Меню

Арматура вентильного типа запорная это



Типы запорной арматуры

Запорная арматура — это один из наиболее распространённых видов трубопроводной арматуры и предназначается для перекрытия потока рабочей среды с определённой герметичностью. По подсчётам экспертов, количество запорной арматуры составляет около 80% от общего количества применяемой трубопроводной арматуры. В результате проведённых археологических раскопок было установлено, что человек использовал запорную арматуру уже белее 5 тыс. лет назад. В древних египетских манускриптах найдена информация об организации водоснабжения и использовании при этом поворотных и дисковых клапанов. При более внимательном исследовании области применения запорной арматуры и определённой доли допущения, можно увидеть принципы её работы даже у человека и у животных: с помощью так называемой «живой запорной арматуры» перекрывается поток жидкости, удаляемой из организма.

К запорной арматуре, в зависимости от конструктивного исполнения, относятся краны, клапаны, задвижки и дисковые затворы. Иногда ошибочно термин клапан заменяют термином вентиль — это неправильно и в серьёзной технической литературе такая замена не допускается. Также необходимо отметить, что согласно ГОСТ Р 52720-2007 2007 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» не рекомендуется употреблять термины заслонка; поворотный затвор; герметический клапан; гермоклапан вместо термина дисковый затвор.

Краном называют тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси. Краны изготавливают из металлов и их сплавов или из пластика. Краны бывают неполнопроходными и полнопроходными. В неполнопроходных кранах диаметр внутреннего отверстия меньше диаметра трубы, к которой он присоединяется, а в полнопроходных кранах эти диаметры совпадают.

Одним из современных и самых прогрессивных типов кранов является, так называемый шаровой кран, который находит всё более широкое применение в разнообразных областях техники и в быту. Конструкция шарового крана достаточно простая и известна уже более 100 лет. Однако, первоначально она не получила такого широкого распространения, как сейчас, из-за невозможности обеспечить надёжное перекрытие потока рабочей среды. Позже появились новые материалы, которые позволили гарантировать надёжность перекрытия потока рабочей среды и существенно снизить усилия, требующиеся для управления краном. В шаровых кранах перекрытие потока рабочей среды осуществляется вращающейся пробкой сферической формы, внутри которой имеется сквозное отверстие. В зависимости от решаемой задачи, при повороте сферы на 90о происходит либо полное перекрытие потока рабочей среды, либо полное открытие этого потока. Возможны промежуточные положения сферы. В этом случае шаровой кран выступает в качестве регулятора потока рабочей среды. Шаровые краны, несомненно, обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами кранов. К таким достоинствам можно отнести:

  • простоту и надёжность конструкции;
  • высокую герметичность;
  • относительно небольшие размеры;
  • простую форму проточной части и отсутствие в ней застойных зон;
  • удобное управление;
  • малое время и незначительные усилия, необходимые для поворота.

Клапан

Клапан — это тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды. По существу, клапан представляет собой временное препятствие в трубе и чаще всего применяется для осуществления автоматического сброса избыточного количества рабочей среды. Тем самым предотвращаются аварии, вызванные чрезмерным давлением рабочей среды на стенки трубопровода. Конструктивно клапан состоит из корпуса, крышки, седла, затвора (заслонки) и штока. Рабочая среда поступает внутрь корпуса клапана и в зависимости от решаемой задачи полностью или частично перекрывает её поток. При этом поток рабочей среды может либо изменять своё направление движения либо сохранять его без изменения.

Задвижка

Задвижкой называют тип трубопроводной арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Запирающий элемент задвижки — шибер, незначительно выходит за пределы потока рабочей среды. Герметичность перекрытия потока обеспечивается за счёт прижима шибера к седлу напором потока рабочей среды. Не рекомендуется использовать задвижки для частичного перекрывания потока рабочей среды, т.к. при этом возникают вибрации, которые в скором времени приведут к разрушению арматуры. Задвижки бывают параллельными, клиновыми, с выдвижным или статичным штоком.

Дисковый затвор

Дисковый затвор — это тип арматуры, в котором запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды.

Чаще всего дисковые затворы применяются на трубопроводах большого диаметра и при небольших давлениях потока рабочей среды. Наиболее характерными областями применения дисковых затворов являются:

  • системы водо-, тепло- и газоснабжения и распределения;
  • системы вентиляции и кондиционирования;
  • системы пожаротушения;
  • при работе с абразивными и слабоагрессивными рабочими средами.

Именно к работе дисковых затворов в таких областях предъявляются повышенные требования к надёжности и герметичности.

Как уже отмечалось в начале статьи, до 80% трубопроводной арматуры относится к категории запорной. Область её применения необычайно широка — это сверхвысокие и сверхнизкие давления, сверхвысокие и сверхнизкие температуры, токсичный и абразивный характер рабочей среды и т.д. Благодаря совершенствованию конструкции и использованию новых материалов происходит постоянное расширение области применения запорной арматуры и решаемых при этом задач. Выбрать требуемую арматуру порой бывает крайне затруднительно. В таких случаях предпочтительно обращаться к услугам специалистов, имеющих большой объём разносторонних знаний и богатый опыт. Зачастую только такие специалисты могут решить проблему подбора требуемой арматуры, её монтаж и техническое обслуживание.

Источник

Устройство вентиля и отличие его от задвижки

В водопроводных и газовых магистралях не обойтись без такого устройства, которое называется вентилем. Вентиль – это устройство, предназначающееся для перекрытия подачи различных жидкостей и газов. Однако перекрытие подачи воды – это не основное предназначение рассматриваемого изделия. С его помощью можно также регулировать напор подачи воды или газа по трубопроводу, а также применять в качестве предохранительного устройства и конденсатоотвода.

Конструкция устройства

Устройство вентиля является достаточно простым, а состоит изделие из следующих основных частей:

  1. Корпус.
  2. Запорное устройство.
  3. Маховик или запорная ручка.

Корпус изделия изготавливается путем литья. Внутри корпуса установлено запорное устройство, а наружу выведен маховик. Корпус также имеет резьбу с двух сторон, посредством которой происходит соединение вентиля с водопроводным или газовым трубопроводом. Схема запорной арматуры в разрезе имеет следующий вид:

Классификация изделий

Вентиль для воды классифицируется по ряду различных признаков, к которым относятся:

  1. Тип и конструкция запорного устройства.
  2. Материал изготовления.
  3. Особенности соединения с водонапорными или газовыми трубопроводами.

По типу и конструкции запирающего устройства вентили подразделяются на следующие виды:

  • Клапанные.
  • Пробковые или конусные.
  • Шаровые.

Выясним основные особенности каждого типа вентилей, а также определим их предназначение.

Клапанные устройства

Клапанный вентиль еще называют вентильным краном, так как корпус изделия разделяется на две части горизонтальной и наклонной перегородками. В конструкции изделия с наклонной перегородкой имеется отверстие, которое имеет проточку под клапан. Такое отверстие называется седлом.

Клапан представляет собой часть штока, который располагается в нижней части изделия. В конструкцию изделия вставлена эластичная прокладка, упирающаяся в седло. Посредством такого упора в седло происходит перекрытие подачи жидкости, протекающей через устройство. В верхней части шток оснащен резьбой, которая соединяется с резьбовым соединением посадочной гайки. При помощи этого резьбового соединения происходит поднятие и опускание клапана, тем самым перекрывая и регулируя напор подающей жидкости.

У изделий такого типа имеются преимущества и недостатки. К плюсам относятся:

  1. Выдерживание высокого давления.
  2. Регулировка объема и напора воды.
  3. Простота в управлении.
  4. При выходе из строя запорного устройства, его можно заменить.

Недостатками такого устройства считаются:

  1. Высокая скорость стирания прокладки, так как при частом открытии и закрытии устройства, происходит контакт резины с металлом.
  2. Относительно небольшой срок эксплуатации.
  3. Для полного перекрытия подачи жидкости нужно долго вращать маховик.

Изделие конусного типа

Конусный вентиль – это разновидность клапанного изделия. Различия между этими двумя устройствами заключаются в конструкции запорного механизма. Если в предыдущем варианте запорный механизм представлен в виде перегородки, то в данной конструкции прибор имеет пробку в виде конуса. При вращении штока происходит опускание запорного клапана в отверстие перегородки, тем самым прекращается подача жидкости.

Преимущества и недостатки такого типа изделия аналогичные, как и у вентиля клапанного типа. Конусный вентиль имеет следующую конструкцию, как показано ниже.

Устройство шарового типа

Принцип работы такого типа вентиля полностью отличается от функционирования предыдущих вариантов. Если предыдущие изделия обеспечивают перекрытие воды перпендикулярно трубопроводу, то с устройством шарового типа все по-другому.

Основным запирающим устройством является шар, которые имеет сквозную прорезь, пропорциональную потоку жидкости. Перекрытие подачи жидкости обеспечивается за счет перемещения шара с прорезью в перпендикулярное положение. Такие вентили еще называют кранами задвижками.

К преимуществам таких изделий относят:

  1. Простота конструкции, что позволяет эксплуатировать устройство продолжительное время.
  2. Герметичность конструкции. С водой контактирует только запорный шар, что также влияет на длительный срок службы изделия.
  3. Перекрытие и открытие подачи жидкости осуществляется путем поворота ручки на 90 градусов или половину оборота. Такие устройства благодаря быстрому перекрытию подачи жидкости еще называют пол оборотными.

Как показывает практика, существенную роль на срок службы оказывает качество производства вентиля. Водяные вентили европейского производства имеют срок службы до 10 лет, в то время как китайские дешевые аналоги выходят из строя спустя несколько лет.

К недостаткам рассматриваемых видов вентилей относятся:

  1. Невозможность отремонтировать водопроводный шаровой вентиль. В китайских изделиях нарушается целостность соединения ручки с запорным шаром. Это приводит к тому, что ручка продолжает вращаться, а шар остается на месте в заклинившем положении.
  2. Невозможность регулирования потока жидкости. Регулировать поток жидкости с помощью такого изделия можно, но производители в таком случае не гарантируют продолжительный срок службы устройства.
Читайте также:  Поставка запорной арматуры высокого давления

Чем отличается вентиль от крана и задвижки

Разница заключается не в типе задвижек, как привыкли думать многие, причем даже сантехники. Краны и вентили отличаются, хотя их часто называют одним названием. Это отличие заключается в конструкции корпуса. Если вентиль предназначается для установки на стыке двух труб, чтобы при необходимости обеспечить перекрытие подачи жидкости, то кран располагается на окончании трубопровода. Кран – это своего рода концевик, который служит для подачи воды при возникновении такой необходимости.

Теперь нужно выяснить, в чем отличие вентиля и задвижки. Многие считают, что разницы между вентилем и задвижкой нет, однако, это не так. Что такое вентиль и для чего он нужен, уже известно. Теперь проанализируем задвижку, чтобы выяснить основные ее отличия от вентиля.

Задвижка выполняет аналогичные задачи, что и рассматриваемые в материале устройства. Однако задвижка не способна регулировать скорость потока, поэтому она только закрывает и открывает поток. Регулировать напор жидкости задвижка не может в силу своих конструктивных особенностей. Заслонка в таком устройстве перемещается только вверх и вниз. Чем отличается задвижка от вентиля, можно посмотреть наглядно на фото ниже.

Из чего изготавливают запорные устройства

Перед тем, как выяснить из чего изготавливаются вентили, необходимо разделить их на два вида:

  • устанавливающиеся во внутренних водопроводных сетях;
  • монтируемые на наружных водопроводах и газопроводах.

Если изделие предназначается для внутренних сетей водоснабжения, то применяются приборы из латуни, бронзы, нержавеющей стали и пластика. Если изделия применяются для выполнения наружных работ, то для этого используются вышеперечисленные материалы, а также дополнительно сталь и чугун.

  1. Водопроводные устройства из латуни и бронзы относятся к дорогостоящим вариантам. Однако их стоимость оправдана качеством и долговечностью. Такие устройства имеют небольшой вес, малые габариты, а также могут быть установлены не только на водопровод для подачи холодной воды, но и горячей. Используются такие изделия и в системах отопления, так как на их поверхностях не оседает накипь.
  2. Вентили из нержавейки. Еще один хороший вариант, который имеет продолжительный срок службы. Они дешевле в несколько раз, чем латунные и бронзовые устройства.
  3. Пластиковые изделия являются одними из самых дешевых, но они ничуть не уступают по качеству вышеперечисленным моделям. Их недостатком является возможность установки только в пластиковые трубопроводы.

Устройства из нержавейки не рекомендуется устанавливать в систему ГВС и отопления. Ведь от воздействия горячей воды происходит образование накипи, которая впоследствии снижает диаметр пропускного канала.

Чугунные и стальные вентили пользуются популярностью для их установки на наружных трубопроводах. Для изготовления таковых изделий используется чугун и сталь, что позволит значительно удешевить цену устройства. Ведь аналогичные изделия из латуни и бронзы обойдутся в десятки раз дороже.

Соединение устройств с трубами

Вентили по способу монтажа подразделяются на два вида:

  1. Муфтовые и резьбовые. Главный соединительный элемент при таком способе соединения – это резьба. Она может быть внутренней и внешней на вентиле (в народе называют «мама-папа»). Арматура такого типа устанавливается в трубопроводы с давлением не более 1,6 Мпа.
  2. Фланцевые. На торцевых частях патрубков имеются фланцы, при помощи которых осуществляется соединение чугунных или стальных изделий. Монтаж таких устройств осуществляется на магистральных и промышленных трубопроводах, в которых давление воды превышает 10 МПа.

Пластиковые вентили соединяются с трубопроводами посредством специальной сварки. Зная особенности рассматриваемых устройств, можно подобрать оптимальный вариант для соответствующего монтажа. В последнее время широкой популярностью пользуются шаровые вентили, которые имеют высокий срок службы, несмотря на отсутствие возможности проведения их ремонта.

Источник

Запорная арматура — виды, типы, сфера применения и методы подсоединения

Основным вариантом передачи горючих газов, нефти и продуктов ее переработки, теплой и горячей воды для систем водоснабжения и отопления, канализационных стоков, является их транспортировка на сколь угодно большие расстояния по трубам. При эксплуатации трубопроводов нередко возникает необходимость в прерывании подачи рабочей среды в случае аварий, для подключения к магистрали новых ветвей, ремонта и обслуживания труб, оборудования и прочих целей — данную функцию реализует запорная арматура.

Запорная арматура для системы с транспортируемой по трубам средой, перекрывающая проходной канал, нашла широкое применение не только в промышленной, коммунальной сферах, но и в строительной отрасли, а также бытовом хозяйстве. Рядовой потребитель сталкивается с запирающей арматурой при монтаже коммуникаций индивидуального отопления, горячего и холодного водоснабжения, подключении сантехнических приборов (унитазов, раковин) и бытовой техники (стиральных, посудомоечных машин).

Рис. 1 Запорная арматура для отопительных систем индивидуальных домов — примеры размещения

Рабочая среда

Основным нормативным документом, который поясняет, что такое трубопроводная арматура (ТПА) и описывает всю связанную с ней терминологию и определения, является ГОСТ 24856-2014.

В стандарте указано, что трубопроводной арматурой (pipeline valves) называют технические устройства, размещаемые на трубопроводных линиях, оборудовании и емкостях.

Назначение запорной арматуры (ЗА) — управление потоком среды методом изменения сечения канального прохода труб.

Под управлением подразумевается способность приборов перекрывать, открывать, регулировать, распределять, смешивать и разделять потоки.

Рабочая среда (working fluid), регулируемая арматурой — это жидкости, газы и их смеси, пульпы, пары, плазмы, сыпучие и порошковые вещества, суспензии. В промышленной сфере арматура наиболее часто применяется для регулирования потоков горячей и холодной воды, пара, нефти и продуктов ее переработки, масла, природного горючего газа.

Рис. 2 Принцип работы и конструктивное устройство типовых задвижек и кранов

Классификация по давлению

ГОСТ 24856-2014 устанавливает следующие группы арматуры в зависимости от напора среды в трубах, которой они управляют:

Низкого давления (low pressure) — способна выдерживать напор среды в трубопроводной магистрали не более 2,5 МПа (25 бар).

Среднего давления (medium-pressure) — работает при подаче рабочего тела под напором от 2,5 до 10 МПа (25 — 100 бар).

Высокого давления (high pressure) — эксплуатируется при напоре перемещаемой в коммуникациях среды свыше 10 МПа (100 бар).

Виды арматуры на трубопроводах

Под понятием виды трубопроводной арматуры (valve type) подразумевают ее функции, основные из них:

  • запор,
  • регулирование,
  • предохранение,
  • препятствие обратному движению,
  • разделение потоков.

Запорная арматура (on-off, shut-off, stop)- это технические приспособления, выполняющие функцию герметичного перекрывания потока транспортируемого рабочего тела.

Помимо основного запирающего вида, в технической отрасли встречаются следующие разновидности комбинированной или многофункциональной (combined, multifunction), сочетающей разные функции арматуры:

Запорно-регулирующая (on-off and control) — помимо полного перекрывания потока запорно регулирующая арматура для отопления, водоснабжения и прочих нужд способна изменять объем движущейся среды способом частичного перекрывания канального прохода.

Запорно-обратная (stop and check) — кроме запирания канального прохода препятствует проходу среды в обратном направлении.

Невозвратно-запорная (stop non-return) – помимо предотвращения перемещения потока в обратном направлении в ней реализуется функция принудительного закрывания или ограничения перемещения затворного элемента.

Рис. 3 Конструкция запорной арматуры в разрезе

Типы запорной арматуры и классификация

Тип (type) арматуры — это классификация ее по направлению движения запорно-регулировочного элемента относительно потока среды и определение отличительных особенностей конструкции.

ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие типы ЗА:

  • Задвижка (gate) — устройства с управляющим элементом, двигающимся под прямым углом к потоку.
  • Клапан (globe valve) — прибор с затворным или регулировочным элементом, перемещающимся параллельно потоку.
  • Кран, вентиль (ball, plug) – устройство с затворно-регулировочным элементом в форме вращающегося тела или его фрагмента, оборачивающимся вокруг своей оси. При этом запорный узел может располагаться в угловом положении по отношению к направлению потока среды.
  • Дисковый затвор (butterfly valve) — тип запорной арматуры, у которой затворный или регулировочный элемент сделан в форме диска. Диск вращается вокруг оси, которая может располагаться в перпендикулярном или угловом направлении к потоку.

Рис. 4 Запорная арматура на промышленных трубопроводах

Назначение и сферы применения

Арматуру делят на следующие разновидности по области использования:

  • Промышленная (industrial pipeline) — эксплуатируется в различных отраслях промышленности без каких-либо специальных требований от пользователей.
  • Специальная (tailored) — рассчитана на эксплуатацию в условиях с конкретными характеристиками транспортируемой и окружающей среды.
  • Для опасных производств (for hazardous facilities) — применяется на объектах, где используют вредные и опасные для здоровья человека реагенты (горючие, взрывчатые, легковоспламеняющиеся, токсичные и прочие вещества) а также оборудование, эксплуатируемое под напором от 0,07 МПа или при температурных параметрах рабочего тела свыше 115 °С.
  • Санитарно-техническая (sanitary, plumbing) — запорная арматура для водопровода, монтируемая на санитарную технику. Рядовой потребитель наиболее часто сталкивается с шаровыми кранами, устанавливаемыми под раковинами и унитазами перед гибкими подводками, при подключении к водопроводу стиральных и посудомоечных машин.
  • Судовая (ship, marine)- размещаемая на трубных коммуникациях и оборудовании судов.
  • Вакуумная (vacuum) — работающая при давлениях ниже атмосферного.
  • Контрольная (monitoring) — регулирующая подачу среды в контрольную, измерительную аппаратуру и приборы.
  • Криогенная (cryogenic) — работающая в среде с температурой от 0 до 120 °К.
  • Отсечная (quick-acting) — быстросрабатывающая в соответствии с техпроцессом производств.
  • Приемная (inlet) — обратного типа действия, монтируемая на концевой части трубопровода до электронасоса.
  • Противопомпажная (antisurge)- отвечающая за снижение разбежки в расходе рабочего тела компрессоров.
Читайте также:  Запорная арматура для водопроводов из пнд

Рис. 5 Водопроводная арматура в коммунальном хозяйстве

  • Редукционная (pressure-reducing (throttle) — выполняющая функции по понижению напора в сетях за счет повышения гидросопротивления.
  • Спускная (bleed, blow-off, drain) — выполняет функции по сбрасыванию больших объемов жидкостей из резервуаров и трубопроводных систем в короткое время.
  • Пробно-спускная (sampling and bleed) — используется при отбирании проб и определения наличия среды, сбрасывания ее из различного типа резервуаров, котельного оборудования.
  • Устьевая, нефтегазовая (wellhead, oil-and-gas field) — рассчитана на функционирование в трубах нефтедобывающих скважин, их обвязке и за границами трубопроводов.
  • Нефтегазодобывающая или фонтанная (christmas tree) — устанавливается в устье скважинных труб при нефтегазодобыче.
  • Фонтанная (устьевая) елка (christmas tree) — вспомогательная разновидность при установке устьевых приборов, предназначена для обеспечения нормального функционирования последних.
  • С обогревом (with heating, jacketed) — имеет встроенный в корпус электрокабель или накрыта сверху теплозащитным кожухом. В пространство между корпусом и кожухом подают тепловой носитель, к примеру, пар или нагретый воздух.
  • Энергетическая (energy, power) — относится к специальным разновидностям для функционирования на объектах энергетической промышленности.

Рис. 6 Фланцы и приварные торцы

Запорная арматура трубопроводов — методы подсоединения

ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие типы арматуры в зависимости от метода соединения с трубопроводными магистралями:

  • Бесфланцевая (flangless) — в устройстве отсутствуют подсоединительные фланцы на корпусе, но оно монтируется в разрыв трубопровода, имеющего фланцы на трубных торцах. Для подключения арматуры используют приварку, штуцерные, ниппельные и прочие виды подсоединений.
  • Межфланцевая или стяжная (wafer) — не имеет фланцев и размещается в промежутке линии между ее фланцевыми дисками как соединительная арматура трубопроводов.
  • Муфтовая (female, screwed) — имеет на корпусе патрубки с нанесенной на внутреннюю оболочку резьбой.
  • Под приварку или приварная (butt-weld) — имеет на корпусе гладкие подсоединительные отводы обычно цилиндрической формы, которые приваривают в разрыв трубы или к оборудованию, резервуарам.
  • Фланцевая (flanged) — обычно оснащена фланцевыми дисками с отверстиями для болтового крепления, вставляется в разрыв трубопровода или подсоединяется к фланцам оборудования, резервуаров.
  • Цапковая ((male) screwed) — имеет цилиндрические корпусные отводы для подсоединения, оснащенные наружной резьбой и буртиком.
  • Штуцерная (union) — оснащена патрубками с внешней резьбовой насечкой.

Рис. 7 Цапковое с наружной и муфтовое с внутренней резьбой соединения

Кран шаровый фланцевый — конструкция, применение, установка, производители. На нашем сайте есть отдельная статья, посвященная шаровым кранам фланцевым. Особенности, устройство, характеристики, популярные модели. Посмотрите, возможно, будет полезно почитать.

Конструктивные особенности корпусов

ГОСТ 24856-2014 принята классификация ЗА по конструкции корпусов, отличающихся следующими особенностями:

Многоходовая (multiport, multiway) — выполняет функции одновременного распределения и смешения, при этом среда поступает одновременно или с определенной очередностью в один или больше патрубков. После смешения и распределения рабочее тело выходит из одного или нескольких отводов в одно время или по очереди. Общее количество всех патрубков в данного типа приборах больше двух.

Неполнопроходная или зауженная (educed bore) — имеет диаметр проходной части меньше внутреннего размера входного патрубка.

Полнопроходная (full-bore) — имеет диаметр проходного участка с затвором равным или чуть больше внутреннего размера входного и выходного подсоединительных отводов.

Проходная (straight pattern (globe)) — имеет подсоединительные отводы, взаимопараллельные или размещенные на одной оси.

Прямоточная (oblique, Y-pattern) — в клапане шпиндельная или штоковая ось размещена не под углом 90 градусов относительно осевой линии подсоединительных отводов на корпусе. В большинстве устройств подобного типа угловой размер между шпиндельной осью и центральной осевой линией патрубков делают равным 45 градусов по соображениям уменьшения гидравлического сопротивления потоку.

Рис. 8 Полнопроходные и неполнопроходные изделия

Со смещенными осями или разнесенными патрубками (of (with) displaced nozzles (ends)) — проходные разновидности с осями вводов на разных линиях и размещенных параллельно.

Трехходовая (three-way) — относится к разновидности многоходовых, при функционировании среда поступает в оба патрубка и выходит в один. Противоположный вариант, когда транспортируемое рабочее тело входит в один отвод и выходит сразу через два или поочередно сквозь каждый из них.

Переключающая (changeover, switching device) — специальный трехходовой вид для применения в узлах с предохранительными клапанами.

Угловая (angle pattern) — имеет подсоединительные отводы, размещенные взаимно перпендикулярно или в разных плоскостях.

Аксиальной клапан (axial) — в устройстве затвор передвигается вдоль центральной оси корпусных присоединительных отводов.

Рис. 9 Разновидности корпусов

Формообразование корпуса

ТПА выпускается в корпусах, выполненных по следующим технологиям:

  • Литые (cast) — изготовлены по технологии литья.
  • Литосварные(cast and welded) — состоят из отлитых деталей, соединенных между собой методом сварки.
  • Литоштампованные(cast, die and welded) — изготовлены по технологии отливки деталей корпуса и штамповки (вальцовки, ковки) внутренних цилиндрических элементов (обечаек) из металлических листов.
  • Штампосварные(die and welded, stamped and welded) — детали корпуса выполнены по технологии штамповки (вальцовки, ковки) цилиндрических элементов (обечаек) и скреплены друг с другом свариванием.
  • С неразъемным корпусом (one-piece body) — корпусные детали при сборке скреплены между собой опрессовкой, приварены или посажены на клей.
  • С разъемным корпусом(split body) — составные части корпуса соединены между собой посредством резьбовой насечки.

Рис. 10 Разновидности сальников

Типы уплотнений

ГОСТ 24856-2014 принята следующая классификация трубопроводной арматуры по типу уплотнительных элементов:

Бессальниковые (glandless, packless) — штоковое или шпиндельное герметизирующее уплотнение, реализуемое без применения сальников.

Мембранные или диафрагмовые (diaphragm, membrane) — устройство с затвором в виде мембраны, одновременно выполняющей герметизирующие или уплотнительные функции деталей корпуса, затвора, перемещающихся снаружи элементов.

Сальниковые (gland packing, packed) — имеющие уплотнители штока, шпинделя или иных наружных подвижных деталей в виде сальников.

Сильфонные (bellows) — для шпиндельной или штоковой герметизации снаружи применяется сильфонный уплотнитель, иногда он выполняет функции передачи силового усилия или является чувствительным элементом.

Рис. 11 Сильфонное уплотнение

Виды запорной арматуры по конструкции затворов

Трубопроводная арматура разных типов отличается конструкцией своих исполнительных узлов (затворов), обеспечивающих перекрытие проходного канала трубопровода. Также конструктивное устройство запорного механизма во многих случаях определяет габаритные размеры и область использования ТПА.

Задвижки

Задвижкой называют тип ТПА, запорный или регулировочный элемент которой перемещается под углом 90 градусов относительно транспортируемого потока.

Перекрывание потокового движения при помощи задвижек — один из наиболее часто применяемых способов в промышленной и коммунальной отраслях, обычно их используют на трубопроводах диаметром от 50 мм и выше. ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие разновидности задвижек:

  • Клиновые(wedge gate) — устройства с подвижным затвором, имеющим форму клина. При опускании он ложится на поверхности седельных колец, размещенных между собой под аналогичным углом. Например, чугунная задвижка с обрезиненным клином 30ч39р.
  • Параллельные(parallel gate) — имеют седловые уплотнители, размещенные взаимо параллельно.
  • С выдвижным шпинделем, штоком (gate valve with rising stem) — при открывании или закрывании проходного канала вращающийся шпиндель или шток, на которых закреплен запор, перемещается относительно центральной оси подсоединительных отводов на длину рабочего хода.
  • С невыдвижным шпинделем (gate valve with non-rising stem) — при открывании и закрывании проходного канала вращающийся шпиндель не перемещается в поступательном направлении относительно центральной оси прибора, а его участок с резьбой не выходит за внутреннюю корпусную область.

Рис. 12 Клиновидная задвижка – конструктивное устройство на примере модели 30с41нж

  • Шиберная или ножевая (slide gate, slab gate) — затворным элементом служит пластина с параллельным расположением седельных колец. (Про шиберную задвижку можно узнать в отдельной статье).
  • Клиновая двухдисковая (double disc wedge gate) — запорной элемент сделан из двух наклонных дисков. В их размещении конструктивно реализована возможность самоустанавливаться относительно корпусных седельных колец.
  • С упругим клином (flexible wedge gate) — имеет клиновидную форму и состоит из двух наклонных дисков. Между дисками находятся упругие или жесткие подвижные детали, перемещение или деформация которых позволяет клину самоустанавливаться относительно корпусных седельных колец.
  • Параллельная двухдисковая (double parallel disc gate) — имеет в конструкции два параллельно расположенных относительно друг друга диска. При опускании подвижного затворного элемента одна из деталей узла упирается в дно проходного канала, диски расходятся и плотно прижимаются к седельным уплотнительным кольцам.
  • Поворотная(rotatable gate) — перекрывают движение потока рабочей среды поворотом размещенного в проходном канале затворного элемента вокруг своей оси.
  • Шланговая(pinch gate) — специальный тип задвижек, работающих на перекрытие участка трубопровода, проходной канал которого в затворе выполнен из пластичного гибкого шланга. При работе в режиме закрывания затворный элемент передавливает шланг, останавливая тем самым движение по нему рабочего тела.

Рис. 13 Шиберная (ножевая) задвижка – конструктивное устройство

Клапаны

Запорные клапаны относятся к разновидности арматуры, в которой проходной канал перекрывается специально выполненной деталью в виде поршня, носящей наименование золотника. В конструкции клапанной арматуры канальный проход в корпусе выполнен таким образом, чтобы его сверху мог закрывать клапан. Проходной канал имеет изогнутую форму с перпендикулярным входному и выходному патрубку затвором.

Золотник обычно выполняют в виде тарелки, цилиндрического поршня, сферы или иглы. Его уплотнительная поверхность, контактирующая с седловым кольцом, может быть плоской, иметь форму конуса или сферы.

ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие разновидности клапанов:

  • Запорный(on-off, stop) — предназначен для запирания проходного канала, имеют конструкцию в форме клапана.
  • Регулирующий(control) — управляют объемом подачи транспортируемого рабочего потока за счет перемещения клапана на определенное расстояние.
  • Предохранительный(safety) — клапан выполняет защитные функции в трубопроводной магистрали или на оборудовании.
  • Отсечной(isolation) — отличается быстрым временем срабатывания, перекрывая поток транспортируемого рабочего тела при возникновении аварийных или экстренных ситуаций.
Читайте также:  Запорная арматура для горячего водоснабжения

Рис. 14 Шланговый затвор

  • Герметический, гермоклапан (tight disc-type) — используется в системах вентилирования, конструктивно схож по конструктивному исполнению с дисковым затвором, перемещающимся в конечной стадии перпендикулярно или параллельно центральной оси трубопровода.
  • Нормально-закрытый (НЗ) (air-to-open, normally closed) – клапан, непосредственно управляемый электроприводом или вспомогательным механизмом, создающими усилия перемещения запорного или регулировочного элемента. При отсутствии электроэнергии устанавливаются в положение «закрыто».
  • Нормально-открытый (НО) (air-to-close, normally open) — устройство с непосредственным электроприводом или вспомогательным механизмом, перемещающими золотник для запирания или регулировки размера проходного канала. При отсутствии подачи электроэнергии самопроизвольно устанавливается в положение «открыто».
  • Электромагнитный клапан (solenoid) — устройство с приводом в виде электромагнитной катушки и ее якоря, связанного с золотником. Привод может располагаться как внутри корпуса, так и быть вынесен наружу за его поверхность.

Рис. 15 Вентильный кран (клапан) – конструктивное устройство

Краны

В кране проходной канал перекрывает непосредственно поворотный затворный элемент или его часть, осевое расположение которого относительно направления транспортируемого потока может быть под любым углом. Вращение крана осуществляется как при неподвижном штоке, если он состоит из двух или нескольких элементов, так и при его возвратно-поступательном перемещении относительно центральной осевой линии проходного канала.

ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующую классификацию кранов:

  • Конусный(conical cock, conical plug) — устройство, запорный или регулировочный элемент которого имеет конусную поверхность.
  • Цилиндрический(cylindrical plug) — запорный или регулировочный элемент имеет цилиндрическую поверхность.
  • Шаровой(ball) — деталь, отвечающая за запирание или регулировку сечения проходного канала выполнена в виде сферы (шара).
  • Сегментный шаровой (segmental ball) — запорная или регулировочная деталь выполнена в форме сегмента шара.

Рис. 16 Клапаны – запорные, поворотный, отсечной и осевой

  • Натяжной(glandless plug) — устройство, в котором перекрывающий поток элемент прижимается к седельным уплотнительном кольцам при помощи гайки, накрученной на резьбовую насечку хвостовика.
  • Шаровой с плавающей пробкой (floating ball) — в устройстве шар фиксируется седловыми уплотнительными кольцами, а прижимное усилие создает проходящий по каналу поток.
  • Шаровой с пробкой в опорах (trunnion ball) — в конструкции запорной сферы предусмотрены выступающие цапфы, которые фиксируются в пазах корпуса и на крышке крана.
  • Конусный с подъемом пробки (lift plug) — при переходе в рабочий режим открывания и закрывания запорный элемент приподнимается на некоторое расстояние. Это снижает прилагаемые усилия для создания крутящего момента, а также способствует меньшему износу рабочих поверхностей уплотнителей.
  • Пробно-спускной (test cock, draw cock) — предназначен для отбирания проб, контролирования присутствия рабочей среды в котельном оборудовании, резервуарах. Его отличительная особенность — специальная конструкция выходного патрубка в зависимости от области применения.

Рис. 17 Дисковая задвижка – конструкция

Дисковые затворы

В затворах дискового типа перекрывание или управления потоком рабочего тела осуществляется при помощи поворотного дискового элемента, расположенного на пути транспортируемой среды, ГОСТ 24856-2014З устанавливает их следующие разновидности:

  • Без эксцентриситета (concentric butterfly) — ось, вокруг которой поворачивается диск, пересекает центральную линию седловых уплотнительных колец.
  • С эксцентриситетом (eccentric butterfly) — осевая линия, вдоль которой поворачивается запорный диск, может не совпадать с центральными осями седельных уплотнительных колец или патрубков, а также располагаться вне пространства седла.

Приводы

Приводом арматуры называют устройство, обеспечивающее перемещение запорного элемента, а также создающее необходимое усилие для обеспечения герметизации затвора. Приводы используют в ситуациях, когда запорная арматура имеет большие габаритные размеры и для вращения маховиков вручную требуется приложение слишком больших физических усилий, несопоставимых с возможностями человека. Еще одна важная функция приводов — возможность дистанционного управления, что позволяет оперативно проводить все работы по перекрытию или регулированию потоков среды в трубопроводных сетях без присутствия человека.

ГОСТ 24856-2014 установлена следующая классификация запорной арматуры по типу приводов (actuator):

  • Ручной(manual) — для перемещения исполнительного элемента используется физическая сила человека.

Рис. 18 Разновидности приводов

  • Электрический(electric) — для выполнения своих функций арматурой применяются электромеханические механизмы, обеспечивающие поступательное или вращательное (на много или неполное число оборотов) движение шпинделя.
  • Электромагнитный(solenoid) — преобразование энергии электрического тока происходит в электромагнитной катушке, которая за счет своего поля перемещает ферромагнитный сердечник, связанный со шпинделем устройства. По способу расположения электромагнитной катушки различают встроенные в арматуру и блочные узлы, расположенные за пределами корпуса устройства. По типу действия электромагнита различают конструкции реверсивного, тянущего, толкающего, поворотного типа.
  • Пневматический(pneumatic) — для управления запорным или регулирующим механизмом используется сжатый воздух.
  • Гидропривод(hydraulic) — перемещение исполнительного элемента производится при помощи жидкости, подаваемой под давлением.
  • Пневмогидравлический(pneumatic and hydraulic) — комбинированная конструкция, исполнительный элемент которой перемещается при помощи сжатого воздуха и подаваемой под напором жидкости.
  • Электрогидравлический (electrohydraulic) — перемещение исполнительного элемента реализуется за счет подачи на механизм электрического тока и жидкости под давлением.

Рис. 19 Материалы изготовления бытового шарового крана на примере модели Bugatti

Запорная арматура на отопление и водоснабжение — материалы изготовления

Запорная арматура системы отопления и водоснабжения изготавливается из широкого ряда металлических и полимерных материалов.

Корпуса агрегатов промышленного и коммунального применения в основном делают из литьевого чугуна и различных марок сталей — как низкоуглеродистых, так и легированных различными добавками, придающих металлу повышенные антикоррозионные свойства и термостойкость.

Запорная арматура для водоснабжения, используемая в бытовом хозяйстве, в подавляющем большинстве выпускается из латуни без или с хромированным покрытием, реже из нержавейки. В последнее время из-за популярности полимеров запорная арматура для водопровода нередко выпускается в корпусах из полипропилена ПП или полиэтилена низкого давления ПНД.

Затворные клинья крупногабаритной арматуры выпускают из низкоуглеродистых сталей, делая на них наплавления из коррозионностойких, твердосплавных, термостойких и износостойких материалов. Уплотнительные кольца в седлах также выполняют наплавлением из металлов с высокими физико-химическими характеристиками (бронза, нержавейка).

Сферы шаровых кранов, применяемых в быту, изготавливают из латуни или бронзы с хромированным покрытием, а также из нержавейки.

Моховики, консоли и ручки выполняют из стали, чугуна, в приборах небольших габаритов бытового применения из пластика, алюминия, стали.

Помимо сальниковых уплотнений, запорно регулирующая арматура системы отопления промышленного, коммунального и бытового применения оснащается уплотнительными материалами из каучука, графита, тефлона (PTFE), этиленопропилендиена (EPDM) и акрилонитрилбутадиена (NBR), синтетических и фторированных (СФК, Viton) каучуков.

Рис. 20 Латунная малогабаритная запорная арматура в разрезе

Запорная арматура — основные технические параметры

Технические характеристики запорной арматуры важны при ее использовании в промышленной, коммунальной сферах и бытовом хозяйстве. Основные параметры часто указывают на корпусе изделий при их отливке или штамповке, обычно символы имеют выступающую рельефную поверхность. ГОСТ 24856-2014 дает следующие определения для основных характеристик запорной арматуры:

  • Номинальные параметры (nominal parameters) — числовые показатели функциональных характеристик из стандартизированного ряда значений, приведенные без допусков отклонений.
  • Номинальное или условное давление PN (nominal pressure) — максимальный показатель напора, выраженный в килограммах в секунду, барах или атмосферах при постоянной температуре транспортируемой среды в 20 °С, при котором запорная арматура трубопроводов функционирует в течение предписанного госстандартами срока службы.
  • Номинальный диаметр DN (nominal diameter) — размерный параметр, приближенно равный внутреннему размеру сечения устройств. Показатель DN измеряется в миллиметрах и принимается равным одному из значений стандартизированного ряда. DN служит основным размерным показателем при выборе любого вида арматуры.

Рис. 21 Полимерные краны

  • Рабочее давление (line pressure; operating pressure; service pressure; working pressure) — наибольшее избыточное давление, при котором трубопроводная арматура отрабатывает эксплуатационный паспортный срок при выбранных материалах и заданной температуре.
  • Время срабатывания(response time) — временной интервал, в течение которого запорной элемент перемещается из положения «открыто» в «закрыто» или наоборот.
  • Проходное сечение или проход (flow area) — сечение под углом 90 градусов относительно направления потока в любой точке проходного участка арматуры.
  • Утечка или протечка (leak; leakage) — проникновение транспортируемой среды наружу за габариты корпуса, вызванное разницей в давлениях между подаваемым потоком и атмосферным воздухом. Измеряется в объеме выходящего наружу рабочего тела в единицу времени при закрытом затворном механизме.
  • Нормальные или стандартные условия (normal conditions) — характеристики среды для измерения объема газов: соответствуют температурному показателю в 20 °С и атмосферному давлению в 760 мм рт. ст. при нулевой влажности.
  • Расчетная температура(design temperature) — температурные параметры корпусных стенок ЗА, равные среднему арифметическому показанию значений, измеренных на внутренней и наружной оболочке устройства при функционировании его в нормальных эксплуатационных условиях.

Рис. 22 Как правильно формулировать наименование арматуры, ее условное обозначение и пример корпусной маркировки

Запорная арматура для трубопроводов широко используется во всех отраслях промышленности, коммунальной сфере, бытовом хозяйстве для управления потоками транспортируемой по трубопроводам среды. Выбираемая рядовым потребителем запорная арматура на отопление и водоснабжение должна удовлетворять требованиям совместимости с физико-химическими характеристиками подаваемой рабочей среды, иметь соответствующие конструкцию, материалы изготовления, основные технические параметры.

Источник