубопровода. После стягивания шпильками двух трубных фланцев запорный элемент удерживается между ними за счет зажимного усилия и герметичного уплотнения.

Так как шпильки проходят через отверстия в корпусе устройства, они предотвращают его смещение перпендикулярно потоку рабочего тела.

Данный тип соединения требует высокой точности подгонки затвора под диаметр трубопровода, а также соосности всех стыкуемых элементов.

Под приварку. Затвор, корпус которого выполнен из стали, вваривают в разрез трубопровода. Преимущество данного соединения — отсутствие каких-либо жестких требований к пространственному расположению стыкуемых элементов.

Резьбовые. Некоторые зарубежные компании, к примеру итальянская фирма Rubinetterie Bresciane, выпускают дисковую запорно-регулирующую арматуру в латунных корпусах под резьбовое соединение с трубопроводом. Благодаря ступенчатому управлению диском, она находит применение в бытовых отопительных системах для регулировки потока теплового носителя, идущего в радиаторы.
Муфтовые. Подсоединительные патрубки затворов данного типа имеют гладкую отполированную поверхность под обрезанный конус или цилиндр, рассчитанную на монтаж в трубопровод вместе с герметизирующими уплотнителями.

Рис. 4 Бесфланцевая, фланцевая дисковая арматура с пневмоприводом

По типу привода:

Рукоятка. Так как дисковую заслонку поворачивают на угол 90°, для создания вращательного усилия используют одноручную консоль по аналогии с шаровым краном.

Редуктор. В редукторе для снижения прилагаемого физического усилия используют систему передающих зубчатых колес со штурвалом. Редуктор обычно устанавливают в изделия с Dn свыше 200 мм до размеров в 1400 мм.

Электропривод четвертьоборотный. Устанавливается напрямую во все изделия для автоматизации процесса управления затвором с размерами проходного канала Dn до 600 мм.

Электропривод и редуктор. На затворы больших диаметров условных проходов до 1400 мм устанавливают четвертьоборотный редуктор и многооборотный электропривод. Данное решение позволяет использовать маломощный электропривод, что в целом удешевляет все изделие.

Гидропривод. Некоторые производители выпускают дисковые затворы с гидравлическим приводом, снижающим прилагаемое к поворотному механизму усилие. Однако подобные приводные механизмы встречаются довольно редко.

Пневматический привод. Данный тип управления с помощью сжатого воздуха встречается немного чаще, чем с гидроприводом, устройства применяются в некоторых промышленных сферах.

Рис. 5 Затвор дисковый безфланцевый осевой — конструкция

По наличию эксцентриситета:

Без эксцентриситета. При таком устройстве затвор поворотный имеет форму бабочки (баттерфляй) и располагается на центральной оси строго перпендикулярно направлению потока.

В осевом (концентрическом) затворе используют полимерные седла и мягкие уплотнения, соответственно они могут функционировать в ограниченном диапазоне рабочих температур и давлений. Осевая дисковая арматура также чувствительна к рабочей среде с твердыми и абразивными частицами. Стоит отметить, что стоимость данного вида устройств ниже других аналогов.

Рис. 6 Особенности концентрического осевого затвора

С одним эксцентриситетом. Чтобы понять, что представляет собой дисковый затвор с двумя эксцентриситетами, полезно рассмотреть устройства с одним эксцентриситетом, типичный представитель которых — шаровый кран.

В нем ось вращения шара сдвинута в плоскости относительно посадочных седел и расположена перпендикулярно потоку транспортируемой среды. Так как уплотнение происходит в другой плоскости и в нем используются полимерные седла, такой тип затворов чувствителен к твердым и абразивным частицам. Шаровые краны подвержены застойным явлениям, имеют относительно большие габариты и вес, высокую стоимость при изготовлении устройств значительных диаметров.

Рис. 7 Один эксцентриситет в шаровом кране и его особенности

С двумя эксцентриситетами. В данной конструкции ось вращения диска сдвинута в двух плоскостях относительно седельных уплотнителей. В отличии от шарового крана, где его шток находится позади точки перекрытия проходного канала на его центральный оси, в этом варианте он смещен от центральной линии вбок.

Также само уплотнение и диск имеют коническую форму в местах соприкосновения. Благодаря этому уплотнитель не так сильно изнашивается, как манжета с острым углом контакта со сферическим затвором в случае рассмотрения устройства шарового крана.

Конструкция дискового затвора с двумя эксцентриситетами чувствительна к твердым и абразивным фракциям. Возможно исполнение седел из полимеров и подпружиненных тонколистовых металлов, в последнем варианте они имеют повышенный износ. Также двухэксцентриковая дисковая арматура способна с высокой степенью герметизации пропускать поток рабочей среды только в одном направлении.

Устройства данного типа отличаются высокой долговечностью и надежностью, имеют в отличие от осевых видов более высокие напорные и температурные характеристики.

Рис. 8 Конструкция двумя эксцентриситетами

Трехэксцентриковые. В данной конструкции помимо двух эксцентриков добавлен третий эксцентриситет, которой выражен в форме измененной геометрии седла. Соответственно в самом затворном диске конфигурация рабочей поверхности плавно переходит с конической в прямоугольную. Таким способом удалось получить при минимальном трении рабочих поверхностей высокую герметичность их соединения.

Преимущества данной конструкции:

Рис. 9 Схема трехэксцентриковой конструкции

Конструкция и материалы изготовления

Дисковые затворы имеют несложное конструктивное устройство и состоят из следующих основных узлов:

Корпус. Корпус с фланцами, без фланцев обычно выполняют из чугуна или стали, под приварку идут только стальные изделия. Снаружи корпусные детали окрашивают и защищают эпоксидным покрытием обычно синего цвета, пожарная арматура имеет красную окраску.

Корпуса малогабаритных приборов с резьбой или подсоединительными муфтами изготавливают из нержавейки или латуни, в качестве материала встречается и бронза.

Диск. В бюджетных изделиях эта деталь выполняется из пластика или высокопрочного чугуна ВЧ40 с никелевым покрытием, в более дорогих приборах — из нержавеющей стали. Также нередко диски изготавливают из бронзы, углеродистой стали, иногда металлы покрывают эластомерами (фторопласт).

Уплотнения. Уплотнения могут быть выполнены из этилен-пропилен-диенового мономера каучука EPDM, бутадиен-нитрильного каучука NBR, фтористой резины Viton, фторопласта PTFE.

EPDM применяют на арматуре, работающий в нейтральной среде, это примерно 95% всех изделий. NBR устанавливают в устройства, работающие при транспортировке нефтепродуктов. Viton и фторопласт PTFE предназначены для работы в химически агрессивной высокотемпературной среде.

В наиболее дорогих качественных затворах используются уплотнения металл по металлу из коррозионностойких материалов, имеющие высокие температурные и напорные характеристики.

Рис. 10 Материалы изготовления и конструктивное устройство затвора

Поворотный механизм. Узел для вращения дискового затвора состоит из штока прямоугольного сечения, проходящего в самом диске по его оси. Шток обычно выполняют из нержавейки, он может быть цельным или состоять из двух фрагментов. Для герметизации оси используется сальниковое уплотнение, трение снижают 2 — 3 подшипника, в которых поворачивается шток.

Некоторые типы затворов оснащены дополнительными микропереключателями, связанными с поворотным рычагом. Они позволяют дистанционно отслеживать положение диска, к примеру, в закрытом состоянии нажата кнопка одного из переключателей и на пульте управления горит соответствующий индикатор.

Также многие диски имеют ступенчатый переключатель положений обычно на 5 или 10 градаций. Для подобных затворов существует параметр Кв, носящий название пропускная способность и измеряемый в метрах кубических в час. В паспортных данных этот показатель указан в виде графика или таблицы.

Рис. 11 Полное конструктивное устройство фланцевого затвора

Технические характеристики

Основными параметрами дисковых затворов являются:

Рабочая среда. Допускается транспортировать через поворотную арматуру воду, растворы кислот и щелочей, органические растворители, сточные воды, моющие средства, растворы на гликолевой основе (антифризы).

Диаметр проходного канала Dn. Для большинства выпускаемых приборов он лежит в диапазоне от 32 до 1400 мм.

Номинальное давление Pn. Стандартные параметры 6, 10, 16, 25 бар, напрямую связаны с габаритными размерами, конструкцией и материалами изготовления уплотнителей.

Температуры окружающей среды. Для чугунных изделий температурный диапазон эксплуатации составляет от — 25 до + — 70 °С, сталь выдерживает эксплуатацию при температурах от — 40 до + 70 °С.

Температурный диапазон рабочей среды. Зависит от материала изготовления уплотнений и диска и имеет следующие показатели:

Герметичность. Качественная арматура обладает герметичностью класса А в одном или двух направлениях.

Ресурсы. Большинство качественных затворов рассчитаны на 10000 открываний и эксплуатационный срок в 15 лет.

Рис. 12 Правила монтажа дисковой арматуры

Затвор дисковый — особенности монтажа

При монтаже дисковых затворов следует соблюдать несколько перечисленных ниже правил:

Рис. 13 Стоимость различных типов дисковых затворов

Затворы с поворотным диском позволяют эффективно перекрывать и с высокой точностью регулировать поток рабочей среды как в промышленных трубопроводах, так и в бытовых системах отопления, водоснабжения. Хотя конструктивно дисковая арматура не отличается высокой сложностью, существует несколько вариантов ее исполнения с различным эксцентриситетом, позволяющих существенно влиять на эксплуатационные и физические характеристики устройств.

Источник

Дисковый затвор

Назначение

Дисковый поворотный затвор – вид трубопроводной арматуры с запирающим элементом в форме диска, который вращается вокруг своей оси, расположенной перпендикулярно оси трубопровода. Относятся к неполнопроходной арматуре.

Все дисковые поворотные затворы являются запорно-регулирующими, то есть ими можно отрегулировать расход рабочей среды с определенной степенью точности. Изменяя расход рабочей среды, мы можем влиять на температуру и на другие параметры.

Но есть исключение – регулирующим не является один тип затвора – двухэксцентриковый фланцевый затвор. Это связано с особенностями конструкции данного изделия. Все остальные затворы являются запорно-регулирующими.

Требования

Классификация

По функциональному назначению

Тип присоединения

По типу присоединения:

Материал уплотнения в затворе

Материал седлового уплотнения, с которым контактирует рабочая среда в 90% случаях EPDM (этилен-пропиленовый каучук). Существует огромный список веществ, которым подходит данный материал.

Второй вариант уплотнения – это NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Основное применение – это рабочие среды, где могут быть различные продукты переработки нефти или растительного масла.

Есть еще такой материал как витон. Он обладает отличной химической стойкостью к различным агрессивным средам, имеет достаточно широкую температуру применения до 180 C.

По типу привода

Затворы могут управляться рукояткой на малых диаметрах, где не надо прикладывать большие усилия для открытия-закрытия. С рукояткой они идут до DN 300, но начиная с DN 200, мы уже рекомендуем использовать редуктор.

Второй исполнительный механизм – это, непосредственно, сам редуктор. Редуктор можно поставить начиная от DN 40.

Четверть-оборотный электропривод, который ставится напрямую на фланец затвора. Напрямую четверть-оборотные электроприводы ставятся до DN 600 включительно. Что касается затворов больших диаметров, там мы управляем уже через редуктор, если требуется автоматизация, многооборотным электроприводом. То есть, на сам затвор устанавливается четверть-оборотный редуктор, а на входной вал четверть оборотного редуктора устанавливается многооборотный электропривод, и таким образом, происходит управление.

Это оправдано с экономической точки зрения, потому что для управления большим затвором нужно очень мощный привод устанавливать напрямую, а так мы при управлении через редуктор, используя многооборотный привод менее мощный и более дешевый.

По положению затвора

По исходному положению ЗЭл (РЭл) затвора:

По наличию эксцентриситета

По наличию эксцентриситета:

Конструкция и материальное исполнение

Конструкция фланцевого затвора с двойным эксцентриситетом

Материалы

Материал изготовления корпуса:

Материал изготовления диска

Крепление диска и вала

Диск затвора крепится к валу через, так называемую, протянутую посадку, через звезду и представляет собой цельный вал в виде звездочки, к нему крепится диск затвора. Это наиболее надежное соединение вала и диска из всех вариантов, которые представлены на рынке сейчас.

Штифтовое соединение – обеспечивается малая площадь на срез и такое соединение менее надежно.

Что касается затворов большего диаметра, то есть DN 350 и выше, вал состоит из двух частей: верхнего штока и нижнего штока, и посадка, то есть крепление диска к валу, идет через через квадрат.

Любой тип затвора может быть оборудован устройством контроля положения затвора.

Направление потока

Цикл открытия-закрытия

Все дисковые поворотные затворы являются четверть-оборотной арматурой. То есть, для того, чтобы совершить цикл открытия-закрытия, нужно пройти путь в 90 градусов.

Затворы являются неполно-проходной арматурой в отличие от задвижек. Потому что даже в полностью открытом положении, диск затвора всё равно будет находиться в проходном сечении, он полностью не освободит проход. В отличии, например, от задвижки, где мы можем перевести клин в полностью открытое положение, она уйдет в корпус и проход освободится. Задвижка будет полно-проходной арматурой, затвор – неполно-проходной.

Существует характеристика дискового затвора по пропускной способности KV и измеряется в метрах кубических в час [м3/ч]. В технической документации любой запорно-регулирующей арматуры приведены диаграммы, в которых можно посмотреть параметр КV, в зависимости от определенного угла открытия диска. Измерение KV выполняется в нормальных условиях. Нормальные условия – это температура рабочей среды 20 С и перепад давления на арматуре в 1 бар или в 1 кгс/см2.

Подбор затвора

Подбор затвора, чаще всего, зависит от выбора следующих параметров:

Герметичность

Некоторые затворы имеют класс герметичности А, но чаще ниже. Также, существуют затворы с двусторонней герметичностью.

Двусторонняя герметичность – поток рабочей среды может иметь любое направление. Есть затворы, особенно это касается затворов с эксцентриситетами, где необходимо согласовывать направление рабочей среды со стрелкой на корпусе. Это связано с особенностями конструкции.

Монтаж

Большая часть затворов может монтироваться только на воротниковые фланцы, это связанно с полноценным обжимом манжеты. Монтаж на плоские фланцы запрещен, за исключением вот ограниченной серии затворов, которые имеют широкую манжету.

Основное рекомендуемое монтажное положение – это расположение оси затвора горизонтально. Потому что, если поставить затвор вертикально, могут образовываться застойные зоны. При монтаже затвора с осью расположенной горизонтально застойных зон не образовывается. В таком положении предпочтительно ставить затворы любого диаметра, вплоть до самых больших 1000, 1200 мм.

Но не всегда можно смонтировать затвор таким образом. Поэтому затворы малых диаметров, до DN 350 включительно, допускается установка вертикально, исполнительным механизмом вверх или с отклонением от вертикальной ости +- 90С. Но установка исполнительного механизма вниз образом не допускается ни для одного из типов затворов.

Преимущества

К преимуществам затворов стоит отнести:

Особенно малыми габаритами и весом обладают межфланцевые затворы. Например, задвижка имеет гораздо больший вес и габариты.

Недостатки

Это обусловлено именно конструкцией запирающего элемента. То есть, у задвижки, например, клин движется перпендикулярно потоку рабочей среды, соответственно гидравлическое сопротивление и усилие, которое нужно приложить для открытия и закрытия задвижки – значительно меньше, чем то усилие, которое нужно приложить для открытия-закрытия затвора.

Поэтому все изделия, начиная от DN 200 рекомендуется укомплектовывать редукторами либо электроприводами.

Источник

Затвор чугунный дисковый: устройства, преимущества и недостатки

Дисковый затвор АПА.1Х Посмотреть

Дисковый затвор АПА.2Х

Дисковый затвор HG

Область применения

Оборудование используется в отраслях, где выполняется транспортировка жидкостей и химических сред. Дисковые затворы используются:

Устройства пригодны для эксплуатации в транспортных системах для неагрессивных сред (вода, пищевые жидкости, безалкогольные напитки). Специальные модели устойчивы к воздействию агрессивных жидкостей: кислот, спиртов, аммиака, щелочей, морской воды, продуктов нефтепереработки.

Стандарты качества и сертификаты

Типы дисковых затворов

Дисковые затворы предполагают разные способы коммутации в системе трубопровода. Среди наиболее распространенных:

По типу привода выделяют следующие типы моделей:

При выборе оборудования необходимо учитывать диаметр дискового затвора. В ассортименте компании Smartex представлены такие модели:

Шиберные затворы

В сравнении с дисковыми аналогами, шиберные затворы имеют большее время срабатывания. Преимуществом шиберных затворов является способность эффективно работать с неоднородными жидкими средами и всевозможными сыпучими материалами. Конструктивное устройство шиберных ножевых задвижек позволяет полностью блокировать ход рабочей среды, обладающей любой консистенцией. Большой диаметр проходного сечения упрощает выполнение разгрузочных работ, обеспечивая высокую скорость движения сыпучих или жидких материалов по технологическому трубопроводу.

Затворы шиберного типа применяются для работы с сыпучими материалами в пищевой и строительной промышленности. Ножевые затворы устанавливаются на промежуточных и расходных бункерах инертных материалов, а также перед ленточными и винтовыми конвейерами. Активное применение шиберных затворов в пищевой промышленности обеспечивает удобную обработку большого количества сахара, муки, крахмала и других сыпучих продуктов.

Технические характеристики

Под разные задачи производители предлагают разные типы запорной арматуры. Среди наиболее важных технических характеристик:

Основные характеристики затворов

Материалы, из которых делаются эти устройства, достаточно разнообразны. Затворы поворотные чугунные дисковые выпускаются из чугунного сплава, в состав которого входит шаровидный графит. Стальные модели могут производиться из углеродистой, нержавеющей, низколегированной и прочих видов стали. Помимо этого, встречаются модели из полимеров и различных цветных металлов. Но практически в любую такую модель устанавливается чугунный или же стальной диск.

Дисковые поворотные затворы для агрессивных сред производятся, как правило, из нержавеющей стали. Этот тип материала обладает более высокими качественными характеристиками.

Технические параметры подобной запорной арматуры таковы:

Затворы могут быть изготовлены из разных видов стали, чугунных сплавов и в некоторых случаях — полимеров

Вес и размеры некоторых дисковых поворотных затворов представлены в таблице.

Таблица 1

Способы установки и эксплуатация

Монтаж проводится между фланцами трубопровода. Важно, чтобы манжета равномерно прилегала ко всей поверхности фланца. Установка не требует дополнительных уплотнительных элементов.

Во время монтажа диск должен быть полуоткрыт и находиться в пределах корпуса. Это предупреждает зажатие его уплотнителем. После предварительного центрирования и фиксации затвор поворачивают в положение «полностью открыт», осуществляют окончательную затяжку шпилек. Процесс выполняют равномерно, по периметру, чтобы исключить перекос конструкции. При правильном монтаже дисковый затвор свободно закрывается и открывается.

Обратные затворы

Затворы обратные применяются для предупреждения возникновения обратного потока транспортируемых сред, включая использование при транспортировке нефтяного, природного и искусственного газа. Обратные затворы могут устанавливаться на поверхности грунта без необходимости возведения защитных сооружений, обеспечивая упрощение монтажного процесса. Наиболее популярным вариантом применения обратного затвора является его использование в роли автоматического запорного устройства. Обратные затворы могут устанавливаться на вертикальных и наклонных трубопроводах с направлением вниз входного патрубка.

А теперь по порядку:

Сроки эксплуатации

Запорные диски получили широкое распространение в системе трубопроводов. Устройство имеет следующие достоинства:

При соблюдении режимов работы и особенностей использования дисковые затворы имеют большой срок эксплуатации.

Принцип работы затворов дисковых поворотных

В отличие от обычных кранов шарового типа, в которых запирание производится благодаря смене положения прижатого к сёдлам шарового элемента, дисковые приспособления выполняют эту функцию путём поджима диска к седлу в окончательной поворотной точке. Такое отличие позволяет избежать трения на протяжении поворота, что является неоспоримым плюсом. Трение в таких запорных элементах присутствует только в момент открытия и закрытия затвора поворотного дискового.

В конструкции затвора трение запорного элемента сведено к минимуму, поэтому такие устройства служат дольше обычных шаровых кранов

В случае с шаровым краном, когда инородные частицы попадают на сферу, которая осуществляет перекрытие прохода, из-за трения может произойти повреждение этого элемента и образоваться протечка. Дисковые поворотные устройства исключают эту возможность. Это преимущество позволяет им осуществлять свою работу на протяжении длительного срока без каких-либо поломок.

Дисковые поворотные затворы изготавливаются из разных материалов, имеют различные виды уплотнителей, а также широкий выбор размеров и диаметров. Применяются эти устройства на разных предприятиях. Они имеют неоспоримые преимущества перед устаревшими кранами и вентилями, что позволяет им занимать лидирующие позиции на рынке.

Классификация рассматриваемого затворного механизма

Условно разделить затворы поворотные с редуктором на следующие основные группы:

Кроме этого отметим наличие редуктора, который не всегда есть у запорного механизма.

Зачем нужен редуктор

У конструкции есть редуктор, который существенно упрощает управление запорным механизмом. Редуктор повышает приложенную силу. Поток, который проходит через канал, создает большое давление, и на момент поворота диска оно оказывает давление на рукоятку. Особенностями редуктора можно назвать нижеприведенные моменты:

Варианты исполнения без редуктора обладают менее привлекательными эксплуатационными качествами, так как процесс закрытия и открытия запорного механизма существенно усложняется.

Особенности конструкции и принцип действия

Затворы дисковые поворотные представляют собой трубопроводную арматуру, который имеет регулирующий запирающий механизм в форме диска. Диск вращается вокруг оси, который связан с рукояткой. Вал расположен в перпендикулярном направлении оси трубопровода.

Основные элементы конструкции следующие:

Особенности затвора поворотного механизма с редуктором определяют принцип работы конструкции:

Эти моменты следует учитывать при рассмотрении особенностей данной конструкции.

Сферы применения

Достоинствами поворотных затворов перед иными видами запорной арматуры являются:

Все дисковые затворы оснащаются функцией регулирования потока, которая осуществляется путем смещения заслонки. Минимальный угол смещения составляет 10°, что и позволяет добиться точной настройки параметров трубопроводной системы.

Однако арматура имеет и некоторые недостатки, к которым относятся:

Преимущества и недостатки поворотного дискового затвора обуславливают и сферы применения арматуры, к которым относятся:

Источник