Применение дисковых затворов, типы затворов

Дисковые затворы поворотного типа (иначе называемые баттерфляй или бабочка) широко распространены благодаря своей простоте, небольшой монтажной длине, низкой стоимости как изделия, так и его обслуживания, а также высокой скорости срабатывания и отличной герметичности. Этот вид затворов в настоящее время является одним из самых популярных типов трубопроводной арматуры, используемой в различных отраслях.

Устройство поворотного затвора

Основные компоненты конструкции включают:

• Корпус: Изготавливается из различных материалов, таких как чугун, сталь или нержавеющая сталь, что обеспечивает необходимую прочность и устойчивость к коррозии в зависимости от условий эксплуатации.
• Диск: Основной элемент затвора, который поворачивается на 90 градусов для открытия или закрытия потока. Диск может иметь различные формы, но чаще всего используется круглая форма, что минимизирует сопротивление потоку.
• Привод: В данном случае представлен ручной прямой привод, который используется для управления положением диска. В зависимости от требований системы, могут применяться и другие типы приводов, такие как электрические или пневматические.
• Уплотнительные элементы: Обеспечивают герметичность соединений и предотвращают утечки рабочей среды. Уплотнения могут быть выполнены из различных материалов, в зависимости от типа рабочей среды и температуры.

На практике применяются различные конструкции дисковых затворов, которые могут включать:

• Различные типы крепления: Затворы могут быть установлены с использованием фланцевого или безфланцевого крепления, что влияет на удобство монтажа и демонтажа.
• Механизмы управления: В зависимости от требований к автоматизации, могут использоваться различные механизмы управления, включая ручные, электрические и пневматические приводы, что позволяет адаптировать затворы для использования в автоматизированных системах.
• Конструктивные особенности диска: Диски могут иметь разные профили и конструкции, что позволяет оптимизировать их под специфические условия эксплуатации, включая работу с агрессивными или вязкими средами.

Типы дисковых затворов

Дисковые затворы являются важными элементами трубопроводных систем, и их классификация производится по нескольким ключевым параметрам:

1. По способу крепления

Дисковые затворы могут быть разделены на следующие типы:

• Фланцевые затворы: Оборудованы фланцами с обеих сторон, которые позволяют присоединять их к ответным фланцам входного и выходного патрубков с помощью резинок или других крепежных элементов. Этот тип обеспечивает легкость установки и демонтажа, а также хорошую герметичность.
• Межфланцевые затворы: Устанавливаются между фланцами входного и выходного патрубков, фиксируясь с помощью шпилек, проходящих через специальные отверстия в корпусе затвора. Этот тип подходит для систем, где требуется компактное решение и минимизация потерь давления.
• Муфтовые затворы: Присоединяются к патрубкам с помощью резьбовых сгонных муфт или сваркой. Они обеспечивают надежное соединение и могут использоваться в различных условиях эксплуатации.

2. По виду привода

Дисковые затворы различаются по типу привода:

• Ручной привод: Может быть прямым (с использованием рукоятки) или редукторным (где применяется редуктор для увеличения крутящего момента). Ручной привод обеспечивает надежное управление затвором, но требует физического усилия.
• Электрический привод: Позволяет автоматизировать процесс управления затвором, обеспечивая дистанционное управление и возможность интеграции в системы автоматизации.
• Гидравлический привод: Использует давление жидкости для управления затвором, что позволяет достигать высокой скорости и точности открывания и закрывания.
• Пневматический привод: Работает на основе сжатого воздуха и обеспечивает быстрое и эффективное управление затвором, что особенно полезно в системах с частыми циклами работы.

3. По конструктивному исполнению поворотного диска

Конструктивное исполнение поворотного диска может быть трех видов:

• «Баттерфляй»: Наиболее распространенный вариант, при котором поворотный диск располагается осесимметрично оси поворота. Этот тип обеспечивает хорошую герметичность и минимальные потери давления.
• Двойной эксцентриситет: В этом варианте ось поворота смещена относительно плоскости симметрии диска и оси трубопровода, что позволяет уменьшить трение и износ уплотнений, а также улучшить характеристики потока.
• Тройной эксцентриситет: Диск и седло имеют конические контактные поверхности, что дополнительно снижает трение и улучшает герметичность. Этот тип затворов подходит для работы в условиях высоких давлений и температур.

По сравнению с осесимметричным баттерфляем, двойной и тройной эксцентриситет обеспечивают лучшую герметичность уплотнения, более высокую износостойкость и надежность работы затвора. Уплотнение в трехэксцентриковых затворах может выполняться методом «металл по металлу», что позволяет достичь еще более высоких эксплуатационных свойств по сравнению с эластомерными уплотнениями, применяемыми в первых двух типах. Таким образом, по материалу уплотнения диск-корпус, затворы бывают:

• С мягким уплотнением — резины, эластомеры
• С металлическим уплотнением, которое обеспечивает улучшенные показатели по температуре, давлению и долговечности

Материал уплотнения дискового затвора

Уплотнение дискового затвора играет ключевую роль в обеспечении его герметичности и долговечности. Мягкие уплотнения, которые могут быть выполнены в виде съемных вкладышей, изготавливаются из различных материалов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:

• Этиленпропиленовые каучуки (ЭПДМ): Обладают хорошей стойкостью к воздействию ozon, ультрафиолетового излучения и химических веществ, что делает их подходящими для использования в различных условиях эксплуатации.
• Фторорганические каучуки (Viton): Обеспечивают отличную химическую стойкость и устойчивость к высоким температурам, что делает их идеальными для работы с агрессивными средами.
• Хлоропреновые каучуки (Neopren): Имеют хорошие механические свойства и стойкость к воздействию масла и химических веществ, что делает их универсальными для многих применений.
• Полиэтилен (Hypalon): Обладает высокой устойчивостью к воздействию химических веществ и ультрафиолетового излучения, что делает его подходящим для использования в жестких условиях.
• Силикон: Обеспечивает отличную гибкость и стойкость к высоким температурам, но может иметь ограниченную химическую стойкость.
• Нитрильные резины: Имеют хорошую стойкость к маслам и топливам, что делает их идеальными для применения в нефтехимической промышленности.
• Фторопласты: Обеспечивают отличную химическую стойкость и термостойкость, что делает их идеальными для работы в агрессивных средах.

Несъемные седла, формируемые методом вулканизации, изготавливаются из следующих материалов:

• Композитные армированные пластиковые: Обеспечивают высокую прочность и стойкость к воздействию химических веществ.
• Высокомолекулярный полиэтилен: Обладает хорошими механическими свойствами и низким коэффициентом трения, что снижает износ.
• Поливинилиденфторид (PVDF): Обеспечивает отличную химическую стойкость и термостойкость, что делает его подходящим для агрессивных сред.
• Поливинилхлорид (PVC): Обладает хорошей стойкостью к химическим веществам и механическим воздействиям.
• Политетрафторэтилен (PTFE): Обеспечивает отличную химическую стойкость и низкий коэффициент трения, что делает его идеальным для применения в высоких температурах и агрессивных средах.
• Полихлортрифторэтилен (PCTFE): Обеспечивает хорошую химическую стойкость и стабильность при низких температурах.

Выбор материала для уплотнения зависит от условий эксплуатации, включая температуру, давление и химическую агрессивность рабочей среды. Эти требования актуальны как для мягких уплотнений, так и для уплотнений «металл-металл».

Поворотный затвор — размеры

Диапазон размеров поворотных затворов достаточно широк, что связано с их применением в большинстве отраслей промышленности. Они устанавливаются в трубопроводах для транспортировки жидкостей и газов. Размер условного прохода дисковых затворов (Ду) определяется в соответствии с размером условного прохода трубопровода, в который встроен затвор. Это обеспечивает оптимальное соответствие между затвором и трубопроводной системой, минимизируя потери давления и обеспечивая эффективную работу.

Основные параметры», диапазон Ду составляет от 50 мм (чугун, ручной привод, масса до 3,2 кг) до 300 мм (сталь, ручной привод, масса до 30 кг). ГОСТ 12521-89 «Затворы дисковые. Основные параметры» устанавливает диапазон Ду от 100 мм (чугун, ручной привод, масса до 13,5 кг) до 2400 мм (сталь, электропривод, масса до 8100 кг). Указанные значения можно принимать как основные. В отечественной промышленности дисковые затворы обозначаются по системе ЦКБА. Например, «Затвор 32нж345фт» расшифровывается как:

• 32 — тип арматуры затвор
• нж — материал корпуса нержавеющая сталь
• 3 — привод механический с червячной передачей
• 45 — разработка по каталогу ЦКБА
• фт — уплотнительные кольца из фторопласта

Затворы зарубежного производства обозначаются по своей системе. Основными параметрами являются: DN — номинальный диаметр в мм, и PN — номинальное давление в бар. Маркировка затворов наносится на корпус согласно ГОСТ 4666-2015 «Межгосударственный стандарт. Арматура трубопроводная. Требования к маркировке». Отечественные и зарубежные производители предлагают широкий выбор типоразмеров дисковых поворотных затворов.