Меню

Вид запорной арматуры вентиль



Виды и назначение запорной арматуры

Назначение и функции запорной арматуры

Изделия запорной арматуры относятся к специальному типу изделий для трубопроводных магистралей, назначение которых заключается в оперативном регулировании скорости потока рабочего носителя для обеспечения заданных параметров технологического процесса. Действие запорной арматуры направлено на закрытие, открытие, смену направления и скорости движения рабочего газа/жидкости. Кроме того, к запорной арматуре следует отнести спускные и контрольные изделия, служащие для сброса носителя из трубопроводных систем, технологических аппаратов, и подачи носителя в контрольно-измерительные приборы.

Арматура данного типа присутствует во всех трубопроводных магистралях промышленных производств, технических объектах бытового назначения (отопление, газо-, водоснабжение, канализация и т.д.), и составляет не менее 80% от общего количества используемых изделий в магистрали. Наибольшее распространение в качестве запорных элементов получили задвижки, вентили, краны, клапаны и затворы.

Выбор материалов, из которых изготавливаются данные детали, в настоящее время достаточно широк:

  • металлы (титан, алюминий);
  • сплавы (чугун, сталь, бронза);
  • полимерные и синтетические материалы, например, поливинилиденфторид (ПВДФ), хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП).

При выборе запорного изделия руководствуются следующими техническими характеристиками: присоединительный диаметр, назначение и материал, из которого изготавливается корпус и рабочая часть трубопровода, скорость закрытия. Специальные требования: продолжительные сроки службы, высокая прочность, надёжность, безопасность, коррозионная устойчивость материала к рабочей среде, герметичность, простота монтажа и удобство эксплуатации.

Следует отметить, что рабочая среда трубопровода достаточно быстро повреждает изделия запорной арматуры, происходит истирание уплотнительных элементов, износ, коррозионные процессы, поэтому необходимо своевременно проводить технический контроль оборудования, промывку систем магистралей, ремонт или замену изделия.

В зависимости от назначения в составе технического объекта запорная арматура делится на категории:

  • промышленная (общепромышленная, специальная) – используется в производствах различного рода деятельности, в том числе народного хозяйства;
  • судовая – эксплуатируется в заданных специфических условиях морского и речного транспорта;
  • сантехническая – трубопроводная арматура бытового назначения, применяется в газовых плитах, колонках, ванных, котлах и т.д.;
  • изготовленная по спецзаказу – разрабатывается, изготавливается и эксплуатируется в соответствии с особыми заданными техническими требованиями, например, в уникальных, экспериментальных промышленных объектах.

Функции, выполняемые данным типом арматуры обширны: регулирующая, распределительно-смесительная, предохранительная, защитная, запорная, фазоразделительная.

В данной статье рассмотрим виды запорной арматуры, действие которой направлено на изменение площади поперечного сечения трубопровода для регулирования скорости потока носителя или полной его остановки.

Виды запорной арматуры

Задвижка

Основное отличие данной детали состоит в том, что запорный (регулирующий) элемент представляет собой лист, диск или клин, который может возвратно-поступательно перемещаться в направлении, перпендикулярном направлению движения рабочего носителя. Этот вид арматуры относится к промышленной категории и используется, в основном, в трубопроводных коммуникациях жилищно-коммунального хозяйства и промышленных производств. Задвижки делятся на полнопроходные и усеченные, их устройство позволяет плавно регулировать скорость потока и предотвращать гидравлические перегрузки.

Рассматриваемый вид изделий обладает рядом преимуществ: простота конструкции, широкий диапазон условий эксплуатации, небольшая строительная длина, малое гидравлическое сопротивление, что особенно важно при их применении в трубопроводных магистралях с высокой скоростью рабочего носителя. Недостатки задвижек определяются их конструкцией: достаточно большое время, затрачиваемое на закрытие или открытие затворного элемента, износ уплотнительных деталей, сложность в техническом обслуживании.

Отечественная промышленность выпускает задвижки с не выдвижным штоком и с выдвижным шпинделем. Устанавливаются задвижки независимо от направления движения потока в трубопроводе, так как их конструкция симметрична. Выдерживают рабочие давления от 2 до 200 атмосфер, присоединительный диаметр варьируется от 8 мм до 2 м.

Вентиль

Вентиль, как вид запорной арматуры, выполняет регулирующую функцию и позволяет изменять расход носителя в трубопроводе вплоть до прекращения его подачи. С их помощью поддерживается заданный уровень давления в магистрали и осуществляется смешение потоков в необходимой пропорции.

В вентиле рабочий элемент расположен на шпинделе, который совершает возвратно-поступательные движения от вращательных движений маховика. Движение шпинделя может осуществляться автоматически при помощи сервоприводов и вручную.

Данные изделия относятся к промышленной категории и наиболее часто встречаются в бытовых объектах жилищно-коммунального хозяйства. Самый распространенный тип вентиля – проходной, размещаемый на прямых участках магистралей. Одним из недостатков данного вида арматуры, кроме прямоточных вентилей, является большое гидравлического сопротивление, что ограничивает их применение в специальных технических объектах. Преимущества вентилей заключается в небольшой стоимости, доступности, надежности, легкости ремонта и технического обслуживания при эксплуатации.

Кран шаровой запорный

Отличие конструкции запорного крана заключается в простоте исполнения: запорный элемент выполнен в виде шара, цилиндра и, что достаточно редко, может быть конической формы. Краны бывают полнопроходными и не полнопроходные. В полнопроходных кранах диаметр проходного отверстия всегда соответствует диаметру присоединительного отверстия к трубопроводу, в не полнопроходном, соответственно, проходной диаметр меньше.

Работа осуществляется в крайних режимах «закрытие» и «открытие». Его основная функция направлена на перекрытие движения рабочего потока. Достоинства, недостатки и условия эксплуатации определяются материалом, из которого изготовлен кран. Например, пластиковые краны ПП, ПЭ устойчивы к воздействию агрессивных сред, но подвергаются разрушительному действию механических примесей рабочей среды. Краны из нержавеющей стали выдерживают высокие рабочие давления и температуры, но с точки зрения бытового использования имеют значительную стоимость.

Клапан

Клапаны (обратные) относятся к защитной трубопроводной арматуре, функционально предназначены для предотвращения обратного хода потока рабочего носителя в технологической схеме. Пропуская рабочую среду в одном направлении, клапаны не дают возвратного хода жидкости или газа.

С их помощью осуществляется защита различного производственного оборудования (насосы, резервуары, аппараты и др.), а также исключается поврежденный участок трубопровода при течах рабочего носителя из общего технологического процесса, что крайне важно при возникновении аварийной ситуации.

Существуют клапаны с конструкцией запорного элемента шарообразной формы или в виде конуса, перемещение которого происходит в направлении, параллельном движению носителя. Поток, проходящий через рабочее окно клапана, прижимает запорный элемент к основанию устройства, что прекращает его движение в обратном направлении. Клапаны обратного типа изготавливают как встроенные в состав узлов и агрегатов, так и в самостоятельном виде. Как правило, обратные клапаны монтируются на горизонтальных прямых участках магистралей по направлению рабочего потока.

Клапаны, имея сравнительно простую конструкцию, тем не менее, обеспечивают надежность и герметичность перекрытия рабочего потока, благодаря чему широко используются для газообразных и жидких рабочих сред. Применяются в широком диапазоне давлений (от 5·10 -6 до 2000 атм.) и рабочих температур (от минус 200 до плюс 600°С). Подходят для трубопроводных конструкций относительно небольших диаметров.

Затворы

Затвор – это устройство запорной арматуры, используемое для обеспечения герметичности при перекрытии рабочего потока. Может работать в режимах «регулирование» и «перекрытие». Представляет собой наиболее удобный и простой вид запорной арматуры при техническом обслуживании и эксплуатации, имеет невысокую стоимость и рыночную доступность.

Устройство затвора разработано таким образом, что запирающий элемент проворачивается вокруг оси, на которой он расположен. Наиболее распространенная разновидность данного устройства с дисковым затвором – «Баттерфляй».

Управление положением затвора возможно вручную при помощи ручки и механически с помощью редуктора или электрического привода. Такие достоинства поворотных затворов “Баттерфляй”, как простота технического обслуживания, монтажа и замены уплотняющих деталей, небольшая строительная высота и масса, а также продолжительные сроки эксплуатации и доступная стоимость широко используются в трубопроводных магистралях бытового назначения.

Отечественная промышленность выпускает широкую линейку изделий запорной трубопроводной арматуры, отвечающих общим и специальным требованиям, высокому качеству и современным технологиям. Стоимость таких изделий может широко варьироваться от 100 руб. до нескольких десятков тысяч рублей, что определяется материалом, назначением, размерами, производителем.

Источник

Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах

Запорной арматурой называют устройства, которые устанавливают на трубы, чтобы контролировать поток воды, газа и иной рабочей среды. Они меняют площадь сечения труб, закрывая или, наоборот, открывая проход для движения жидкости или газа.

Назначение запорной арматуры

Запорная арматура отключает, регулирует, распределяет, смешивает и сбрасывает циркулирующую по трубам среду. Например, для чистки грязевиков, установленных на коммуникации водоснабжения, нужны отсекающие задвижки, которые перекрывают воду.

Чаще всего все устройства из категории запорной арматуры делают из ковкого чугуна и нержавеющей стали. Другой материал для изготовления устройств недопустим из-за контакта с химически активными средами: газом, водой, маслами, паром, вызывающими коррозию металла.

По назначению запорные устройства делятся на:

  1. Промышленные, т.е. те, что нужны в промышленности и народном хозяйстве. Устройства из этой категории используют в особых условиях: при работе с сыпучей, токсичной, радиоактивной, коррозионной и абразивной средой, при повышенных значениях давления и высоких или низких температурах.
  2. Судовые – это устройства, нужные для работы судов речного или морского флота. К ним предъявляют специальные требования по минимальному весу, вибрационной стойкости, повышенной надежности, по эксплуатации в особых условиях.
  3. Сантехнические устройства используют в бытовых приборах: раковинах, котлах, газовых плитах, колонках, душевых кабинках. Диаметр у подобной арматуры маленький, а управление ручное (кроме регуляторов давления и газовых клапанов).
  4. Запорные устройства по спецзаказу производят под особенные технические требования. К этой категории относится, например, арматура для АЭС.

В зависимости от способа, регулирующего поток среды, запорная арматура подразделяется на приспособления различного типа:

  • Краны — универсальное устройство для регулирования или распределения рабочей среды в трубах. Краны подходят для любых жидкостей (включая вязкие) и газов.
  • Запорные вентили, который представляет собой вращающийся запорный элемент, который может служить не только для перекрытия, но и для регулирования потока.
  • Заслонки и задвижки — простейшие конструкции, которые при движении разделяет инородную среду, перекрывая ее свободное движение, часто оснащенные движимым или недвижимым шпинделем.

Кроме того, есть и особые виды устройств, созданные для работы с агрессивной средой.

Запорные краны

Запорный кран состоит из корпуса, запорного элемента, ручки и уплотнительных прокладок. Запорный элемент бывает шарообразным, цилиндрическим или же в виде конуса.

Читайте также:  Запорная арматура чертеж автокад

Материал изготовления, обычно, чугун или сталь, но встречается бронза и латунь. Краны делят по типу запорного элемента (шаровые или пробковые) и по креплению к трубе.

Элемент, перекрывающих движение среды в шаровых кранах имеет сферическую форму со сквозным отверстием. Сфера поворачивается на 90 градусов, что позволяет ей открывать и закрывать поток среды, а также принимать промежуточные положения. Считается, что шаровый кран лучше пробковых, которые только открывают и закрывают поток.

  • муфтовые, которые устанавливают, наворачивая гайки на резьбу;
  • фланцевыми, когда крепежные элементы – это фланцы, соединенные болтами;
  • предназначенными для сварочного соединения.

В зависимости от направления тока среды, краны бывают проходными, угловыми, трехходовыми или многоходовыми. Число патрубков при этом у них будет разное.

По характеру движения затвора краны могут быть с отжимом, вращением, с подъемом или без подъема затвора. Способ управления либо ручной, либо с гидро-, пневмо- или электроприводом.

Герметичность обеспечивает сальниковый или натяжной метод.

  • Устройства с сальниковой герметизацией устанавливают на трубопроводы, которые доставляют воду или нефть. Такие краны делают из чугуна, а работать они могут при температуре до 100 градусов Цельсия.
  • Устройства с натяжной герметизацией обычно используют на газопроводах, и для нормальной работы им нужны: температура до 50 градусов и давление 0,1 МПа.

Обратите внимание! Краны, сделанные из пластика, нельзя применять при высоких температурах (например, ставить на трубу с горячей водой), потому что детали деформируются и нарушается герметичность.

Запорные вентили

Корпус запорного вентиля присоединяется к трубе с 2 концов и снабжен седлом, которое перекрывается золотником. Через отверстие в корпусе проходит шпиндель (вал с правыми и левыми оборотами вращения), с помощью ходовой гайки приводит в движение золотник. Когда золотник доходит до самой нижней точки, он останавливается, закрывая поток среды.

Среди запорных вентилей есть модели, где нет ходовой гайки, и вместо шпинделя — гладкий шток. Усилие, что он передает от привода, называют поступательным, а вентиль с таким строением – отсечным. Этот вид устройства управляется пневмо- или электромагнитным приводом.

И хотя есть модели с запорно-регулирующими функциями, обычно устройство имеет положение «закрыто» или «открыто», промежутка нет, поэтому его основное назначение — не регулировать поток рабочей среды, а перекрывать его.

Вентиль устойчив к механическим воздействиям, работает при широком интервале температур и давлений. Размеры компактны, герметизация плотная. Используется он для работы с жидкими, газообразными и агрессивными средами.

Обратите внимание! Вентили работают при любом давлении, включая и глубокий вакуум. Но для большого давления подходят устройства со сварным креплением.

Заслонки и задвижки

Заслонки подходят трубам с большим диаметром, но маленьким давлением, потому что герметичность у них низкая. Делают запорный элемент обычно из стали, а корпус устройства – из чугуна.

К трубе заслонку крепят либо фланцами, либо сваркой, которая управляется ручным методом (маховик), гидро- или электроприводом.

Заслонки применяют на трубопроводах среднего или большого (до 2,2 м) диаметра в канализационных системах или в работе с химической средой. Поскольку герметичность у них низкая, а с большим давлением заслонки не справляются, в водоснабжении и отопительных системах их не используют.

Чем заслонка отличается от задвижки

Отличие же задвижек и заслонок — в устройстве, материале и области применения. Заслонки проще устроены, в них меньше деталей, соответственно, они прочнее задвижек и срок непрерывного функционирования у них выше.

Задвижки, имея более сложное устройство и разнообразие видов, шире применяются в промышленности для областей, не работающих с твердыми примесями. Но они чаще нуждаются в ремонте.

Материал заслонок укреплен так, что они долго и надежно функционируют в самых агрессивных средах, поэтому заслонки работают с этими средами.

Материал задвижек чувствителен к химическим веществам и быстро подвергается износу, поэтому задвижки используются в трубах, транспортирующих не агрессивную среду – воду, газ, нефть.

Если заслонки в виде запорного элемента имеют вращающийся диск, то у задвижек это клиновый или шиберный затвор. Кроме того, внутри корпуса задвижки есть 2 седла и шпиндель с ходовой гайкой, т.е. устройство сложнее, чем у заслонки.

Задвижки рассчитаны на трубопровод диаметром 15 мм -1,2 м, заслонки же оправданы для труб с куда большим диаметром.

Задвижки широко применяются в жилищно-коммунальных хозяйствах, водоснабжении, газо- и нефтепроводах, в объектах энергетики, а заслонки более пригодны для работы с химической средой, они почти не нуждаются в техобслуживании, в отличие от задвижек, которые часто выходят из строя.

Виды запорных приспособлений для работы с агрессивной средой

Для агрессивной среды (соляной кислоты, например) нужна специальная запорная арматура. К ней применяют особые требования по герметичности, надежности и по времени непрерывной работы.

Чаще всего, используют сильфонные вентили, поскольку седло и золотник в них соединяются герметично, трения нет, функционировать они могут при температуре до 350 градусов. Такие устройства препятствуют попаданию агрессивной среды в атмосферу.

Применяют и фланцевые вентили, полностью сделанные из фарфора, покрытого глазурью, которая выступает в качестве надежного антикоррозийного покрытия. Часто используют диафрагмовые вентили, снабженные защитным покрытием из резины и мембраной из фторопласта или ПВХ.

Кроме вентилей, с агрессивной средой могут работать шланговые клапаны или краны. Задвижки в этих условиях не применяют, потому что сальник при работе с агрессивными средами изнашивается очень быстро.

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 с никелем

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.

Читайте также:  Наружный фланец запорной арматуры

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.

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