Затвор дисковый трехэксцентриковый и двухэксцентриковый это что
Сравнение двухэксцентрикового и трехэксцентрикового поворотного затвора
Поворотным затвором называется тип трубопроводной арматуры, в котором запирающий элемент имеет форму круглой пластины. Запорный компонент поворачивается относительно вертикального или расположенного почти под прямым углом основания к оси трубопровода. Поворотные затворы дисковой формы имеют простую конструкцию, небольшой вес и состоят из малого количества элементов. Возможно их оснащение приводами ручного типа, пневмоприводами или электрическими приводами.
Поворотные затворы могут регулировать или перекрывать поток рабочей среды. В них практически не бывает потерь давления при высокой производительности. Диск может вращаться под углом от 60 до 90 градусов, что зависит от применяемой конструкции. Для их установки не требуется много места, а условный проход в них может составлять от 40мм до 2400мм. Основные материалы, из которых изготавливаются поворотные затворы – сталь, чугун, титановый сплав. Для уплотнений используются различные типы каучуков, гипалон, фторопласт, выбор которых зависит от рабочей среды.
Основными разновидностями поворотного затвора являются двухэксцентриковые и трехэксцентриковые затворы. Они могут полноценно заменять задвижки благодаря улучшенной герметичности и габаритам. По сравнению с обычными поворотными затворами затворы с двойным эксцентриситетом более надежны и сохраняют работоспособность в экстремальных условиях. Они выдерживают частые открытия и закрытия, перепады давления, температуры. Отличительной особенностью двухэксцентрикового затвора является несимметричное расположение диска относительно осевой линии трубопровода. Диск и седло характеризуются коническим профилем. Они меньше поддаются износу за счет выхода из контакта друг с другом даже при малых углах открытия. Это обеспечивается двойным смещением оси вращения.
Затворы, имеющие конструкцию с тройным эксцентриситетом, были разработаны всего несколько лет назад и являются инновацией в трубопроводной арматуре. Применение подобного решения стало возможно благодаря применению новейших технологий в отрасли. В его конструкции запирающий диск характеризуется наличием тройного смещения. Во время закрытия или открытия поворотного затвора диск смещается одновременно в 3-х плоскостях. В первой плоскости производится сдвиг оси диска относительно его центра и оси уплотнения. Положение запорного элемента во второй плоскости осуществляется сдвигом оси его поворота по отношению к центру трубопровода. В третьей плоскости наблюдается коническое прилегание диска во время закрытия.
Трехэксцентриковые затворы отличаются от двухэксцентриковых существенным продлением срока эксплуатации, уменьшением потерь давления, увеличением пропускной способности, сравнительно большим диапазоном рабочих температур. Объединяет оба типа данных затворов то, что они могут использоваться практически на любых рабочих средах для промышленных и коммунальных предприятий, обладают высокой надежностью и качественными эксплуатационными характеристиками. Особой популярностью и хорошей репутацией обладают поворотные затворы от фирмы Ari-armaturen, которая предлагает новейшие разработки в данном сегменте.
Затвор дисковый трехэксцентриковый и двухэксцентриковый это что
По виду эксцентриситета затворы дисковые поворотные подразделяются на:
В обычном (симметричном) дисковом поворотном затворе шток проходит через центр запорного органа и располагается строго симметрично относительно оси трубопровода, что приводит к достаточно сильному трению уплотнительных поверхностей с момента их соприкосновения до полного закрытия, а также при открытии от начала движения до разъединения. Проблема усугубляется также неравномерным прилеганием разных участков диска и седла друг к другу в ходе этого процесса. Следствием этого является образование со временем задиров и снижение герметичности, особенно в зоне штока. Поворотные затворы без эксцентриситета диска обычно имеют «мягкое» резиновое уплотнение. Герметичность в данной конструкции достигается за счёт сжатия диском «мягкого» уплотнения, облегающего поверхность седла корпуса затвора. Данные затворы нашли широкое применение в ЖКХ для тепло- и водоснабжения. К достоинствам можно отнести: малые габариты и массу, низкую стоимость Применение затворов ограничено узким диапазоном функциональных характеристик: температура рабочей среды не выше 130-150 °С, номинальное давление не выше 1,0-1,6 МПа, неагрессивная рабочая среда.
Рисунок 1 – Схема двойного эксцентриситета
Корпус затвора с двойным эксцентриситетом может изготавливаться из различных материалов. Уплотнение диск-седло может быть твёрдым, в том числе и металл по металлу. Схема уплотнения седла затвора металл по металлу затвора дискового SUNGDO VALVE с двойным эксцентриситетом 700-серии представлен на рисунке 2.
При открытии/закрытии затвора между рабочей поверхностью диска и седлом в случае с твёрдым уплотнением существенную роль играет процесс трения. Поэтому у затворов с двойным эксцентриситетом приходится жертвовать либо классом герметичности, либо ограниченным сроком службы. В затворах SUNGDO VALVE с двойным эксцентриситетом удалось избежать этих недостатков:
— во-первых, для увеличения износостойкости диска, кромку диска при изготовлению подвергают дополнительной обработке с нанесением хрома и полировке, что существенно увеличивает срок службы затвора;
— во-вторых, седло затвора SUNGDO VALVE делают из износостойкого высоко- и жаропрочного сплава INCONEL 625, выдерживающего высокие температуры и агрессивную рабочую среду при высоких давлениях. Также седло делают сменным, т. е. с возможностью замены без демонтажа всего затвора (ремонтопригодным).
Рисунок 2 – Схема уплотнения седла затвора SUNGDO VALVE 700 серии
Также для исключения проворота диска, что возможно при превышении закрывающего усилия/момента и не срабатывании защиты привода, затворы SUNGDO VALVE оснащены ограничителем поворота диска (рисунок 3).
Рисунок 3 –Ограничитель поворота диска у затворов SUNGDO VALVE
Преимущества затворов SUNGDO VALVE с двойным эксцентриситетом, лучше всего подходят для теплоснабжения:
— минимальный крутящий момент, требуемый для управления поворотом диска, что позволяет использовать менее дорогостоящий и менее тяжёлый привод, а также удлиняет срок службы затвора;
— ремонтопригодность: оборудование ремонтопригодное (конструкция затвора обеспечивает возможность его ремонта, в т.ч. замену уплотнений без демонтажа с трубопровода);
— обеспечение герметичности класса «А» в обоих направлениях потока рабочей среды;
— направление установки затвора: установка в любом направлении движения потока рабочей среды на трубопроводах любого расположения (вертикальных, горизонтальных);
— материал уплотнения седла: INCONEL 625 (высокопрочный жаропрочный износостойкий никель-хром-молибденовый сплав с добавлением ниобия);
— наличие ограничителя поворота диска, для предотвращения проворачивания запорного диска при избыточном крутящем моменте, гидроударе и др.
Рисунок 4 – Схема тройного эксцентриситета
Уплотнительные элементы, которые обычно состоят из комплекта уплотнительных колец, расположенного на диске и корпусе, являются единственными компонентами, которые контактируют между собой (рисунок 5).
Рисунок 5 – Схема уплотнения седла затвора затворы KMC серии BF-T
Диск не является уплотнительный элементом, поэтому он часто состоит из такого же материала, как корпус. Как следствие, нет ограничений температуры из-за теплового расширения и сужения. Диск является только носителем или опорой для уплотнительного кольца. Набор уплотнительных колец на диске выполнен из нержавеющей стали и графита, они могут перемещаться в радиальном направлении. Седло корпуса выполнено из заменяемого кольца из нержавеющей стали или наплавлено из коррозионностойкого сплава для обеспечения долговечности в широком диапазоне применений.
Коническое сопряжение уплотнений диска и уплотнения корпуса механически не даёт диску прокручиваться, поэтому не требуется установка ограничителя поворота диска, т.к. ограничителем является само седло т.е. данная конструкция позволяет использовать седло как ограничитель хода, исключая необходимость регулировать конечное положение. Эта конструкция снижает затраты на обслуживание и значительно увеличивает продолжительность работы затвора с соответствующим преимуществом в оперативности и скорости работы.
Крутящий момент на 3-х эксцентриковых затворах с электроприводами остаётся постоянным на протяжении всей работы затвора—независимо от циклов, температуры или применений. Это делает выбор привода для затворов надёжным и более экономичным, чем подбор привода, например, для шаровых кранов.
Недостатки 3-х эксцентриковых затворов:
Преимущества трёхэксцентриковых затворов:
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.
Затворы со смещенным эксцентриситетом
Первоначально затворы такого типа разрабатывались для использования преимущественно в водных средах, но дальнейшие доработки конструкции позволили использовать эти универсальные изделия и в других отраслях промышленности, в том числе и тех, где рабочие среды гораздо агрессивнее, а температурные режимы более экстремальны.
Малые габаритные размеры и строительные длины данной арматуры существенно упрощают монтаж и демонтаж. Затворы, даже больших диаметров, легко могут устанавливаться в малодоступные и ограниченные узлы технологических линий без применения крупногабаритной грузоподъемной техники.
Стоимость дисковых затворов больших диаметров, по сравнению с аналогичными шаровыми кранами или клиновыми задвижками, в разы ниже, что, порой, экономит шестизначные суммы бюджета.
Разборная конструкция затворов обеспечивает возможность быстрой замены уплотнительных поверхностей, входящих в состав ЗИП, что позволяет оперативно и экономично производить ремонт, как на месте эксплуатации затвора, так и в специализированных ремонтных цехах.
Конструктивные особенности затворов со смещенным эксцентриситетом.
(Смещение диска в затворе с двойным эксцентриситетом)
Полезный эффект такого смещения, относительно симметричных затворов, заключается в минимизации воздействия на уплотнения. При работе на закрытие уплотнение деформируется лишь в крайнем положении диска, за счет чего уменьшается его износ. Примыкающие поверхности седла и диска симметричны.
Региональная газовая компания «Палюр» рекомендует в газораспределительных сетях от условного диаметра 200 мм. и с температурным диапазоном рабочей и окружающей сред в пределах +40…-40⁰С использовать дисковые поворотные затворы с двойным эксцентриситетом и мягким фторопластовым уплотнением, обладающими рядом преимуществ, такими как:
В затворах с тройным эксцентриситетом шток (вал) так же смещен относительно центральной оси диска и центральной оси трубопровода. Однако, в отличие от затворов с двойным эксцентриситетом, они имеют несимметричную форму уплотняющих поверхностей. Данная особенность сказывается на цене конечного изделия в сторону увеличения, но и значительно повышает пределы эксплуатационных характеристик.
(Смещение диска в затворе с тройным эксцентриситетом)
Комбинация трех смещений в момент прижима и размыкания уплотнительных поверхностей обеспечивает полное отсутствие трения уплотнительных поверхностей, способствуя минимизации износа седла и уплотнения в течение всего срока службы затвора.
Кроме того, оптимизированный угол зацепления исключает прилипание или заедание диска и уменьшает рабочий крутящий момент затвора, что позволяет применять менее мощные приводы, снижая впоследствии общую стоимость арматуры и электропотребление.
Металлические уплотнения также расширяют температурный диапазон работы изделий, позволяя осуществлять установку эксцентриковых затворов в технологических узлах, рабочие среды которых обладают очень высокими либо сверхнизкими температурами (-196…+550⁰С). При экстремальных режимах или суровых природных условиях данный тип арматуры обеспечивает надежность и качество работы.
Тенденции использования эксцентриковых затворов в разных отраслях.
Эксцентриковые дисковые затворы традиционно можно встретить во многих отраслях промышленности, таких, например, как нефтедобыча и нефтепереработка, индустрия СПГ, химия, нефтехимия, добыча и перекачка газа, коммунальное хозяйство, судостроение, целлюлозно-бумажное и сталелитейное производство, опреснение и очистка воды.
(Затвор фланцевый эксцентриковый с редуктором)
1. Уплотнение металл-металл, металл–металл+графит. Обладая металлическим седлом и металлическим же уплотнением, затворы со смещенным эксцентриситетом могут обеспечить надежное запирание с высокой герметичностью. При эксплуатации в нефтяной и прочих отраслях промышленности, оперирующих пожароопасными рабочими средами, металлические уплотнения позволяют данной арматуре соответствовать высоким требованиям пожаробезопасности.
2. Крутящий момент. Крутящий момент в эксцентриковых затворах позволяет запорному элементу «самонастраиваться» для равномерного распределения уплотнения. «Плавающее» уплотнительное кольцо и широкая уплотнительная кольцевая прокладка обеспечивают превосходное уплотнение и герметичное запирание. Небольшое увеличение крутящего момента при закрытии затвора дает лучшее запирание ввиду более равномерного распределения уплотняющего кольца по всей площади седла.
(Затвор фланцевый эксцентриковый с редуктором и электроприводом)
Региональная газовая компания «Палюр» производит и поставляет дисковые поворотные затворы с двойным и тройным эксцентриситетом.
В каталоге компании представлены следующие затворы:
Конструктивные особенности дисковых затворов с эксцентриситетом
Дисковые поворотные затворы – одна из наиболее используемых разновидностей запорной арматуры. Это объясняется способностью выдерживать значительные температурные и механические нагрузки и при этом обеспечивать быстрое перекрытие трубопровода. Однако некоторые конструктивные особенности не позволяют отнести их к числу наиболее долговечных и герметичных устройств. Лишь эксцентриковые дисковые затворы лишены данных недостатков.
В обычном дисковом поворотном затворе шток проходит через центр запорного органа и располагается строго симметрично относительно оси трубопровода. Это приводит к достаточно сильному трению уплотнительных поверхностей с момента их соприкосновения до полного закрытия, а также при открытии от начала движения до разъединения. Проблема усугубляется также неравномерным прилеганием разных участков диска и седла друг к другу в ходе этого процесса. Следствием этого является образование со временем задиров и снижение герметичности.
Затворы с двойным эксцентриситетом конструктивно отличаются тем, что шток их смещен относительно кромки диска и продольной оси трубопровода. Благодаря этому процесс соприкосновения уплотнительных поверхностей схож с происходящим при открытии и закрытии седельного клапана, но при этом не требует значительных усилий и времени. Осевое смещение в двух плоскостях обеспечивает равномерный контакт затвора и седла по всей окружности, тем самым позволяя избежать дополнительных нагрузок в отдельных точках.
В настоящее время наряду с вышеописанными двухэксцентриковыми производители выпускают затворы с тройным эксцентриситетом. В этих изделиях дополнительно смещена вершина конуса уплотнительной поверхности диска относительно его центра, что обеспечивает ещё более качественное прилегание её к седлу. В данном случае движение от момента соприкосновения до полной герметизации практически отсутствует, а площадь контакта при закрытии больше.
Основные преимущества эксцентриковых затворов:
Благодаря вышеперечисленным преимуществам эксцентриковой конструкции в сочетании с характерными для любых дисковых затворов достоинствами область их применения становится ещё шире. Запорную арматуру данного типа активно используют на трубопроводах большого диаметра, предназначенных для транспортировки агрессивных и неагрессивных сред с высокой температурой (до 550º С) – горячей воды, нефтепродуктов, газа, пара и т. д.
Сферы применения дисковых поворотных затворах с эксцентриситетом: