Шиберная задвижка — устройство и принцип работы

Специфика построения трубопроводных систем современных предприятий требует, кроме стандартных решений для газа или жидкости транспортировать и специфические виды продуктов, например, вязкие продукты или отходы производства. Регулировочная и запорная арматура в таком случае применяется также специфическая — шиберные задвижки, способные не только перекрыть движение сыпучих материалов или насыщенных канализационных стоков, но и газовых смесей. Именно такие надежные и прочные задвижки и дают возможность обеспечить надежное и герметичное закрытие трубопровода, даже при сопротивлении перекачиваемого материала.

Шиберная задвижка — специфика назначения

 

Из всех видов запорной арматуры этот вид отличается простотой и надежностью, как впрочем, и большинство простых и надежных вещей такие заслонки могут работать неопределенно долго – здесь просто нечему ломаться.

Дело все в том, что заслонка движется к потоку под углом 90 градусов и буквально разрезая его перекрывает поток. Такое техническое решение вполне отвечает требованиям как надежности, так и герметичности, для большинства производств и водопроводно-канализационных систем, где требуется сдерживание большой массы продуктов транспортировки.

По форме заслонки, которая перекрывает отверстие внутреннего объема крана различают ножевую и клиновую форму задвижек.

Клиновой затвор

 

Форма затвора в виде клина с относительно узким концом и широким основанием действительно напоминает клин. Да и форма узла самого корпуса куда входит клин при перекрытии потока как нельзя кстати подходит для герметичного перекрытия трубопровода с большим внутренним рабочим давлением. Форма поверхности затвора и седел настолько плотно подходят друг к другу что надежно работают в самых суровых условиях.

И дело здесь не в температурном режиме, хотя и это тоже один из факторов использования именно этого вида кранов от крайних северных до самых южных широт. Просто такие заслонки с клиновым типом затвора отлично подходят для канализационных коллекторов и насосных станций, перекачивающих нечистоты. А здесь, как известно, и агрессивная среда, и высокое давление, и механические вкрапления, и газообразование взрывоопасных соединений.

Принцип работы такого рода задвижки заключается в перпендикулярном перекрытии потока жидкости, газа и вкраплений и при установке клина в седло под действием давления дополнительно герметизирует, прижимаясь к корпусу задвижки.

Оценивая этот тип запирающего устройства следует заметить, что ему в полной мере присущи как положительные стороны, так и отдельные существенные недостатки, на которые нужно обязательно обращать внимание.

Среди достоинств нужно упомянуть:

1. Простота конструкции шиберной задвижки клинового типа;
2. Возможность использования в широком спектре трубопроводных систем;
3. Универсальность по отношению к рабочим средам;
4. Долговременная эксплуатация при соблюдении всех условий регламентных работ и технических условий к перекачиваемой жидкости.

А вот что касается негативных сторон, то здесь нужно отметить:

1. Специфика эксплуатационного цикла — ограниченное количество циклов работы, небольшие сроки межремонтных перерывов при использовании в агрессивных средах и тяжелых условиях;
2. Длительный период подготовки к установке при ремонте и замене рабочего органа. Установка нового клина требует обязательно притирки седла, что без специальных навыков и техники очень долгий и трудоемкий процесс.
3. Существенное снижение надежности запирания при деформации или других видов повреждений, в том числе и коррозии металла или потере эластичности уплотнителя;
4. При высоких температурах клиновой затвор не всегда может адекватно справляться со своей работой, иногда он просто заклинивает из-за банального расширения при нагревании.

Ножевой тип шиберных задвижек

 

Название здесь говорит само за себя — задвижка в поперечном сечении очень напоминает клинок ножа. Он при закрытии просто разрезает поток и становится в посадочное гнездо в корпусе задвижки. И это при том, что сам клинок ножевой задвижки выполнен из сравнительно небольшого по толщине металла, правда, не дамасской стали, но тоже высокого качества.

А вот применяется такой вид затвора практически во всех сферах где требуется перекачка всего что можно транспортировать трубопроводным транспортом:

1. На нефтепроводах;
2. В системах перекачки плотных жидкостей и растворенных масс, типа целлюлозы или жидких пластмасс;
3. В трубопроводах откачки воды из горных выработок и шахт;
4. На очистных сооружениях и канализационных станциях;
5. В вентиляционных системах и системах кондиционирования воздуха.

Ножевой тип задвижки способен работать даже в условиях высокой чистоты подачи газов и условиях вакуума.

Устройство шиберных задвижек

 

Широкое применение в технике шиберных задвижек обоих видов требует учета в конструкции специфики самих затворов и подбор соответствующих материалов для составляющих. Прочность корпуса для работы в системах канализации и водопровода обычно обеспечивается выпуском корпусов из чугунного литья. Чугун отлично справляется с ролью прочного и долговечного корпуса для задвижки в условиях относительно небольшого давления и агрессивности среды.

Для агрессивных сред обычно применяется нержавеющая сталь с композитными вставками в седельную часть задвижки. Обычная сталь предназначена для промышленных объектов. А вот композитные составы или даже стеклянный корпус применим на предприятиях химической промышленности, в трубопроводах специального назначения, например, для подачи минеральных вод и лечебных грязей.

Каждый тип корпуса обязательно при проектировании проверяется на возможность использования в той или иной системе, например, чугун очень чувствителен к перепадам температуры, а сталь может без проблем работать и при очень низких до -45 градусов Цельсия температуре.

В зависимости от требований установок и систем в качестве привода могут использоваться:

1. Ручной тип привода;
2. Электрический редукторный блок управления;
3. Пневматический привод управления;
4. Гидравлическая система.

Для крепления в трубопровод обычно используется фланцевый метод установки, при котором фланцы труб и крана соединяются при помощи болтового соединения. Соединение при помощи муфт или резьбового трубного соединения, встречаются обычно на моделях небольшого диаметра.

Особенные виды шиберных задвижек и их конструкция

 

Классификация шиберных задвижек на клиновые и ножевые не совсем отвечает действительности. Кроме этого, вида признаков по типу рабочего органа есть еще как минимум два вида признаков, по которым классифицируют эти виды арматуры.

Первая классификация связана с конструкцией рабочего органа — встречаются задвижки не только с одним ножом, но и с двумя. Двухножевые затворы применяются в более ответственных случаях, чем канализационные станции, поэтому и цена таких моделей намного выше чем простых задвижек. Двухножевые виды обеспечивают более надежный заслон рабочей среде и соответственно более надежное перекрытие трубопровода.

Вторым видом классификации выступает направление движения шибера:

1. Односторонние виды обеспечивают перекрытие потока путем одностороннего движения заслонки от верхней точки когда плоскость пропускного окна полностью свободна к седлу, когда окно перекрывается заслонкой;
2. Двусторонние заслонки обеспечивают одновременное движение навстречу друг другу или движение встречными параллельными направлениями с герметизацией в отдельных седлах.

Двусторонние заслонки обычно применяются в производствах с густыми транспортируемыми продуктами такими как паста в пищевой промышленности или пластмасса в химической.

Выбирая, среди всех видов запорной арматуры шиберные типы затворов следует знать, что именно этот вид арматуры обладает неоспоримыми преимуществами перед другими видами задвижек:

1. Быстрое перекрытие потока перекачиваемой среды;
2. Возможность ножевого затвора разрезать поток любой консистенции;
3. Легкость и быстрота ремонта крупноузловым методом;
4. Небольшие габариты, задвижек даже для самых больших диаметров трубопроводов;
5. Возможность установки в нестандартных условиях, например, в потолочном пространстве вентиляционной системы.