Запорными элементами пользуются практически везде. Различные виды запорной арматуры требуются в каждой современной системе трубопроводов. Ведь именно с их помощью можно в считанные секунды перекрыть систему трубопровода.

При этом количество и типы разновидностей подобной продукции позволяет забыть о несоответствии по функциональному признаку. Для любого трубопровода найдется свой запорный или обратный клапан, устройство которого будет подходить к нему наилучшим образом.

Особенности и назначение

Трубозапорная арматура как и обратный клапан — это одна из основных разновидностей трубопроводных устройств, главной функцией которых является перекрытие потока транспортируемой трубопроводом среды, также с её помощью может выполняться распределение среды, она способна предупреждать обратный ход, либо сброс циркулирующей жидкости.

Состоят такие виды арматур из разных частей. Описать их устройство или конструкцию довольно сложно, ведь существует множество ГОСТ для разновидностей таких элементов. Однако есть в них и определенные общие признаки.

В первую очередь имеется в виду центральная часть или корпус устройства. В большинстве случаев его выполняют из цельнолитого металла. Внутри корпуса располагается блокирующий элемент.

Его устройство, размер и свойства зависит от того, какой именно клапан лежит перед вами. Самыми популярными считаются поворотные диски, шарики с отверстиями или что-то подобное. При повороте крана поворачивается и блокирующий элемент.

Таким образом, удается при минимальных затратах труда полностью перекрыть трубопровод или изолировать отдельный его участок. А это очень удобно, если надо быстро отремонтировать или восстановить систему.

Области применения

Существует большое количество областей ее применения, по которым виды арматур можно условно поделить на следующие типы:

1. Трубопроводная арматура общего использования. Данный вид изделий широко применяется во всевозможных сферах народного хозяйства и в бытовом использовании: городские системы отопления, газопроводы, установка для водопровода котельных станций и т.д. Сюда относится основная запорная арматура для водоснабжения . Это один из самых больших по объему сегментов запорной арматуры. Для этой области элементы изготовляются серийно и большими партиями.
2. Трубозапорная арматура для особых условий применения в промышленности. Сюда относится: запорная арматура для нефтегазовой отрасли, установка арматуры для трубопроводов транспортирующих токсичные, либо радиоактивные среды, фонтанная арматура и т.д. Изделия, что созданы для данной области применения, обладают повышенными эксплуатационными характеристиками, высокой коррозионной устойчивостью, расширенным температурным режимом и выносливостью к колебанию внутреннего давления.
3. Арматура для использования на судах морского и речного флота. Это специализированная продукция, которая должна обладать минимальным весом и высокой надежностью для таких трубопроводов.
4. Сантехническая бытовая продукция. Одна из самых широких областей ее использования. Арматура для водоснабжения используется на домашних системах водопровода, ваннах и душевых кабинах, газовых плитах и системах отопления. Она, в основном, оснащается максимально простым способом управления (ручным), имеет хорошие показатели надежности и продолжительный срок эксплуатации, имеет свое обозначение, к ней относится и обратный клапан .

Характеристики

Поскольку любой вид такой продукции, будь то запорная арматура или обратный клапан для систем водопровода, либо газовый клапан, постоянно поддается агрессивному воздействию транспортируемой в трубопроводе среды, к её надежности и качеству изготовления предъявляются повышенные требования.

ГОСТ запорной арматуры (9544-93) обозначает основные нормы, которых должны придерживаться производители в процессе ее изготовления.

Так, продукция для любой сферы применения должна изготавливаться исключительно в соответствии с ГОСТ, а также из качественной углеродной стали, обладающей высокими антикоррозийными свойствами.

Чаще всего применяется латунь, бронза, либо кованый чугун. Существует запорная арматура из нержавеющей стали. На этапе изготовления вся продукция проходит испытания на герметичность клапанов и затворов, проверяется обратный затвор, а также соответствие ГОСТ, после чего ей присваивается определенный класс герметичности.

Маркировка(обозначение) любой запорной арматуры на чертежах регламентировано согласно ГОСТ 2.785-70. Обозначение запорной арматуры обязательно должно указывать такую информацию:

• Обозначение направления движения потока среды;
• Допустимое давление;
• Обозначение диаметра (условный проход, мм);
• Наименование производителя;
• Материал, из которого изготовлен корпус;

Основные виды

Главное разделение по видам у этой продукции происходит по способу перекрытия трубопровода. В зависимости от этого происходит следующая классификация запорной арматуры.

Вам будет достаточно простого шарового крана, который будет вполне надежным вариантом, качественно выполняющим свои функции. Устройство каждой запорной арматуры, это то, что в первую очередь влияет на её стоимость, будь то обратный клапан или шаровый кран. Чем механизм сложнее, тем он дороже.

Так, цены на простые запорные краны начинаются от четырех долларов, а хороший кран высокого качества будет стоить около 10-ти долларов, тогда как за самую простую запорную заслонку вам придется отдать минимум 15-20 долларов.

Покупка запорной арматуры для специализированных трубопроводов с агрессивной внутренней средой обойдется ещё дороже. Так, качественная, устойчивая к коррозии запорная задвижка стоит по меньшей мере 100 долларов.

Запорная арматура Данфосс , которую большинство экспертов признают самым оптимальным вариантом при соотношении цены и качества, дает возможность покупателям приобрести наиболее востребованные товары по адекватным ценам.

Например, высококачественный шаровой кран, изготовленный из латуни , можно купить всего за 15 долларов.

Различных конструкций. В таблице 1 приведено краткое описание основных отличительных характеристик трубопроводных устройств.

Примеры отличий в характеристиках модернизированной арматуры

Характеристику арматурных устройств отличающихся типов нужно приводить с осторожностью, ведь недостатки базовой конструкции отдельного типа могут быть ослаблены или устранены при её модернизации. Ниже приведены три примера модернизации арматурных устройств.

Рисунок 1. Задвижка
полнопроходная с
обрезиненным клином
фланцевая с
ручным приводом

Задвижки суженного Ду и полнопроходные задвижки

Например, задвижки суженного Ду обладают значительно меньшей строительной высотой по сравнению с полнопроходными, но у них больше строительная длина и гидравлическое сопротивление.

Шаровой кран и кран с конусной пробкой

Шаровой кран имеет меньший износ поверхностей и усилие на привод, более герметичен, но сложнее и дороже по себестоимости, чем кран с конусной пробкой.

Вентиль базовой конструкции и прямоточный вентиль с косым шпинделем

Прямоточный вентиль, имеющий в своей конструкции косым шпинделем имеет меньшее гидравлическое сопротивление, чем обычный.

Конденсатоотводчики и регуляторы имеют конструкцию, где используется один их названных выше базовых типов арматуры (чаще всего клапан). По этой причине их не выделяют по конструкции затвора в самостоятельный тип арматуры. Но их можно выделить в отдельный тип при классификации по назначению, так как они активно применяются в теплогазосноабжении и вентиляции.

Классификация арматуры по типу затвора

Таблица 1.

Классификация трубопроводной арматуры по типу конструкции затвора

Название	Схема	Способ движения затвора	Преимущества	Недостатки
Задвижки		Возвратно-поступательно вдоль уплотнительной поверхности.	Малое гидравлическое сопротивление. Отсутствие противодавления рабочей среды.	Большая строительная высота, малая строительная длина. Медленное срабатывание. Большое усилие на привод затвора. Сильный износ поверхности седла на загрязненных жидкостях
Клапан		перпендикулярно к уплотнительной поверхности	Малая строительная высота. Быстрое срабатывание. Высокая герметичность.	Большая строительная длина. Большое усилие на привод затвора. Большое гидравлическое сопротивление. Наличие противодавления рабочей среды.
Кран		вращательно на 90° вдоль уплотнительной поверхности	Малая строительная высота, малая строительная длина. Быстрое срабатывание.	Малое гидравлическое сопротивление. Отсутствие противодавления рабочей среды. Большое усилие на привод затвора. Сильный износ поверхности седла и пробки на загрязненных и агрессивных жидкостях.
Заслонка		вращательно на 90°	Малая строительная высота, малая строительная длина. Быстрое срабатывание. Малое гидравлическое сопротивление. Малое усилие на привод затвора. Отсутствие противодавления рабочей среды. Применяется на газах.	Малая герметичность.
Клапан диафрагмовый (мембранный)			Малая строительная высота. Быстрое срабатывание. Малое усилие на привод затвора. Применяется на агрессивных жидкостях.	Большая строительная длина. Большое гидравлическое сопротивление. Наличие противодавления рабочей среды.
Клапан шланговый		возвратно-поступательно перпендикулярно к уплотнительной поверхности	Малая строительная высота. Быстрое срабатывание. Малое усилие на привод затвора. Применяется на агрессивных жидкостях. Малое гидравлическое сопротивление.	Большая строительная длина. Наличие противодавления рабочей среды.

Выполнение одних и тех же функций осуществляется различными типами арматуры, основой которых являются задвижки, краны, клапаны, заслонки.

Типы трубопроводной арматуры

Рассмотрим отдельно типы арматуры.

Задвижки

Задвижка (англ. gate valve) — арматурное устройство, имеющее затвором в виде листа, диска или клина, перемещающихся вдоль уплотнительных колец седла корпуса перпендикулярно оси потока среды. Задвижки могут быть проходными и суженными, в которых отверстия уплотнительных колец меньше Ду трубопровода.

По геометрии затвора задвижки различаются клиновые и параллельные задвижки .

Клиновая задвижка

Клиновая задвижка оснащена клиновым затвором с уплотнительными поверхностями, расположенными под углом друг к другу. Клин затвора может быть цельным жестким, цельным упругим или составным двухдисковым.

Параллельная задвижка

Параллельная задвижка оснащена затвором, уплотнительные поверхности которого параллельны друг другу. Задвижка параллельная может быть шиберной (однодисковой) или двухдисковой.

Шпиндели задвижек

Задвижки могут иметь выдвижной шпиндель (шток) и невыдвижной (вращаемый шпиндель). Они разнятся конструкцией винтовой пары, посредством которой перемещается затвор. Строительный размер меньше у задвижек с вращаемым шпинделем.

Преимущества задвижек

Преимуществом задвижек является отсутствие преодоления давления среды при перемещении рабочего органа. Это даёт возможность усилие, необходимое для перемещения затвора.

Ещё одно преимущество — прямоточность потока транспортируемой среды и, как следствие, малый коэффициент сопротивления в открытом состоянии.

Симметричность конструкции задвижек позволяет применять их при различных направлениях движения транспортируемой среды. Это позволяет избежать лишних сборок и разборок соединений фланцев в случае необходимости изменения направления движения внутренней среды.

Недостатки задвижек

При перемещении рабочего органа задвижки возникает сильное трение. Задвижки имеют большую строительную высоту вследствие необходимости выдвижения штока (минимум 2 Ду трубопровода).

Когда затвор находится в промежуточном положении, тарелки частично перекрывают сечение седла, нижние области уплотнительных кольцевых поверхностей активного обтекаются потоком и подвергаются абразивному износу твердыми включениями рабочей среды. По этой причине после эксплуатации в режиме частичного закрытия задвижки не обеспечивают достаточной герметичности при закрытии. Этот недостаток, присущий также многим видам арматуры, ограничивает использование задвижки как регулирующего элемента. Более того, регулирующие характеристики задвижек неудовлетворительны , задвижка — запорная трубопроводная арматура .

Применение задвижек

Задвижки эксплуатируются на трубопроводах с Ду > 50 мм, где требуется плавное перекрытие сечения с целью предотвращения гидравлического удара.

В системах вентиляции и кондиционирования воздуха (а также, например, в печном отоплении) аналогом задвижки является вентиляционный шибер — металлический лист прямоугольной формы, перемещающийся в направляющих перпендикулярно оси воздуховода.

Клапаны

Клапаны (англ. globe valve) — детали арматуры с затвором в виде плоской или конусной тарелки, двигающимся возвратно-поступательно вдоль центральной оси уплотнительной поверхности седла корпуса. В некоторых конструкциях клапанов затвор движется по дуговой траектории.

Рисунок 2. Межфланцевый
дисковый обратный
клапан
(при монтаже
располагается
между фланцами).

Клапаны — наиболее распространенный вид трубопроводной арматуры. Они играют основную роль в конструкциях входят в конструкцию множества регуляторов.

Клапаны имеют множество разновидностей по типу действия:

• предохранительные,
• запорные,
• регулирующие,
• переливные,
• редукционные,
• клапаны разности давлений,
• клапаны соотношения давлений,
• клапана последовательности,
• клапана выдержки времени
• и другие.

Затворы клапанов

Клапаны называются тарельчатыми , если их затвор имеет вид тарелки, или игольчатыми — конусной иглы.

Седло клапана

Клапаны могут быть односедельными и двухседельными. В конструкции двухседельных клапанов имеется пара сёдел, перекрываемых, соответственно, парой тарелок.

Клапаны с упругими деформируемыми затворами

Клапанами также называется трубопроводная арматура с упругими деформируемыми затворами : мембранные и шланговые клапаны. Такие конструкции позволяют обойтись без подвижных сальниковых уплотнений, по которым рабочая среда может перетекать наружу.

Мембранные клапаны

Затвор в мембранном клапане — упругая гибкая мембрана , прогибающаяся под действием приложенного усилия перпендикулярно оси движения потока. Седлом является край перегородки, стоящей поперёк канала. При прогибе мембрана плотно примыкает к краю перегородки и перекрывает свободное сечение для прохода потока.

Шланговые клапаны

В шланговом клапане канал для протока рабочей жидкости представляет из себя упругий деформируемый шланг , пережимающийся при закрытии клапана.

Вентили

Вентиль — клапан, затвор которого перемещается с помощью резьбовой пары.

Рисунок 3. Вентиль сильфонный
с соединительными фланцами

Вентили изготавливают как в муфтовом (резьбовом) исполнении, так и для соединения с труб.

Преимущества вентилей

Основное преимущество вентилей — отсутствие трения уплотнительных поверхностей в момент закрытия, так как затвор движется перпендикулярно, что уменьшает опасность повреждения (задиров). Высота вентилей меньше, чем у задвижек, ввиду того что ход шпинделя невелик и обычно составляет не более четверти диаметра трубопровода. Однако строительная длина вентилей больше, чем у задвижек, так как требуется развернуть поток внутри корпуса.

Недостатки клапанов

Недостатком клапанов является большое гидравлическое сопротивление , вследствие того что

1. направление потока рабочей среды изменяется внутри корпуса устройства дважды
2. мало проходное сечение седла.

Вентили эксплуатируются только при определенном направлении движения рабочей среды: поток должен подтекать под тарелку и в закрытом положении давить на тарелку со стороны седла. При открывании вентиля давление способствует отрыву тарелки от седла. Если же вентиль будет ориентирован в противоположном направлении, то в закрытом состоянии давление будет придавливать тарелку к седлу и создавать значительные трудности при открытии. Это может повлечь срыв тарелки со штока и вентиль выйдет из строя.

Заслонки

Рисунок 4. Заслонка
дроссельная фланцевая.

Заслонки (англ. butterfly valve) — устройства арматуры с затвором в виде диска или прямоугольника, поворачивающимся на оси, расположенной перпендикулярно проходу. Затвор заслонки движется по дуге.

Применение заслонок

Заслонки наиболее часто используются на трубопроводах больших диаметров, малых давлениях среды и пониженных требованиях к герметичности запорного органа.

Заслонки применяют в вентиляции и кондиционировании воздуха на воздуховодах, а так же на различных газоходах, то есть там, где имеют место большие диаметры трубопроводов, небольшие давления и невысокие требования к герметичности.

По количеству установленных пластин различаются заслонки одинарные и многостворчатые. На капельных жидкостях заслонки применяют редко, так как их конструкция не обеспечивает надежной герметичности перекрытия прохода. На газах дроссельные заслонки (throttle) ввиду простоты конструкции и надежности применяют очень часто для регулирования и отключения расхода.

Конденсатоотводчики

Предназначены конденсатоотводчики (англ. steam trap) для вывода из газовой системы конденсата, не участвующего в рабочем или технологическом процессе. Конденсат сливается постоянно или периодически по мере его накопления в системе.

Конденсатоотводчики должны выпускать жидкость и задерживать газообразную фазу вещества, что осуществляется за счёт наличия гидравлического или механического затвора. Затвор должен надёжно выпускать конденсат при различных давлениях газа, температур конденсата и скорости его поступления в конденсатоотводчик.

Клапанные и бесклапанные конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики могут быть клапанными и бесклапанными. Бесклапанные конденсатоотводчики выпускают конденсат непрерывно, а бесклапанные — периодически при наступлении заданных условий.

Клапанные конденсатоотводчики являются двухпозиционными регуляторами, в которых роль чувствительного элемента и привода одновременно выполняет поплавок, термостат, биметаллическая пластина или диск.

Конденсатоотводчики в зависимости от принципа действия бывают:

• закрытого типа,
• открытого типа,
• термодинамические,
• термостатические,
• сопловые,
• лабиринтные.

Конденсатоотводчики поплавковые в зависимости от конструкции поплавка различают с открытым поплавком и с закрытым поплавком, а также с опрокинутым поплавком колокольного типа.

В поплавковых конденсатоотводчиках проходное сечение клапана для выпуска конденсата открывается при всплытии поплавка, с которым связан затвор клапана. Всплытие поплавка происходит в тот момент, когда уровень конденсата в корпусе конденсатоотводчика достигнет предельного значения. После открывания выпускного клапана часть конденсата выдавливается в конденсатную линию и поплавок снова опускается, перекрывая отверстие седла клапана.

Принцип работы поплавкового конденсатоотводчика таков же, как и принцип работы регулятора уровня (регулятора перелива).

Термостатные конденсатоотводчики

В конденсатоотводчиках термостатических или термостатных для управления затвором клапана используется термосильфон, расширяющийся при повышении температуры, биметаллическая пластина или диск. Работа таких конденсатоотводчиков основана на разнице температур паровой и жидкой фазы.

В термостатных сильфонного типа конденсатоотводчиках сильфон (тонкостенная гофрированная трубка) заполнен жидкостью, испаряющейся при температуре свежего пара, но находящейся в жидкой фазе при температуре конденсата. Так, например, при удалении конденсата с температурой 85…90°С используется смесь из 25% этилового спирта и 75 % пропилового спирта. Как только сильфон начинает омываться паром, жидкость испаряется, сильфон расширяется и перемещает клапан, закрывая отверстие для выпуска конденсата. В других конструкциях для этой цели применяют биметаллические пластины.

Термодинамические конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики термодинамические имеют непрерывное действие. Они широко распространены вследствие простоты конструкции, малым габаритам, надежности в работе, низкой стоимости, высокой пропускной способности и малым потерям пара.

Тарельчатый конденсатоотводчик

Тарельчатый конденсатоотводчик имеет лишь одну подвижную деталь — тарелку, свободно лежащую на седле. Проходящий конденсат приподнимает тарелку и выходит через отводной канал. При поступлении пара тарелка прижимается к седлу в связи с тем, что высокие скорости истечения пара создают под ней зону пониженного давления.

Лабиринтные конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики лабиринтные также имеют непрерывное действие. Они содержат устройство в виде лабиринта, которое создает большое гидравлическое сопротивление газу, а конденсату — значительно меньшее. Вследствие этого конденсат проходит через конденсатоотводчик, а пар задерживается.

Сопловые конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики сопловые также действуют непрерывно. Они содержат устройство в виде ступенчатого сопла, которое также обладает значительным различием в сопротивлении для конденсата и газообразной фазы.

Недостатки конденсатоотводчиков

Конденсатоотводчики — малонадежные устройства, нуждающиеся в частой ревизии.

Краны

Кран (англ. tap valve) — трубопроводное устройство с затвором в форме тела вращения, поворачивающимся вокруг своей оси на 90° по отношению к оси движения потока рабочей среды.

Рисунок 6. Кран шаровый
нержавеющий
с соединительными фланцами.

Затвор крана иногда называют пробкой. Пробка крана имеет отверстие, перпендикулярное оси тела вращения, предназначенное для прохода среды. Если кран открыт, отверстие пробки располагается соосно оси движения среды, если кран закрыт, отверстие пробки перпендикулярно потоку.

В отличие от вентиля и задвижки, для того, чтобы открыть или закрыть кран, требуется совершить не несколько оборотов шпинделя, а всего один поворот пробки на 90º. Следовательно, краны, как правило, снабжают не маховиком, а рукояткой.

В зависимости от числа рабочих положений пробки кранов бывают двухходовыми или трехходовыми.Принципиально могут быть краны и на большее число положений, однако они нашли применение только в лабораторной арматуре. В зависимости от формы отверстий на пробке краны могут выполнять различные функции

В зависимости от формы тела вращения, образующего затвор, краны бывают:

• цилиндрическими,
• конусными,
• шаровыми.

Для герметичности затвор должен быть смазан, чтобы смазка заполнила микрозазоры между поверхностью пробки и корпуса, и уменьшала усилия, требуемые на поворот пробки.

Пробка должна быть постоянно прижата к поверхности корпуса. В зависимости от способа прижатия пробки различают сальниковые и натяжные краны.

В сальниковых кранах между крышкой крана и верхним торцом пробки расположена упругая сальниковая набивка, создающая постоянное усилие, прижимающее пробку к корпусу.

В натяжных кранах снизу пробки расположен стержень с резьбой, проходящий через отверстие в корпусе. Прижатие пробки осуществляется посредством пружины, надеваемой на винт и стянутой гайкой. Натяжные краны более надежны , так как в них работа крана не зависит от свойств сальниковой набивки, которая со временем теряет свои упругие свойства. Поэтому натяжные краны используют в газоснабжении.

Конусные краны

Преимуществом конусных кранов является невысокая стоимость , малое гидравлическое сопротивление, простота конструкции и ревизии.

Недостатком таких кранов является большое усилие, требуемое на поворот пробки. По истечении некоторого срока работы (в зависимости от качества воды в системе) микрозазоры между поверхностью корпуса и пробки зарастают отложениями - пробка «прикипает». В этик условиях на поворот пробки требуется настолько большое усилие, что возможно поломка крана.

Регуляторы давления, расхода и уровня

Рисунок 7. Регулятор давления
с присоединительными фланцами

Назначение регуляторов

Регуляторы (редукторы) давления, расхода и уровня предназначены для автоматического поддержания соответствующего параметра без использования вторичных источников энергии.

Конструкция регуляторов

Регулятор по конструкции представляет из себя клапан с пневмо- или гидроприводом мембранного, сильфонного или плунжерного типа, а так же специальную установочную пружину, предназначенную для подстройки регулятора на требуемое значение параметра. Конструкции регуляторов необычайно разнообразны.

Подразделяются регуляторы уровня на:

• регуляторы питания, в которых уровень поддерживается за счет периодического добавлением жидкости в сосуд, и
• регуляторы перелива, в которых происходит слив избытка жидкости.

Регулятор давления

Рассмотрим регулятор давления на примере редуктора газового баллона. Отверстие входного патрубка для подачи газа является седлом клапана, к которому прижимается тарелка клапана, закрепленная на одном конце углового рычага. Второй конец рычага соединен с подвижной мембраной, на которую с внешней стороны действует сила атмосферного давления и сила сжатия установочной пружины, а с другой стороны — сила давления газа в полости регулятора. Ось вращения рычага закреплена на днище корпуса регулятора. Если давление одна из горелок газовой плиты будет закрыта, то уменьшится расход газа, в результате чего давление газа в полости редуктора начнет повышаться. Это приведет к перемещению мембраны, которая потянет за собой конец рычага, соединенный с нею. Второй конец рычага с закрепленным на нем клапанам так же переместится и прикроет отверстие для прохода газа. В результате этого давление газа в полости редуктора будет практически на постоянном уровне, так как ход клапана крайне мал и усилие установочной пружины при перемещении мембраны изменится незначительно.

Регулятор будет обеспечивать пропуск требуемого расхода газа при постоянном значении давления перед горелками.

Регулятор расхода

Рисунок 7. Регулятор
расхода
прямого действия
с соединительными
фланцами.

Работает регулятор расхода аналогично регулятору уровня, поддерживая постоянный перепад давления на некотором дросселирующем устройстве, например, диафрагме или регулируемом сопле. Так как коэффициент местного сопротивления дросселирующего устройства не изменяется, постоянный перепад давления означает, что скорость потока через дроссель постоянна и, следовательно, постоянен расход. Некоторые регуляторы имеют дроссель, конструкция которого позволяет регулировать его сопротивление, подстраивая регулятор на требуемое значение расхода. Чаще, однако, сопротивление дросселирующего устройства оставляют постоянным, а изменяют сжатие установочной пружины, что позволяет регулировать перепад давления на дросселе и, следовательно, расход через регулятор.

В регуляторах важным принципом является разгрузка клапана от одностороннего давления рабочей среды, что позволяет значительно уменьшить усилия, требуемые на перемещение рабочего органа. Наиболее совершенным видом разгрузки является двухседельная конструкция клапана, когда усилия, действующие на две тарелки, противоположны по направлению и взаимно компенсируются. Однако в такой конструкции корпус сложнее изготовить корпус и тяжелее обеспечить полную герметичность закрытия двух клапанов одновременно. Несмотря на такие трудности, эта конструкция очень широко применяется в современных регуляторах.

Заключение

Важное значение в надежности функционирования трубопровода имеет не только арматура, но и , например, .

Выполнение одних и тех же функций может осуществляться различными типами арматуры, обладающими различными принципами конструкции затвора. Основные типы трубопроводной арматуры по принципу затвора — задвижки, клапаны, заслонки, краны, мембранные клапаны, шланговые клапаны, регуляторы давления, расхода и уровня, конденсатоотводчики — были кратко освещены в этой статье.

Список литературы

1. Промышленная трубопроводная арматура: Каталог, ч. I / Сост. Иванова О. Н., Устинова Е. И., Свердлов А. И. - М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1979. - 190 c.
2. Промышленная трубопроводная арматура: Каталог, ч. II / Сост. Иванова О. Н., Устинова Е. И., Свердлов А. И. - М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. - 120 c.
3. Арматура энергетическая: Каталог-справочник / Сост. Матвеев А. В., Закалин Ю. Н., Беляев В. Г., Филатов И. Г... - М. : НИИЭинформэнергомаш, 1978. - 172 c.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете

Добавить в закладки

Разновидности запоров для трубопровода

Запорная арматура является разновидностью арматуры трубопроводной.

Ее предназначение - перекрытие потока среды либо изменение его интенсивности. К виду запорной арматуры относится также контрольно-спускная и пробно-спускная арматура (применяется для контроля за уровнем жидкой среды, выпуска воздуха, отбора проб и т.д.).

Запорная трубопроводная арматура предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды.

Запорная трубопроводная арматура. Классификация

• вентили;
• клапаны;
• краны;
• задвижки;
• затворы.

Рассмотрим более подробно каждый из видов.

Клапаны и вентили. Особенности

Запорные клапаны - вид арматуры, конструкция которой выполнена в виде клапана (запирающая часть двигается параллельно оси потока). Клапаны используются с целью перекрытия проходного сечения в полном объеме.

После 1982 года название «вентиль» упразднили и в настоящее время «клапаном» называют запорную арматуру, как с резьбовым шпинделем, так и с гладким штоком.

А если точнее, то запирающая часть (золотник) принимает крайние положения: «открыто» либо «закрыто». Если есть необходимость регулировать расход среды с помощью изменения размера сечения, то используются клапаны регулирующие. Кроме них, существуют запорно-регулирующие клапаны, в которых совмещены две функции.

До 1982 года вентилями назывались клапаны, затвор которых перемещается с помощью шпинделя и ходовой гайки. После 1982 года название «вентиль» упразднили и в настоящее время «клапаном» называют запорную арматуру, как с резьбовым шпинделем, так и с гладким штоком.

Управление клапанами (вентильного типа) происходит вручную или оснащается электрическим приводом, клапанами же с гладким штоком - с помощью гидравлического, пневматического или электромагнитного привода; существуют варианты с приводом механическим.

Клапаны на сегодняшний день с успехом применяются для различных сред. Это может быть жидкая рабочая среда или газообразная. Целесообразно использование клапанов в трубопроводах с небольшим диаметром, чтобы избежать дополнительных усилий, требующихся для управления запорной арматурой.

К достоинствам клапанов можно отнести:

• использование при высоких температурных режимах и давлениях, в вакууме, коррозионной и агрессивной среде;
• простое обслуживание и ремонт.

Несмотря на схожесть конструкции клапанов с задвижками, есть существенное различие: затвор перемещается в одной оси с потоком среды. За счет этого отличия значительные преимущества клапанов по сравнению с задвижками очевидны:

Клапаны на сегодняшний день с успехом применяются для различных сред. Это может быть жидкая рабочая среда или газообразная.

• небольшая строительная масса и высота, малый ход затвора до положения «открыто»;
• обеспечение герметичности намного проще, чем при использовании задвижек (возможность применения уплотнителей);
• меньший износ уплотнительных поверхностей.

Но, несмотря на все достоинства, есть и ряд недостатков:

• большое гидросопротивление (в сравнении с задвижками и шаровыми кранами);
• невозможность использования в трубопроводе с большим диаметром;
• возможность застоя в некоторых зонах конструкций (скопление примесей, шлама).

Краны, задвижки и особенности их конструкций

Что касается конструкции кранов, то она основана на том, что движущаяся деталь затвора вращается и регулирует проход потока по трубе. Конструкции кранов подразделяют на конические, цилиндрические и шаровые. Принцип действия всех видов кранов одинаков. Корпус остается неподвижным, в нем происходит вращение пробки, с помощью которой и происходит регулировка потока. Применяют краны как запорную арматуру, а также возможно их использование как редукционной арматуры.

Схема задвижки, регулирующейся с помощью ручного штурвала.

К достоинствам кранов можно отнести:

• простую конструкцию;
• небольшой размер;
• непродолжительное время для поворота;
• использование в вязкой и загрязненной среде.

Запорная трубопроводная арматура - задвижки - считается самым распространенным видом. Они с успехом используются в конструкции любого трубопровода. Это могут быть объекты жилищно-коммунального хозяйства, промышленные отрасли и так далее. В их функцию входит перекрытие внутреннего потока трубопровода. К неоспоримым достоинствам этого типа можно отнести:

• несложную конструкцию;
• неограниченные условия эксплуатации;
• небольшое гидравлическое сопротивление;
• относительно небольшую строительную длину.

Есть у задвижек и свои недостатки:

Что касается конструкции кранов, то она основана на том, что движущаяся деталь затвора вращается и регулирует проход потока по трубе.

• процедура открытия и закрытия занимает достаточно большой отрезок времени;
• строительная высота довольно большая (задвижки с выдвижным шпинделем);
• уплотнительные поверхности корпуса и затвора быстро изнашиваются.

Конечно, есть исключения, но все же в промышленной запорной арматуре задвижки в своем большинстве не используются в качестве регулирующего элемента среды. Основное их предназначение - использование в качестве запирающего элемента (свойственны только крайние положения: «закрыто» либо «открыто»).

Традиционными по способу управления считаются задвижки, регулирующиеся с помощью ручного штурвала. Но есть варианты, оснащенные гидравлическими или электрическими приводами, иногда это могут быть пневматические приводы. Если задвижка очень большого диаметра, а управление ручное, устанавливается специальный редуктор, чтобы снизить прилагаемые для открытия или закрытия усилия.

В зависимости от конструкции запорной арматуры, задвижки различают по следующим видам:

• клиновые;
• шланговые;
• параллельные;
• шиберные.

Основная задача, возложенная на задвижки, - надежное перекрытие внутреннего потока трубопровода. Чаще всего для производства этой запорной арматуры используют чугун или сталь, но бывают экземпляры, выполненные из специальных сплавов.

Затворы и их характеристика

Такая запорная трубопроводная арматура, как затворы, очень компактна и производится из стали либо специальных сплавов. С их помощью легко обеспечить надежную герметичность при выполнении функции закрытия. Существует возможность перекрыть поток среды полностью либо осуществить его проход в нужном режиме. Затворы считаются одним из видов арматуры, которая оптимальна по цене и наиболее проста и удобна в использовании.

Если рассматривать достоинства затворов как запорной арматуры, то можно выделить среди них такие:

• строительные масса и длина сравнительно невелики;
• простая конструкция за счет минимального количества составляющих частей;
• простой ремонт, быстрая замена уплотнителей;
• используется как для малых, так и больших диаметров труб.

Недостатки:

• при управлении затворами большого диаметра целесообразно установить редуктор;
• расположение диска в проходе при положении «открыто» (более низкие гидравлические качества и сложная очистка труб);
• высокий класс герметичности возможен только на затворах с используемым мягким седловым уплотнителем.

Промышленная запорная арматура. Нюансы выбора

Выбор трубопроводной запорной арматуры зависит напрямую от условий эксплуатации и технического процесса, проходящей по трубам рабочей среды, необходимых функций арматуры, степени нагрузки, температуры. Не последнюю роль выполняют масса и размеры арматуры, а также вид привода. Надежность герметизации тоже учитывается. Самыми герметичными считаются клапаны и шаровые краны (с плавающей пробкой).

При выборе обратите внимание на материал, из которого изготовлена запорная трубопроводная арматура. Это может быть сталь, латунь, чугун, бронза, ПВХ, нержавеющая сталь. Тип соединения тоже играет важную роль. Он зависит от многих факторов, таких как давление, среда, температура. Наиболее распространенной является фланцевая запорная арматура, так как в случае необходимости ее замены сделать это намного удобнее и проще, чем при использовании резьбовой арматуры.

Область применения запорной арматуры довольно обширная. Чаще всего принадлежности используются в промышленной сфере.

Запорную арматуру можно разделить на две основные группы: приспособления общетехнического назначения и детали, которые применяются в особых условиях.

Основные категории

Запорная трубопроводная арматура различается большим разнообразием. с этим поможет ознакомиться следующая классификация:

• промышленные принадлежности. Арматура этого типа используется не только в соответствующей области, но и нашла свое предназначение в народном хозяйстве;
• общепромышленный вид. Криогенная и фонтанная арматура с обогревом, приспособления для сыпучих материалов, коррозионно-стойкие элементы — все это используется в особых условиях;
• специальные детали. Арматуру изготавливают по исключительно заказам, в применении используется специальный технический регламент;
• сантехнические принадлежности. Детали применяются для установки на приборах бытового типа, например, для работы газовой плиты или котла.

Также, существует арматура, которую создают исключительно по спецзаказу. В процессе изготовления мастера опираются на технические требования.

Отдельной категорией является судовая арматура, которая обладает повышенными эксплуатационными показателями и свойствами. Обусловлено это тем, что принадлежности применяются для работы на судах, поэтому должны быть соблюдены строгие технические характеристики.

Существует несколько основных классов арматуры, одним из которых является и запорный. Приспособления используются для остановки сильного потока какой-либо жидкости или газа в условиях определенной герметичности.

Итак, к запорной арматуре относятся следующие детали:

• задвижка. Является наиболее распространенным видом, основной принцип работы состоит в возвратно-поступательных движениях, останавливающих или открывающих поток;
• вентиль. Используется для регулирования расхода в трубопроводе, поддерживания нормального давления и смешивания жидкостей в необходимой пропорции;
• кран запорного типа. Пришел на замену стандартным вентилям, применяется для перекрытия потока;
• обратные клапаны. Используются в качестве защитных элементов.

Что же касается монтажа всех вышеперечисленных элементов, то существует несколько способов. Все они отличаются не только типом крепления, но и деталями, которые используются для установки.

Все сведения о запорной арматуре — в этом ролике: