Секущая задвижка на водопроводе. Водопроводные задвижки: обзор, виды, принцип работы и характеристики. Особенности задвижек различных модификаций

Один из самых старых и, в свое время, самых распространенных видов трубопроводной арматуры. За свою историю она нашла применение на множестве различных объектах, среди которых были не только трубопроводы, поскольку принцип действия задвижки, а именно идея заслонять поток спуском на него перпендикулярной ему плоскости, достаточно проста и удобна, поэтому говорить о её применимости только лишь на трубопроводах - это очень плоско.
За время своей богатой истории задвижка успела совершенствоваться и видоизменяться, и теперь современные задвижки могут отвечать большинству требований, выставляемых им на конкретных объектах. Таким образом, то, что сейчас называется одним общим понятием «задвижка», включает огромное множество различных видов, типов и конкретных марок. Для того чтобы разобраться в этом широком изобилии, нужно, для начала, определиться с классификацией задвижек. В качестве одних из основных их классификационных признаков выделяют обычно: классификацию по типу привода, классификацию по типу ходового узла, классификацию по типу запорного элемента, классификацию по типу крепления к трубопроводу и классификацию по типу материала, которым выполнено устройство.
Таким образом, классификация по типу привода содержит в себе разновидность задвижек, отличительной особенностью которых является устройство механизма, обеспечивающего работу запорного элемента, среди них можно выделить:
1) С электроприводом
2) С ручным приводом
3) С пневмоприводом
4) С гидравлическим приводом
5) С электромагнитным приводом
Из названия этих задвижек вытекает с тип привода арматуры.
Другая классификация различает в себе задвижки с разным типом ходового узла, то есть соединения привода арматуры с запирающим элементом, здесь можно выделить два вида задвижек:
1) Задвижка с выдвижным шпинделем - это задвижки, ходовой узел которых находится вне корпуса арматуры.
2) Задвижка с невыдвижным шпинделем - это задвижки, ходовой узел которых находится в полости внутри корпуса арматуры.
Классификация по типу запорного элемента, часто является определяющей при выборе конкретной модели арматуры для своего объекта, в ней можно выделить следующие модели:
1) Клиновая задвижка - наиболее распространенный вид задвижек, в котором запорный элемент выполнен в форме клина.
2) Задвижка двухдисковая - вид задвижек, которому характерно выполнение запорного элемента в виде двух плоскостей. Они бывают параллельны друг другу, в таком случае этот вид называется параллельные задвижки, они бывают также расположены под углом друг к другу, в таком случае они называются двухдисковые клиновые задвижки, или задвижки с упругим клином, когда плоскости связывает упругий элемент
3) Шиберная задвижка - Вид задвижек, в которых запирающий элемент выполнен в плоской форме.
4) Шланговая задвижка - Задвижка, поток среды через которую ведется шлангом, который способен пережиматься в корпусе задвижки.
Говоря о классификации по типу крепления задвижки к трубопроводу, можно выделить:
1) Под приварку (или приварные задвижки)
2) Фланцевые
3) Межфланцевые
4) Муфтовые
Особенности их креплении становятся понятными из названий задвижек.
Последняя классификация характеризует задвижки по типу материала, здесь выделяются:
1) Стальные
2) Чугунные
3) Из цветных сплавов
4) Титановые
Последнее, что хочется отметить по этой теме - это как различаются обозначением такой огромный спектр разных устройств. Согласно стандарту гост, существует нормативные обозначения, как задвижек, так и любого вида арматуры. Так, например, рассмотрим задвижку с обозначением 30с41нж. Число «30» здесь - означает наименование «задвижка». Буква «с» - означает тип материала, здесь это углеродная сталь. Число 41 - это тип привода, здесь указан «механический привод» буквы «нж» - означают материал уплотнительных поверхностей, здесь указаны уплотнительные поверхности, наплавленные углеродной сталью. Резюмируя вышесказанное, можно отметить, что найти подходящий вид задвижки часто бывает непросто, ещё сложнее бывает найти поставщика, который смог бы поставить необходимую вам задвижку на ваш трубопровод, поэтому всегда лучше работать с надежным и проверенным поставщиком, таким, как компания

Для трубопроводов разного назначения используются различные виды запорной арматуры. Чтобы корректно подобрать устройство для той или иной трубопроводной системы, необходимо знать предназначение арматуры и ее технические характеристики. Рассмотрим основные виды запорных устройств более подробно.

Область применения запорной арматуры

Запорная арматура предназначена:

1. для трубопроводов, подводящих к жилым, бытовым и промышленным помещениям газ или воду и отводящих канализационные стоки. Это самая широкая сфера применения запорных устройств;
2. для трубопроводов, в которых проходят агрессивные вещества. Устройства для химической и нефтегазовой отрасли отчаются более высокой герметичностью и коррозийной устойчивостью;
3. бытовых сетей , теплоснабжения и канализации. Арматура, устанавливаемая на частных сетях, отличается небольшими размерами и простотой управления.

На трубопровод можно устанавливать только ту арматуру, которая предназначается именно для этого вида.

Разновидности арматуры запорного типа

Различают следующие типы запорной трубопроводной арматуры:

• краны;
• вентили (клапаны);
• задвижки;
• заслонки.

Классификация кранов

Запорные краны преимущественно предназначены для бытовых трубопроводов с малым давлением.

Устройство запорной арматуры-крана следующее:

• корпус;
• запорный элемент;
• рукоять;
• набор уплотнительных прокладок.

Классификация устройств может быть произведена по нескольким признакам:

• типу запорного элемента;
• методу установки.

Элементом, перекрывающим поток проходящей среды, может быть:

• шар. В соответствие с этим кран носит название шаровой (рисунок выше);
• конус в виде пробки (пробковый кран).

Крепиться к трубопроводу краны могут:

• муфтовым способом. Фиксирующие гайки наворачиваются на подготовленную на трубе резьбу;

• фланцевым способом. В качестве фиксирующих элементов выступают фланцы, соединяемые между собой болтами;
• методом сварки.

Каждый кран имеет свое условное обозначение. На маркировке, нанесенной на корпус устройства, в обязательном порядке отражаются:

• диаметр условного прохода (DN);
• условное давление, на которое рассчитано устройство (РN);
• материал, примененный для изготовления крана;
• предприятие-изготовитель;
• дополнительные справочные материалы (дата изготовления, номер партии и так далее).

Если знать маркировку, то всегда можно самостоятельно подобрать запорное устройство.

Использование вентилей

Запорный клапан () состоит из корпуса с двумя концами для крепления устройства и седла, перекрываемого затвором.

Основная отличительная особенность вентиля от крана – это высокий класс герметичности, что позволяет использовать устройство на газопроводах.

Клапан, как и кран, может присоединяться к трубопроводу при помощи муфт, фланцев или сварки.

Выпускаются вентили, приводимые в действие:

• маховиком (ручное управление);
• электроприводом (электронное управление), в том числе и с помощью дистанционного пульта управления.

Маркировка запорной арматуры – вентиля также содержит:

• условное обозначение модели устройства;
• проход;
• обозначение типа присоединения к трубопроводу;
• давление;
• материал исполнения;
• климатическое исполнение;
• документ, на основании которого вентиль изготовлен.

Предназначение и разновидности задвижек

Наиболее часто используемым элементом любых трубопроводов является задвижка. Устройство представляет собой корпус и крышку, между которыми располагается затвор.

Назначение запорной арматуры – задвижки – любые трубопроводы, диаметр которых варьируется от 15 мм до 2000 мм.

Преимуществами устройства, по сравнению с другими видами запорной арматуры, являются:

• простота обслуживания и конструкции;
• небольшие размеры;
• малое сопротивление.

Задвижки могут изготавливаться из следующих материалов:

• стали;
• чугуна;
• цветных металлов и сплавов из них.

Управление задвижками происходит:

• ручным способом (вращением рукояти);
• электроприводом;
• гидроприводом.

Задвижки с электроприводом или гидроприводом преимущественно устанавливаются на промышленные трубопроводы.

Обозначение запорной арматуры (задвижки) определяет:

• вид и наименование устройства;
• условный рабочий диаметр;
• максимальное давление в системе;
• тип привода;
• положение устройства в рабочем состоянии;
• категорию размещения;
• климатическое исполнение;
• тип соединения устройства с трубопроводом.

Назначение заслонок

Запорным элементов в заслонке является диск, который вращается вокруг оси.

Заслонки преимущественно используются на трубопроводах, имеющих большой диаметр и находящихся под небольшим давлением, так как класс герметичности устройства достаточно низкий.

Заслонка может управляться:

• маховиком, приводящим в действие ось вращения (ручное управление);
• гидроприводом;
• электроприводом.

В большинстве случаев корпус запорного устройства изготавливается из чугуна, а поворотный диск – из стали.

Устанавливаются заслонки:

• методом сварки;
• фланцевыми крепежами.

Заслонки могут использоваться в трубопроводах с химическими жидкостями и канализационных системах. Для водоснабжения или отопления практически не применяются.

Марка запорной арматуры – задвижки, а так же номер партии, диаметр, давление и область определения обозначаются на корпусе устройства аналогично ранее приведенным схемам.

Условные обозначения запорной арматуры

Каждый вид и подвид запорной арматуры, применяемой при строительстве трубопровода, имеет свое условное обозначение, которое облегчает строителям выбор устройства.

Например, вентиль проходной обозначается двумя, соединенными между собой вершинами, треугольниками.

Как обозначается иная арматура указано на рисунке ниже.

Таким образом, каждый вид запорной арматуры предназначается для определенных трубопроводов. Чтобы подобрать наиболее подходящее устройство, можно воспользоваться маркировкой, которая наносится на корпус изделия или указывается в схеме трубопровода.

Задвижка представляет собой арматуру на трубопроводе с регулирующим элементом. Она является широко распространенным видом запорной арматуры и, в основном, применяется в жилищно-коммунальном хозяйстве, в транспортных трубопроводах, в водо- и газоснабжении, в энергетической сфере, в технологических трубопроводах и т.д. Фланцевые задвижки avk устанавливаются на те системы водоснабжения, по которым в основном транспортируется нейтральная жидкость. Ее температура не должна превышать 70 градусов Цельсия. Устройства выполняются из нержавеющей стали высокого качества с добавлением вспомогательных материалов. Благодаря обработке поверхности синтетической грунтовкой и слюдосодержащей краской, обеспечивается антикоррозийная защита задвижки.

Достоинства устройств:

• несложная конструкция
• оптимальная строительная длина
• эксплуатация в разных условиях
• минимальное гидравлическое сопротивление, что позволяет их использование в мощных магистральных трубопроводах.

К недостаткам данного типа арматуры, пожалуй, можно отнести быстрое изнашивание уплотнителей, а также трудности в ремонте устройств, особенно в процессе эксплуатации. Определенный тип задвижек служит только в качестве запорной арматуры , то есть регулировка расхода среды, в данном случае, невозможна.

При изготовлении задвижек принимается во внимание диаметр самого трубопровода, который равняется диаметру арматуры, то есть его проходного отверстия. Чтобы как-то уменьшить крутящий момент и снизить износ уплотнителей, начали применяться несколько суженные задвижки. При этом незначительное увеличение сопротивления, в данном случае, почти не влияет на рабочий процесс системы. Между тем, не рекомендуется использовать такой тип задвижек на тех магистральных трубопроводах, которые имеют большой диаметр.

Широко применяются задвижки, которые управляются штурвалом как вручную. так и электрическими приводами. Возможно также использование пневмопривода или гидропривода . В случае, если задвижка управляется вручную и отличается большими размерами, на нее целесообразнее монтировать редуктор, который значительно уменьшает сопротивление арматуры.

Задвижки различаются между собой по конструкции запорного органа и поэтому бывают следующих видов:

• клиновые задвижки
• параллельные задвижки
• шиберные задвижки
• шланговые задвижки

Клиновые задвижки

Первый вид задвижек имеет седла, расположенные в корпусе таким образом, чтобы формировался небольшой угол между ними. Затвор такой задвижки выполняется в виде клина, который в свою очередь бывает упругим, с двумя дисками или жесткий. Он может плотно размещаться между седлами в положении «закрыто». Выбор вида клина зависит от условий эксплуатации.

Жесткий клин

Чтобы обеспечить высокую герметичность запорного крана, рекомендуется использование жесткого клина . Но при этом важно требование повышенной точности при обработке клина, что позволит без помех совместить угол между седлами с углом самого клина. Между тем, необходимо заметить, что при использовании жесткого клина часто наблюдается опасность заклинивания затвора , иногда появляются проблемы открытия задвижки при колебаниях температуры, при появлении коррозийных признаков или износа уплотнителей.

Как видно из названия, этот клин состоит из пары дисков, плотно скрепленных между собой и находящихся под углом. Возможность самоустановки позволяет избегать проблем с герметичностью в закрытом положении задвижки. Снижается также возможность заклинивания затвора благодаря двухдисковой конструкции устройства. Сводится на нет также и явление износа уплотнителей, повышается герметичность, а для закрытия используется меньше усилия.

Упругий клин

Что касается упругого клина, то связанные упругим элементом диски в состоянии изгибаться, тем самым повышая плотность между уплотнителями в закрытом положении. Однако в упругом клине самоустановка дисков несколько снижена, но в некоторой мере существует способность компенсации незначительных деформаций корпуса , которые появляются из-за атмосферных температурных колебаний или нагрузок на трубопровод. К преимуществам использования упругого клина на трубопроводах относится отсутствие необходимости проблемной пригонки затвора по корпусу. Примечательна также простая конструкция арматуры. Можно сказать, что в упругом клине сочетаются достоинства двух вышеназванных затворов.

Название четко передает конструкцию и расположение уплотнительных поверхностей в корпусе. Здесь тоже имеется два диска, которые клиновым грибком прижимаются к седлам для перекрытия рабочей среды.

Шиберная задвижка

Основным отличием шиберной задвижки является конструкция и исполнение запорного элемента. Наличие металлической пластины позволяет разрезку включения в протекающей в задвижке жидкости. Шиберная задвижка используется в вакуумной технике, поскольку имеется широкая возможность изготовления любых сечений на устройстве даже при минимальной длине. Внутрь трубы при положении «открыто» никаких элементов задвижки не выступает . Этот нюанс сводит к минимуму сопротивление газу и повышает эффективность создания вакуума. Такой вид задвижек используется также в нефтегазовой промышленности, в канализационных системах, а также в тех трубопроводах, в которых имеются среды, загрязненные механическими элементами. Кстати, для разрушения некоторых частиц в трубопроводе, затвор шиберной задвижки выполняется в виде ножа.

Шланговая задвижка

Шланговая задвижка имеет несколько иную конструкцию, с корпусом без седел и с затвором без уплотнителей. Рабочая среда проходит через патрубок . Последний находится в корпусе и в состоянии изолировать от рабочей среды детали из металла. Чтобы перекрыть проход, шпиндель воздействует на шланг, который полностью пережимается. Шланговые задвижки устанавливаются на транспортирующие вязкие среды и агрессивные жидкости трубопроводы.

Невзирая на кажущуюся простоту, водопроводная задвижка представляет собой относительно сложную конструкцию, качество сборки и надежность которой напрямую влияют на рабочий процесс при подаче воды. В связи с этим, вся и прочие элементы должны соответствовать определенным стандартам, обеспечивать выполнение требуемых задач. Рассмотрим особенности этих деталей и их характеристики.

Разновидности

Водопроводные задвижки могут быть параллельного или клинового типа. В первом случае уплотнительная часть затвора размещена параллельно, без образования какого-либо угла. Такие модификации подразделяются на одно- и двухдисковые вариации.

Клиновое запорное устройство обеспечивает перекрытие ходов посредством сдвига затворов перпендикулярно движущимся потокам. Такие модификации используются при обслуживании трубопроводов с водой, паром, газами, некоторыми нефтепродуктами. Клинья могут быть цельными жесткими, упругими либо в виде спаренных дисков, покрытых высоколегированной сталью. Конструкция облегчает замену сальников при возведении системы или ее обслуживании.

Шпиндели

В зависимости от типа водопроводной задвижки, она оснащается блоком с разным направлением перемещения шпинделей. В этом плане предусмотрено два типа конфигураций:

1. Выдвижной шпиндель. В этом случае открытие и закрытие задвижек производится при помощи движений поступательного или винтового движения. Такие элементы, как правило, обладают внушительными габаритами.
2. Невыдвижной вращающийся аналог. Данный элемент меньше по высоте, применяется обычно при транспортировке воды, нефтепродуктов и прочих жидкостей, не вызывающих коррозийные процессы. Остальные потоки транспортируются через задвижки с выдвижным шпинделем.

Запорным приспособлением в конструкции служит стальная перегородка с различными параметрами, которая востребована при перекрытии газа и жидкости в случае перепада показателей давления.

Принцип работы

Водопроводная задвижка предназначена для включения или выключения потоков используемой среды. Температурная выдержка - до 225 градусов по Цельсию. Чугунный элемент на горизонтальных трубопроводах монтируется вверх маховиками с вертикальным размещением шпинделей.

На вертикальной конструкции задвижка устанавливается плашмя, а шпиндели смотрят в горизонт. Все виды рассматриваемых запорных устройств относятся к ремонтируемым типам изделий. В любой конфигурации предусмотрена возможность ручного или автоматического управления (посредством

Вторая модификация удобнее и практичнее, благодаря более широкому функционалу. При помощи кнопок можно остановить водопроводные задвижки в любых промежуточных позициях. Кроме того, автоматическая деактивация двигателей происходит при достижении запорными механизмами крайних точек. Дополнительный датчик положения затворов дает возможность увидеть, открыт или закрыт проход.

Особенности

Среди преимуществ и особенностей рассматриваемого механизма можно отметить следующие моменты:

• При использовании данной детали подача транспортируемого потока выполняется в любом направлении.
• Элемент имеет малую строительную длину.
• Наблюдается способность перекрытия жидких и вязких потоков с незначительным гидравлическим сопротивлением.
• Выдерживаемое давление - до 25 МПа.
• Возможные колебания диаметра (Ду) - 50-1200.
• Температурный предел - до 450 градусов.
• В качестве рабочей среды может выступать не только вода, но и масло, кислоты, щелочь, нефтепродукты.

Чугунная водопроводная задвижка

Подобное запорное устройство широко распространено и используется в трубопроводах с условными диаметрами проходов от 50 миллиметров до 3 метров. Модификация отличается простотой конструкции и наличием небольшого гидравлического сопротивления. Последний параметр обусловлен маховиком с ручным приводом, обеспечивающим сдвижку затворов вплоть до абсолютного перекрытия зазоров.

В зависимости от особенностей конструкции, устройство водопроводных задвижек может быть полнопроходным либо суженным. Первый вариант отличается меньшим гидравлическим сопротивлением, а также наличием большего диаметра. Уменьшенные версии применяются преимущественно в системах, где рабочая жидкость перемещается с установленными скоростями.

Отличительным элементом чугунных запорных элементов является выдвижной шпиндель, что способствует облегчению проведения технического обслуживания в связи с удобным доступом к компонентам конструкции.

Конфигурация без выдвижных штоков также имеет свои преимущества. Основное из них - компактный размер, позволяющий поместить деталь в небольших отсеках (в 1.5 раза меньше предыдущего элемента).

Стальные аналоги

Водопроводные из стали эксплуатируются в режимах «открыто/закрыто». Они применяются в качестве при наличии незамкнутого типа с номинальным давлением до одной атмосферы.

Рассматриваемые изделия классифицируются по следующим параметрам:

• Тип привода.
• Размещение ходовых узлов.
• Способ подключения к трубопроводу.
• Виды затворов.

Стальная клиновидная задвижка, в свою очередь, подразделяется на жесткие и составные модификации. В первом варианте предусмотрены цельнолитые клинья, обеспечивающие хорошую герметичность. Их недостаток - при возникновении существенных температурных колебаний элементы подвержены заклиниванию. Во избежание этого, создана задвижка с двухдисковым запирающим механизмом.

Соединение с трубопроводом

Фиксация задвижек водопроводных, диаметр которых соответствует трубопроводу, производится при помощи фланцев и болтов либо методом сварки. Второй способ считается прочнее и надежней, применяется для обработки конструкций с агрессивными жидкостями. При этом отмечается исключение протечек и отличная герметичность. Несмотря на небольшие габариты, монтаж задвижек требует внимательности и точности.

По способу изготовления рассматриваемая запорная арматура делится на следующие категории:

• Цельнолитые модификации.
• Сварные варианты.
• Штампованные аналоги.

Наиболее распространены литые задвижки, поскольку являются самыми надежными. К их достоинствам относится простота эксплуатации, малое гидравлическое сопротивление и небольшая длина. Среди минусов - затяжной период открытия и закрытия, а также наличие большой высоты. При их помощи не получится отрегулировать скорость потоков рабочей жидкости.

Независимо от видов водопроводных задвижек, они имеют похожие правила, которые необходимо соблюдать при монтаже. Выбирать систему необходимо с учетом особенностей эксплуатации. Например, если запорные элементы устанавливаются в трубопроводах с постепенным снижением рабочих потоков, корпусные части деталей испытывают высокочастотные вибрации при неполных затворах. Это провоцирует интенсивный износ изделий, вплоть до выхода из строя. В результате придется разбирать всю конструкцию, выполнять полную замену и притирку элементов запорной арматуры.

На длительность рабочего ресурса влияют такие факторы:

• Правильный монтаж.
• Подготовка рабочих плоскостей и действующей среды.

Перед установкой задвижек рекомендуется произвести пропарку поверхностей посредством горячей воды, после чего их необходимо высушить. Предварительно следует очистить также и сам трубопровод от посторонних частиц и грязи. Монтируемые элементы должны соответствовать параметрам технического паспорта. В противном случае изделие быстро придет в негодность.

Не допускается установка задвижек маховиком вниз. Это приводит к протеканию рабочих жидкостей или испарению газа.

При фланцевом соединении необходимо следить за тем, чтобы все агрегирующие элементы совмещались между собой без перекосов.

Перед монтажом запорной арматуры трубы и прочие монтируемые элементы должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, грязи, посторонних частиц. Только такой подход сможет гарантировать высокое качество монтажа и длительный рабочий ресурс.

В завершение

Стоит отметить, что цена задвижек водопроводных зависит от размеров и материала изготовления, а также от конфигурации. Средняя стоимость такого запорного механизма - от 5 до 60 тысяч рублей. Независимо от типов рассматриваемых элементов, они выполняют важную роль в конструкции трубопроводов различного предназначения. Главное - при выборе учитывать особенности эксплуатации, рабочей жидкости и особенности монтажа.

Задвижка, затвор, шаровой кран — что выбрать?

Задвижка

В данной статье автор не ставит своей целью дать полную характеристику таким видам запорной арматуры, как задвижки, поворотные дисковые затворы и шаровые краны. Предпринята попытка показать преимущества и недостатки того или иного типа арматуры, оставив право покупателю самому отдать предпочтение какому-то из рассматриваемых типов арматуры.
– это тип арматуры, у которой запирающий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды возвратно-поступательно или возвратно-поворотно. Основное назначение задвижки – это перекрытие потока рабочей среды с определенной степенью герметичности в затворе. В некоторых технологических системах допустимо применение задвижек в качестве запорно-регулирующей арматуры (при кратковременно частично открытом затворе), когда возможно дискретное регулирование потока рабочей среды.
По степени герметичности задвижки бывают: класса А, В, С, D, В1, С1 и D1 по ГОСТ 9544-2005.
В настоящее время выпускается большое количество конструктивных типов задвижек, отличающихся:

• конструкцией запирающего элемента — с клиновым запирающим элементом задвижка клиновая или с параллельным запирающим элементом задвижка параллельная;
• расположением ходового узла – задвижки с выдвижным шпинделем, у которых ходовая резьба шпинделя располагается снаружи (в бугельном узле), и перемещается по резьбе резьбовой втулки, не находясь в контакте с рабочей средой, и задвижки с невыдвижным шпинделем, у которых шпиндель осуществляет только вращательное движение, а резьбовая его часть постоянно находится во внутренней полости корпуса задвижки;
• конструкцией проходной части – полнопроходные (диаметр прохода задвижек практически равен диаметру трубопровода), неполнопроходные (диаметр прохода задвижек меньше внутреннего диаметра соединительных фланцев);
• типом привода – с ручным управлением от маховика, с ручным управлением через редуктор, с электроприводом, пневмоприводом, гидроприводом;
• способом подсоединения к трубопроводу – фланцевый, муфтовый, при помощи сварки (стальные задвижки);
• типом формообразования корпусных деталей – литые, сварные;
• типом уплотнения подвижных элементов относительно внешней среды – сальниковые, сильфонные;
• материалом изготовления корпуса: стальные (некоррозионностойкие и коррозионностойкие), чугунные.

Преимущества задвижек:

• незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом затворе, что особенно ценно при использовании задвижки на трубопроводе, через который постоянно движется жидкая среда с большой скоростью (магистральные трубопроводы);
• отсутствие поворотов потока рабочей среды, как, например, у вентилей, что не приводит к потерям энергии, особенно при больших диаметрах прохода;
• относительно небольшая строительная длина;
• возможность подачи рабочей среды в любом направлении;
• широкая линейка типоразмеров (задвижки со сплошным клином, задвижки с упругим клином, двухдисковые задвижки, шиберные задвижки, шланговые задвижки), что позволяет выбрать наиболее оптимальный тип задвижки под заданные условия эксплуатации.

К недостаткам задвижек следует отнести:

• невозможность применения для сред с кристаллизирующимися включениями;
• сравнительно небольшой допустимый перепад давления на затворе;
• невысокая скорость срабатывания, что не позволяет произвести экстренное перекрытие потока среды в аварийной ситуации;
• возможность получения гидравлического удара в конце хода;
• возможность заклинивания затвора при колебаниях температуры рабочей среды у задвижек малых диаметров с жестким клином;
• трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей при эксплуатации;
• высокая стоимость ремонта при относительно низкой цене задвижки (стоимость ремонта задвижки составляет 70-80% от стоимости новой задвижки);
• сравнительно большая строительная высота и масса.

Выбирая тот или иной тип задвижки, следует помнить, что каждому виду задвижек помимо общих преимуществ и недостатков присущи некоторые особенности и отличия, которые необходимо знать и которыми нельзя пренебрегать. Например, известно, что наименьшей металлоемкостью и, как следствие, массой, обладают задвижки с цельным клином, но в то же время с точки зрения обеспечения герметичности по затвору они являются и самыми проблемными. Этим и объясняется применение в затворе задвижек с цельным клином вторичных эластичных уплотнений, что не делается в задвижках с другим типом клина. Так, для целей водоснабжения с успехом используется чугунная задвижка с обрезиненным клином типа МЗВ (МЗВГ) 30ч39р.
Для задвижек с цельным клином характерна еще одна особенность — односторонняя герметичность в затворе. Это, казалось бы явный недостаток. Но, работая на жидкой среде и будучи закрытой (при этом в крышке задвижки образуется полость, заполненная жидкостью), ни одна задвижка с цельным клином, благодаря этому недостатку, не будет разрушена из-за повышения давления жидкости в полости крышки вследствие изменения ее температуры, в то время как у задвижек с другими клиньями поломка возможна.
Если для задвижек с цельным клином существует большая вероятность заклинивания задвижки при работе с высокими температурами рабочей среды (300 оС и более), что требует периодической проверки ее работоспособности или применения устройств для расклинивания, то задвижки с упругим клином лишены этого недостатка.
Двухдисковые задвижки, наоборот, являются наиболее металлоемкими, но зато имеют высокую герметичность по затвору и обладают лучшей ремонтопригодностью по сравнению с клиновыми задвижками.
Как было отмечено выше, задвижки бывают с невыдвижым и выдвижным шпинделем. Нормальная работа резьбовой пары шпиндель-ходовая гайка может протекать лишь при постоянном наличии смазки и систематическом техническом обслуживании конструкции. Это выполнимо только в том случае, если ходовой узел доступен для технического обслуживания. В задвижках с невыдвижным шпинделем ходовой узел погружен в рабочую среду, к нему закрыт доступ, он подвержен воздействию коррозии и абразивных частиц рабочей среды, если она засорена, что накладывает ограничения на применение таких задвижек. Они применимы для трубопроводов, транспортирующих минеральные масла, нефть, воду, не засоренные твердыми частицами и не имеющие коррозионных признаков. Так как они имеют меньшую строительную длину, чем задвижки с выдвижным шпинделем, то их целесообразно применять для подземных коммуникаций и колодцев, в качестве фонтанной арматуры на нефтяных скважинах.
У задвижек с выдвижным шпинделем ходовая резьба шпинделя и гайки находятся вне полости затвора, поэтому для них не характерны отмеченные выше недостатки, что позволяет применять эти задвижки на ответственных объектах и участках трубопроводной сети.

В качестве альтернативы традиционным типам задвижек в последнее время все большее применение среди запорной арматуры находят дисковые поворотные затворы и шаровые краны.

Дисковый затвор

По своей конструкции представляет собой короткий отрезок трубы с запирающим или регулируемым элементом в виде диска, поворачивающегося вокруг оси, расположенной перпендикулярно к оси прохода. Ось диска является одновременно и штоком затвора с сальниковым уплотнением в местах прохода через корпус. Диск может быть плоским или двояковыпуклым (линзовым). Материал, используемый для изготовления дисков – никель-чугун, хром-чугун. Кромки поворотного диска притерты к внутренней поверхности корпуса. Для обеспечения герметичности затвора применяются металлические или мягкие (резиновые, фторопластовые) кольца. Дисковые затворы могут использоваться как запорная и как регулирующая арматура. Для использования в качестве регулирующей арматуры предусмотрено несколько фиксированных промежуточных положений, для чего такие затворы оборудованы приспособлением, фиксирующим положение поворотного диска. В открытом положении диск устанавливается вдоль оси корпуса, создавая минимальное сопротивление потоку. В закрытом положении диск устанавливается перпендикулярно оси корпуса, соприкасаясь своими кромками с уплотнительными кольцами, которые могут располагаться как на самом диске, так и на корпусе затвора. Затвор устанавливается на трубопроводе между фланцами трубопровода, стягиваемым шпильками. Поворотные затворы могут монтироваться в любом положении, однако затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении, так как при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Дисковые затворы могут изготавливаться с эксцентрично установленными дисками. Такое расположение диска создает ему благоприятные условия взаимодействия с уплотнительными кольцами, исключает гистерезис, присущий дискам с нулевым эксцентриситетом.
Управление дисковыми затворами может осуществляться вручную, с использованием редуктора, при помощи электропривода, пневмопривода или гидропривода.

Популярность применения дисковых затворов определяется рядом преимуществ перед другими типами запорной арматуры:

• сравнительно низкое гидравлическое сопротивление;
• малое время открытия и закрытия затвора (диска);
• отсутствуют застойные зоны, в которых могут скапливаться механические примеси и грязь, поступающие в затвор вместе с рабочей средой;
• отсутствие резьбовых рабочих пар в конструкции (по сравнению с задвижками, где применяется резьбовая пара «втулка-шпиндель»), что повышает эксплуатационные качества при воздействии неблагоприятных условий внешней среды;
• сравнительно небольшие габариты и масса;
• большие диаметры прохода;
• большой ресурс работы при соблюдении правил эксплуатации (нормативный срок службы – 30 лет);
• простота и удобство монтажа-демонтажа.

К недостаткам затворов можно отнести:

• пониженная герметичность запорного органа;
• большие крутящие моменты на валу из-за больших неразгруженных усилий, действующих на диск затворов больших диаметров прохода;
• трудность получения расчетных пропускных характеристик при работе затвора в качестве регулирующей заслонки.

Затворы поворотные обычно применяются в водоснабжении, пивоварении и пищевой промышленности, где используются чистые среды.
Основные параметры дисковых затворов регламентированы ГОСТ 1251-89 и ГОСТ 25923-89.

Шаровой кран

Также как и задвижки, и дисковые затворы предназначены для установки в качестве запорного устройства, перекрывающего потоки жидких и газообразных рабочих сред на трубопроводах в системах водо- и газоснабжения, на предприятиях теплоэнергетики, в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.
В качестве объекта анализа здесь рассматриваются стальные шаровые краны. О шаровых кранах, изготавливаемых из латуни или бронзы малых диаметров (Ду 15-50мм), используемых при установке сантехнического оборудования, речь здесь не идет.
Запорным элементом в шаровом кране является собственно шар (пробка, выполненная в виде шара), имеющий сквозное отверстие для прохода рабочей среды и изготовленный из нержавеющей стали.
Существуют два базовых исполнения шаровых кранов — краны с плавающей пробкой, когда шар поддерживается уплотнительными кольцами, и краны с пробкой (шаром) в опорах. Последние более приемлемы для высоких давлений и больших диаметров. В этих кранах нагрузка от перепада давлений в закрытом положении воспринимается подшипниками опор, а не уплотнительными седлами. Шаровые краны с плавающей пробкой используются при низких давлениях и температурах.
Перекрытие трубопровода происходит при переводе рычага крана в крайнее закрытое положение (без остановки в промежуточных положениях). При этом шар внутри крана поворачивается вокруг своей оси стороной, в которой нет сквозного отверстия для прохода рабочей среды. При установке крана в открытое положение пробка принимает такое положение, при котором отверстие в шаре совпадает с осью трубопровода, тем самым, обеспечивая проход рабочей среды.

Преимущества шаровых кранов:

• высокая степень герметичности (как правило, класс герметичности «А»);
• низкое гидравлическое сопротивление;
• небольшая масса и габариты;
• малое время открытия и закрытия;
• не требуется технического обслуживания в процессе эксплуатации (подтягивания, смазки и т.д.);
• большая «линейка» кранов по рабочим параметрам (условному диаметру прохода, давлению, температуре), по способу монтажа («фланцевое», «муфтовое», «под приварку»), по виду исполнения (цельносварной корпус или разборный корпус).

Так, например, стальные шаровые краны «BREEZE», производства завода «Олбризсервис» (Украина, г. Киев) представлены в двух видах исполнения: серия EUROPE- в цельносварном корпусе, серия SILVER – в разборном корпусе. Краны поставляются в трех модификациях присоединения: СВАРКА, ФЛАНЕЦ, РЕЗЬБА. Линейка диаметров кранов «BREEZE» различных модификаций от 15 до 300 мм, рабочее давление 1.6, 2.5 или 4.0 МПа, рабочая температура от минус 30 до 200 оС. Заводом изготовляются два наименования крана 11с33п и 11с41п с фланцевым присоединением, у которых строительная длина равна строительной длине таких распространенных в эксплуатации стальных задвижек, как 30с41нж, что позволяет без особых усилий производить замену вышедших из строя задвижек на краны. Имеются краны с удлиненным штоком для подземной установки.

На предприятии Луганский завод трубопроводной арматуры «Спецавтоматика» через Торговый Дом «МАРШАЛ» можно заказать широко известные покупателю шаровые краны, выпускаемые под торговой маркой «МАРШАЛ»: из углеродистой стали или из коррозионностойкой стали, сварной разборный или цельносварной неразборный, литой разборный или литой неразборный, укороченный или неукороченный, с фланцевым, муфтовым или под приварку соединением, полнопроходной или неполнопроходной, без привода, с редуктором или под привод (электрический, пневматический, гидравлический).

Для выбора того или иного крана необходимо знать определенный минимум характеристик, которые, как правило, указываются в паспортах на изделие.
В качестве примера ниже приведен перечень технических характеристик, указываемых в паспорте на кран шаровой марки «МАРШАЛ» 11с67пСФ:
Условный диаметр…………………………………….200 мм (250,300, 350,400,500,600мм)
Рабочее давление, не более…………………………..1.6МПа; (2.5МПа;4.0МПА)
Температура рабочей среды………………………….от -40 оС до 180оС
Рабочая среда………………………………………….вода, газ, нефтепродукты и другие неагрессивные среды, нейтральные к материалам деталей крана
Класс герметичности………………………………….А ГОСТ 9544-2005
Климатическое исполнение…………………………..У1, ХЛ1 ГОСТ15150
Температура окружающей среды…… ……….не ниже — 40 оС (У1), не ниже — 40 оС (ХЛ1)
Количество рабочих циклов…………………………..не мене 10 000
Полный срок службы………………………………….не менее 10 лет
Присоединение к трубопроводу………………………..фланцевое
Управление…………………………………………….редукторное
Краны изготовлены в соответствии с ГОСТ28343 (ИСО7121)
Строительные длины………………………………….ГОСТ 28908, ГОСТ3706 (ИСО5702)
Размер фланцев………………………………………..ГОСТ12815 (ИСО7005).

Наряду с достоинствами шаровые краны обладают и рядом недостатков, которые необходимо учитывать при выборе арматуры.
Недостатки шаровых кранов:

• невозможность использования стандартных шаровых кранов в качестве регулирующей и дроссельной арматуры;
• повышенные требования к чистоте рабочей среды, проходящей через кран, особенно к наличию твердых частиц;
• возможно «прикипание» шара при длительной эксплуатации в закрытом или открытом положении;

Таким образом, проведя краткий анализ современных запорных устройств, можно сделать вывод о том, что каждый из рассмотренных типов запорной арматуры обладает определенными преимуществами и недостатками, зная которые можно наилучшим образом определиться с выбором арматуры под заданные требования и условия эксплуатации.