Достоинства и недостатки затвора дискового

Затвор поворотный многопрофильный дисковый: конструкция и назначение устройства

Затвор дисковый — это приспособление, которое используется в качестве запирающего элемента. Главным элементом конструкции является диск, который осуществляет осевой поворот. Он может находиться под разными углами к направлению передвижения жидкости или другой среды. Дисковый поворотный затвор является альтернативой кранам и вентилям, которые обладают худшими качественными характеристиками.

Дисковый поворотный затвор — разновидность запорной арматуры, применяемой в трубопроводах разного назначения

Основные характеристики затворов

Материалы, из которых делаются эти устройства, достаточно разнообразны. Затворы поворотные чугунные дисковые выпускаются из чугунного сплава, в состав которого входит шаровидный графит. Стальные модели могут производиться из углеродистой, нержавеющей, низколегированной и прочих видов стали. Помимо этого, встречаются модели из полимеров и различных цветных металлов. Но практически в любую такую модель устанавливается чугунный или же стальной диск.

Дисковые поворотные затворы для агрессивных сред производятся, как правило, из нержавеющей стали. Этот тип материала обладает более высокими качественными характеристиками.

Технические параметры подобной запорной арматуры таковы:

1. Диаметр прохода у таких устройств от 40 до 400 мм.
2. Показатель рабочего давления колеблется от 6 до 100 кгс/см².
3. Могут функционировать при температурных показателях среды — от -40 °C до +550 °C.
4. Могут иметь любой тип привода, в зависимости от особенностей применения.
5. Масса и размеры устройств меньше, чем у шаровых кранов в 2–5 раза.
6. Обладают общими эргономическими требованиями по ГОСТ 12.2.049.
7. Служат до 15 лет.

Затворы могут быть изготовлены из разных видов стали, чугунных сплавов и в некоторых случаях — полимеров

Вес и размеры некоторых дисковых поворотных затворов представлены в таблице.

Таблица 1

Достоинства и недостатки устройств дискового типа

К плюсам конструкции относятся:

• лёгкость установки;
• обладают небольшим показателем гидравлического сопротивления;
• могут выступать в качестве регулирующих элементов;
• обладают широким ассортиментом размеров и диаметров;
• в случае протечки уплотнительный элемент легко заменить;
• имеют неплохую термостойкость;
• относительно низкая стоимость.

На затворы больших диаметров устанавливаются приводы разных типов, вручную таким устройством управлять невозможно

• при ручном типе управления системой, которая имеет большой диаметр, обязательным правилом является установка редуктора.
• высокие показатели герметичности имеют только устройства с мягким резинотехническим уплотнением. Цельнометаллические модели не так хорошо справляются с перекрытием подачи жидкости.
• в случае использования устройства в качестве регулирующей заслонки, получение пропускных характеристик затруднительно.

Виды устройств

Подобные затворы делятся на несколько видов по разным параметрам.

1. По типу уплотнений:

• эластичное – на диске или в корпусе;
• металлическое.

2. По типу привода:

• ручные;
• пневмогидравлические;
• электрические.

3. По типу подсоединения:

• фланцевые;
• межфланцевые;
• с патрубком для приварки.

Стоит знать! Самыми простыми в плане управления являются затворы дисковые поворотные с редуктором. Они могут обладать разными уплотнительными элементами на основе каучука.

Чаще всего затворы выпускаются с фланцевым типом крепления, которое является разборным

Использование дисковых затворов

Благодаря развитию химической промышленности в последние несколько десятилетий популярность и спрос на поворотные устройства выросли. Резиновые элементы, присутствующие в них, гораздо более герметичны, чем соединения из металлов, и в некоторых случаях они лучше переносят влияние агрессивных химических сред.

Применяются дисковые затворы поворотные в разных областях промышленности, таких как:

• нефтяная отрасль;
• в отопительных конструкциях;
• в системах водоснабжения;
• в неагрессивных и агрессивных средах (химическая промышленность).

Благодаря своей компактности этот тип запорной арматуры пришёл на замену более громоздким кранам и вентилям. Помимо этого, устройства имеют лучшие технические характеристики.

Принцип работы затворов дисковых поворотных

В отличие от обычных кранов шарового типа, в которых запирание производится благодаря смене положения прижатого к сёдлам шарового элемента, дисковые приспособления выполняют эту функцию путём поджима диска к седлу в окончательной поворотной точке. Такое отличие позволяет избежать трения на протяжении поворота, что является неоспоримым плюсом. Трение в таких запорных элементах присутствует только в момент открытия и закрытия затвора поворотного дискового.

В конструкции затвора трение запорного элемента сведено к минимуму, поэтому такие устройства служат дольше обычных шаровых кранов

В случае с шаровым краном, когда инородные частицы попадают на сферу, которая осуществляет перекрытие прохода, из-за трения может произойти повреждение этого элемента и образоваться протечка. Дисковые поворотные устройства исключают эту возможность. Это преимущество позволяет им осуществлять свою работу на протяжении длительного срока без каких-либо поломок.

Дисковые поворотные затворы изготавливаются из разных материалов, имеют различные виды уплотнителей, а также широкий выбор размеров и диаметров. Применяются эти устройства на разных предприятиях. Они имеют неоспоримые преимущества перед устаревшими кранами и вентилями, что позволяет им занимать лидирующие позиции на рынке.

Достоинства и недостатки затвора дискового

Задвижки имеют следующие преимущества:

1. незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом проходе;

2. отсутствие поворотов потока рабочей среды;

3. возможность использования для перекрытия потоков среды большой вязкости;

4. относительно небольшая строительная длина;

5. возможность подачи среды в любом направлении.

К недостаткам задвижек следует отнести:

1. невозможность применения для сред с кристаллизирующимися включениями;

2. сравнительно небольшой допускаемый перепад давления на затворе;

3. невысокая скорость срабатывания;

4. возможность получения гидравлического удара в конце хода;

5. трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей при эксплуатации.

Достоинства и недостатки дисковых затворов

Дисковый затвор выгодно отличается от задвижки по таким показателям как малое время открытия и закрытия, возможность плавного регулирования расхода среды. Правда, точность регулирования у затворов все же невысока. Открытие/закрытие затвора производится простым поворотом диска на 90°.

Для использования в качестве регулирующей арматуры предусмотрено несколько фиксированных промежуточных положений. Затвор должен выбираться под определенный расход рабочей среды, который должен укладываться в поворот диска приблизительно от 15° до 75°. В этом диапазоне поворота диска затвор обладает пропорциональной характеристикой расхода, а поток рабочей среды не наносит вреда затвору.

Регулирование расхода рабочей среды в узкой щели приводит к интенсивной кавитации, которая разрушает седловое уплотнение и покрытие диска. Использование эластичных уплотнений в дисковых затворах надежно исключает протечки во время эксплуатации затвора, обеспечивая герметичность класса А в соответствии с ГОСТ 9544–93 (без видимых протечек) и одновременно выполняя функции защитного покрытия для элементов корпуса и диска.

Износостойкость используемой резины при соблюдении условий эксплуатации гарантируется в течение 5–10 лет или до 100 тыс. закрытий и открытий. После этого может потребоваться замена уплотнения, что предполагает несложную операцию, не требующую особой квалификации. Использование же уплотнения «металл по металлу» требует очень внимательного отношения к рабочей среде, т.к. любое попадание в среду твердых фракций выводит его из строя. Потеря герметичности в затворе с резиновыми уплотнениями происходит постепенно, по мере выработки, а не лавинообразно, как у других уплотнений.

Применение защитных покрытий на основе эластомерных и полимерных материалов для деталей, непосредственно контактирующих с рабочей средой, обеспечивает стойкость арматуры к воздействию агрессивных сред. Эластомерный или метало-резиновый вкладыш исключает контакт рабочей среды с корпусом затвора, а эластомерное или полимерное покрытие защищает диск.

Поворотные затворы могут устанавливаться в любом положении, однако затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении штока, т.к. при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Простота и удобство монтажа затворов, особенно в стесненных условиях, обусловлены малой монтажной длиной (в 4,5 раза меньше, чем у традиционной задвижки).

Помимо компактных размеров, дисковый затвор отличается малыми весогабаритными характеристиками. Так, вес одного затвора может быть до восьми раз меньше веса задвижки того же условного прохода. Это уменьшает весовую нагрузку на трубопровод и упрощает монтажные работы, т.к. не требуется мощного грузоподъемного оборудования и специальных монтажных площадок.

Дисковый затвор не имеет резьбовых рабочих паp. Резьбовая пара втулка-шпиндель задвижки подвергается коррозии из-за воздействия внешней среды и выходит из строя, особенно в колодцах теплотрасс, имеющих теплую и влажную окружающую среду, а также при установке задвижек на открытых площадках. Дисковый затвор, в отличие от задвижки, не имеет застойных зон в проточной части, а, значит, рабочая среда не застаивается в корпусе затвора даже при длительной остановке системы.

Скапливающиеся в застойных зонах задвижки различные механические примеси, присутствующие в проводимой среде, рано или поздно приводят к невозможности герметичного перекрытия потока. Затвор удобен для установки на трубопроводах с теплоизоляцией. Наружный диаметр корпуса затвора не превышает наружного диаметра фланца трубопровода, а органы управления затвора расположены выше габаритного размера теплоизоляции.

Для дискового затвора возможна любая автоматизация. Он может управляться как ручными средствами — рукояткой или редуктором, так и пневмо или электроприводом отечественного либо зарубежного производства.

Итог преимуществ и недостатков затворов:

— низкое гидравлическое сопротивление;
— малое время открытия и закрытия затвора;
— отсутствуют зоны, в которых могут скапливаться частицы и грязь;
— сравнительно небольшие габаритные размеры и масса.

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

Достоинства и недостатки дискового затвора

Дисковые затворы чаще всего устанавливается на трубопроводы с малым давлением и не требующим высокой герметичности. Обычно — это магистральные системы подачи жидкости большого сечения.

Исходя из названия, можно понять, что запорным или регулирующим элементом служит пластина в виде диска, которая совершает поворот по оси перпендикулярно или под небольшим углом к потоку движения среды, транспортируемой по трубопроводу. К подобным элементам арматуры относятся заслонки, поворотные затворы, герметичные клапаны — они могут быстро устанавливаться и обеспечивают надежность работы системы трубопровода.

Механизм прост и состоит из металлического корпуса с размещенными внутри седлами, между которыми передвигается металлический запорный элемент овальной формы. Поворотный момент седла составляет 90 градусов. Поворотная ось располагается перпендикулярно потоку транспортируемой среды, а вращательная ось может совпадать с осью диска; в этом случае арматура имеет название осевой. Арматура, в которой ось диска не совпадает с осью вращения, называется эксцентриковой. Выбор зависит от технических особенностей трубопровода и параметров среды, двигающейся по трубам.

Плюсы и минусы дискового затвора

В многолетней практике использования стала очевидной эффективность и высокое качество подобной арматуры. Благодаря несложной конструкции, ремонтные работы можно проводить быстро, не забирая механизм в мастерскую. Главными достоинствами можно назвать таковые:

1. Размеры и вес позволяют производить монтаж без применения сложных, громоздких механизмов и инструментов.
2. Дисковая задвижка имеет настолько простую конструкцию, что с ремонтом может справиться специалист невысокой квалификации, так как вышедшие из строя детали можно заменить довольно легко.
3. Количество рабочих элементов минимально, что позволяет максимально снизить стоимость готовой арматуры.
4. Может использоваться в трубопроводах большого диаметра, обеспечивая высокое качество работы.

Не существует полностью совершенных механизмов. К главным недостаткам дисковых затворов относятся:

1. Монтаж затворов на большие трубопроводы требует использования специальных редукторов, дающих возможность перекрывать подачу с малыми усилиями.
2. Поскольку диск располагается внутри корпуса, то при открытом положении характеристики гидравлики минимальные.
3. Низкие показатели герметичности обусловлены отсутствием мягкого уплотнителя. Прилегание металла к металлу не дает стопроцентной возможности перекрытия потока среды.

Устройство и варианты конструкций

Главное преимущество подобной арматуры — это простота конструкции. В цилиндрическом корпусе, обеспечивающим бесперебойный проход перекачиваемой среды, установлен металлический диск. Он может вращаться вокруг оси, благодаря чему способен перекрывать транспортируемой субстанции путь. Он прилегает к корпусу с уплотнителем и таким образом полностью блокирует движение среды. Форма диска зависит от технических характеристик изделия и может быть плоской или выпуклой. При необходимости рабочий элемент покрывается специальной антикоррозийной защитой. Единственное, что остается неизменным, это чугунный корпус затвора.

Использование дискового затвора при работе на трубопроводах с агрессивными средами заставляет применять нержавеющую сталь и специальные, особо прочные уплотнители, которые способны выдержать длительное воздействие подобной среды. Основной способ соединения арматуры с трубопроводом — стяжной. Идущие последовательно отверстия служат креплением для шпилек, дающих возможность быстро монтировать арматуру на фланец трубопровода.

Работа затвора обеспечивается специальными маховиками, при монтаже их на трубопроводы большого диаметра используют специальные редукторы, дающие возможность с минимальными усилиями перекрывать доступ перекачиваемым продуктам, заставлять двигаться в нужном направлении. Развитие автоматизированных систем управления заставляет применять электрические однооборотные или многооборотные механизмы, что серьезно упрощает работу.

Использование пневматических приводов

Чаще всего дисковые затворы с пневматическими приводами применяются в пищевой и фармакологической промышленности. Они обеспечивают работу трубопроводов, подающих пар, воду или разного рода маслянистые жидкости. Пневматический механизм дает возможность полностью автоматизировать производственные процессы, избавиться от необходимости участия человека. Данная технология гарантирует надежность, эффективность, долговечность трубопровода и четкое соблюдение технологических процессов. Конструкция пневматического дискового затвора практически аналогична механическому, за исключением наличия специального редуктора и системы сигнализации. Его работа серьезно повышает производительность и надежность трубопровода.

Поворотный затвор. Технические особенности, достоинства и недостатки дискового поворотного затвора

Конструкция поворотного дискового затвора состоит из трех главных частей:

Все технические особенности этой трубопроводной арматуры можно разделить относительно этих трех основных составляющих.

Корпус поворотного затвора

1. Корпус поворотного затвора изготавливается из чугуна, алюминия, бронзы, пластика . Но иногда требуются специальные материалы, тогда может применяться сталь, в том числе нержавеющая или углеродистая.
2. Поворотные затворы в исполнении из нержавеющей стали могут применяться, например, в пищевой промышленности для регулирования и перекрытия потоков сырья, готовой продукции или моющих растворов.
3. Когда есть необходимость в изоляции оборудования от блуждающих токов, может быть изготовлена диэлектрическая защита.

Диск поворотного затвора

Форма диска может быть плоской или сложной формы.

Изготавливается диск из:

• ковкого чугуна,
• цельного куска тефлона,
• бронзы,
• различных сплавов,
• нержавеющей стали,
• хромированного чугуна,
• алюминия,
• латуни и пр.

Шток поворотного затвора

В стандартном варианте ось диска и штока совпадают, но в поворотных затворах с большим диаметром оси могут быть эксцентрично разнесены по длине затвора, чтобы избежать протечки в местах посадки штока в корпус.

Шток может быть как цельным, так и раздельным.

Когда необходимо обеспечить большую герметичность, применяют двойное уплотнение штока.

Некоторые товары из каталога:

Достоинства и недостатки затвора дискового поворотного

Дросселирование рабочей среды

Зачастую, перед техническими специалистами стает вопрос выбора между клиновой задвижкой и поворотным дисковым затвором.

Дисковый затвор имеет преимущество в скорости открытия и закрытия, а также может предоставить более плавное дросселированние рабочей среды, для чего как правило предполагается несколько промежуточных положений рукоятки. Стоит учитывать, что точность регулирования затвора не высока.

Чтобы избежать износа диска, кавитации и разрушения уплотнения рабочей средой, поворот диска осуществляется в диапазоне от 15 до 75°С.

Герметичность

На поворотных затворах достигается герметичность класса А, соответствующая ГОСТу 9544-93. Столь хорошая герметичность обеспечивается эластичными уплотнениями, износ и потеря герметичности происходит постепенно.

Потеря герметичности проточной части из-за механических примесей в среде, возникает крайне редко, так как у поворотного затвора нет застойных зон, в отличии от задвижек или шаровых кранов.

Крайне важно для достижения долговечной работы затвора и обеспечения высокой герметичности произвести квалифицированный монтаж.

Удобство монтажа

1. Данное трубопроводное оборудование можно устанавливать в любом положении. Затворы больших диаметров, все же, рекомендуют устанавливать так, что бы шток находился в горизонтальном положении, это снизит вероятность заклинивания из-за попадания твердых частиц в область штока.
2. Дисковый затвор имеет малую длину и по весу намного меньше клиновой задвижки или седельного клапана такого же диаметра. Также для определенных диаметров рекомендовано устанавливать затвор под углом к оси, чтобы не было застойных зон.
3. При фланцевом соединении, монтаж изоляции производить очень удобно, так как диаметр фланцев на поворотном затворе не превышает диаметр фланцев на трубопроводе.

Автоматизация

Поворотный дисковый затвор может управляться не только вручную, но и

• пневматическим,
• электрическим,
• гидравлическим
• или механическим приводом.

С различными вариантами исполнения поворотного затвора Вы можете ознакомиться в каталоге, произведя отбор по критериям «Производитель» — «ARI-Armaturen» или выбрав необходимый вариант в разделе «Тип трубопроводной арматуры»