Дисковый затвор: как устроен, каким бывает, как работает
Дисковый затвор: как устроен, каким бывает, как работает
Дисковый поворотный затвор (ДПЗ) — подвид неполнопроходной трубопроводной арматуры. Он ограничивает движение жидкости по трубе посредством поворотного диска. Движущийся диск прокручивается вокруг оси, расположенной под прямым углом к трубопроводу.
Основным назначением дисковых затворов является запорная функция, но может осуществляться и регулирование потока.
Требования
Базовый документ, описывающий ДПЗ — ГОСТ Р 53673. Еще параметры этих изделий соответствуют техусловиям и КД.
Поворотные затворы диаметром имеют номинальные размеры DN50-DN2500. Нормальные давления — PN0,01 МПа - PN25Мпа.
Классы ДПЗ
С точки зрения назначения арматуру этого вида разделяют на запорную, регулирующую и запорно-регулирующую.
По методу фиксации в трубе выделяют следующие классы ДПЗ:
Стяжные (межфланцевые) — изделие находится между фланцами трубы, для крепления применяют стальные шпильки.
Фланцевые — у затворов есть свои фланцы, во время монтажа их соединяют с фланцами на отрезке трубопровода.
Приварные — присоединяются методом сварки.
Муфтовые — на место стыка изделия и отрезка трубопровода надевают муфту.
По конфигурации привода ДПЗ разделяют на изделия с электрозатвором, пневмозатвором, гидравлические модели, ручные без редуктора и с редуктором, рассчитанные на управление с ПДУ.
Для регулировки положения подвижной части с наружным диаметром до 300 мм используют рукояти.
Если диаметр ДПЗ превышает 200 мм, лучше устанавливать запоры с редукторами, чтобы не напрягаться во время поворачивания диска.
Электрические приводы на четверть оборота устанавливают на фланцы ДПЗ с наружным диаметром до 600 мм. Изделия большого диаметра приводят в действие посредством редукторов. Для автоматизированного поворота подобных затворов используют многооборотные электрические приводы. Это выгодно, так как многооборотный привод, оборудованный редуктором, стоит дешевле высокопроизводительного привода с прямым подключением к ДПЗ.
По расположению затвора выделяют изделия типа НО и НЗ. В первом случае затвор открывается, а во втором — задвигается, когда прекращается подача электричества.
С точки зрения количества эксцентриситетов выделяют ДПЗ с двойным, тройным и отсутствующим эксцентриситетом. Когда он двойной, ось вращения двигается в 2х плоскостях, а когда тройной, она смещается и меняется форма диска.
Из чего производят ДПЗ
Корпус таких изделий бывает чугунным и стальным.
Чугунные выполняют из чугуна ВЧ40 и используют в условиях от -25 — +70*С.
Стальные производят из стали 20Л и применяют при нагреве воздуха и рабочей среды выше -40*С.
Диски бывают чугунными никелированными и нержавеющими стальными.
Как прикреплены друг к другу вал и диск
Протянутый способ. Для соединения диска с валом используют метод протянутой посадки. Вал выглядит как звезда, к ней прикреплен диск. Подобный вариант считают самым надежным.
Штифты. При применении штифтов площадь на срез уменьшается. Стык получается не таким надежным, как при предыдущем способе.
Через квадрат. Этот способ используют для фиксации диска на валу в ДПЗ с наружным диаметром 350+ мм. Вал таких изделий собран из пары штоков.
Вне зависимости от метода фиксации крепления на ДПЗ может присутствовать приспособление для управления положением затвора.
Куда течет рабочая среда?
Большинство ДПЗ с эксцентриситетами предполагает согласование направление тока жидкости со стрелочкой. В интернет-магазинах можно найти герметичные ДПЗ, допускающие движение жидкости в любом из противоположных направлений.
Особенности открытия и закрытия
ДПЗ — подвид четверть-оборотной трубопроводной арматуры. То есть, для раскрытия затвора необходимо сдвинуть его на 90*.
Задвижки относятся к полнопроходной, а ДПЗ — к неполно-проходной арматуре. Если полностью открыть диск, он останется в проходе и не освободит его на 100%. В случае с задвижкой оператор может открыть клин, целиком завести его в корпус и открыть проход целиком.
Среди технических характеристик ДПЗ выделяют пропускную способность, или KV. Единица измерения пропускной способности запорной арматуры — м3/ч. В ГОСТах и других документах, описывающих изделия этой группы, имеются диаграммы соответствия пропускной способности углу открытия диска. Составители документов проводили испытания в нормальных условиях — то есть, делали замеры при работе со средой температурой +20*С и создавали перепад давления в 1 бар.
Параметры выбора
ДПЗ выбирают по трем характеристикам:
материал корпуса;
тип уплотнителя;
материал изготовления диска.
Уровни герметичности
ДПЗ могут иметь одностороннюю и двустороннюю герметичность класса А или меньше.
Если герметичность двусторонняя, жидкость может течь в любую сторону. Если на корпусе есть стрелка, значит, внутри ДПЗ установлены эксцентриситеты, и рабочая среда должна направляться в точном соответствии с направлением стрелки.
Правила монтажа
Почти все ДПЗ устанавливают на воротниковые фланцы. Если на трубах установлены плоские фланцы, этот вид запорной арматуры не монтируют. Исключение из этого правила — затворы с широкой манжетой.
Нормальное положение изделия перед установкой — горизонтальное расположение его оси. При попытке вертикальной установки на этом участке трубопровода появятся застойные зоны. При горизонтальном направлении оси этого не произойдет. В описанном монтажном положении можно устанавливать затворы с DN1200 и больше.
Обратите внимание! Встречаются случаи, когда ДПЗ невозможно установить в вышеописанном положении. Пример такой ситуации — затворы с наружным диаметром до 35 см. Изделия малого диаметра разрешается монтировать в вертикальном положении так, чтобы исполнительный механизм «смотрел» строго вверх или слегка отклонялся от вертикали. Но исполнительный механизм не может «смотреть» вниз ни в коем случае.
Плюсы и минусы ДПЗ
Среди достоинств этого типа трубопроводной арматуры стоит выделить:
сравнительно небольшие размеры;
легкость;
возможность выполнять работу запорной и регулирующей арматуры;
надежную конструкцию, которую легко ремонтировать и менять уплотнители;
возможность найти изделие большого диаметра.
Самые компактные и легкие варианты — межфланцевые ДПЗ. Задвижка такого же диаметра займет гораздо больше места и будет более тяжелой.
К минусам этого вида арматуры относят:
проблемы с чисткой труб, связанные с сохранением частичного перекрытия прохода в открытом положении диска;
сильное сопротивление рабочей среды при движении диска, в особенности при установке затворов диаметром от 350 мм.
Перечисленные минусы связаны с конструктивными особенностями запорного элемента. Если сравнить ДПЗ с задвижкой, клин последней будет направлен перпендикулярно току жидкости, поэтому двигать ее легче, чем перемещать диск затвора. Из-за этого все поворотные дисковые затворы следует устанавливать вместе с редукторами или электрическими приводами.
Дисковый поворотный затвор (ДПЗ) — подвид неполнопроходной трубопроводной арматуры. Он ограничивает движение жидкости по трубе посредством поворотного диска. Движущийся диск прокручивается вокруг оси, расположенной под прямым углом к трубопроводу.
Основным назначением дисковых затворов является запорная функция, но может осуществляться и регулирование потока.
Требования
Базовый документ, описывающий ДПЗ — ГОСТ Р 53673. Еще параметры этих изделий соответствуют техусловиям и КД.
Поворотные затворы диаметром имеют номинальные размеры DN50-DN2500. Нормальные давления — PN0,01 МПа - PN25Мпа.
Классы ДПЗ
С точки зрения назначения арматуру этого вида разделяют на запорную, регулирующую и запорно-регулирующую.
По методу фиксации в трубе выделяют следующие классы ДПЗ:
Стяжные (межфланцевые) — изделие находится между фланцами трубы, для крепления применяют стальные шпильки.
Фланцевые — у затворов есть свои фланцы, во время монтажа их соединяют с фланцами на отрезке трубопровода.
Приварные — присоединяются методом сварки.
Муфтовые — на место стыка изделия и отрезка трубопровода надевают муфту.
Уплотнитель в ДПЗ бывает эластичным и металлическим. Универсальный уплотнитель делают из этилен-пропиленового каучука — упругого материала, выдерживающего соприкосновение с большинством рабочих сред при -25 — +130*С. Если по трубопроводу перегоняют нефтепродукты или маслянистые вещества при температуре -15 — +80*С, уплотнители производят из бутадиен-нитрильного каучука. Если имеют дело с особо едкими средами, нагретыми до +180*С используют уплотнители из витона.
Большинство дисковых поворотных затворов имеют манжету из EPDM.
Этилен-пропиленовый каучук (EPDM) — это электро- и атмосферостойкий каучук, который устойчив к воздействию озона, солнечного света, химических веществ (разбавленные кислоты, щелочи и полярные растворители), а также очень эластичный при низких температурах. Его применяют при контакте с пищевыми продуктами или напитками, в автомобильной системе охлаждения воздуха и в резинотехнических изделиях, которые работают в гидравлических жидкостях на основе эфиров фосфорной кислоты.
EPDM каучук обладает хорошими механическими свойствами и очень широким температурным диапазоном применения. Благодаря насыщенной структуре EPDM обладает очень хорошей устойчивостью к озону, воздействию атмосферы и старению, но абсолютно не стоек к минеральным маслам.
EPDM каучук обладает хорошими механическими свойствами и очень широким температурным диапазоном применения. Благодаря насыщенной структуре EPDM обладает очень хорошей устойчивостью к озону, воздействию атмосферы и старению, но абсолютно не стоек к минеральным маслам.
По конфигурации привода ДПЗ разделяют на изделия с электрозатвором, пневмозатвором, гидравлические модели, ручные без редуктора и с редуктором, рассчитанные на управление с ПДУ.
Для регулировки положения подвижной части с наружным диаметром до 300 мм используют рукояти.
Если диаметр ДПЗ превышает 200 мм, лучше устанавливать запоры с редукторами, чтобы не напрягаться во время поворачивания диска.
Электрические приводы на четверть оборота устанавливают на фланцы ДПЗ с наружным диаметром до 600 мм. Изделия большого диаметра приводят в действие посредством редукторов. Для автоматизированного поворота подобных затворов используют многооборотные электрические приводы. Это выгодно, так как многооборотный привод, оборудованный редуктором, стоит дешевле высокопроизводительного привода с прямым подключением к ДПЗ.
По расположению затвора выделяют изделия типа НО и НЗ. В первом случае затвор открывается, а во втором — задвигается, когда прекращается подача электричества.
С точки зрения количества эксцентриситетов выделяют ДПЗ с двойным, тройным и отсутствующим эксцентриситетом. Когда он двойной, ось вращения двигается в 2х плоскостях, а когда тройной, она смещается и меняется форма диска.
Из чего производят ДПЗ
Корпус таких изделий бывает чугунным и стальным.
Чугунные выполняют из чугуна ВЧ40 и используют в условиях от -25 — +70*С.
Стальные производят из стали 20Л и применяют при нагреве воздуха и рабочей среды выше -40*С.
Диски бывают чугунными никелированными и нержавеющими стальными.
Как прикреплены друг к другу вал и диск
Протянутый способ. Для соединения диска с валом используют метод протянутой посадки. Вал выглядит как звезда, к ней прикреплен диск. Подобный вариант считают самым надежным.
Штифты. При применении штифтов площадь на срез уменьшается. Стык получается не таким надежным, как при предыдущем способе.
Через квадрат. Этот способ используют для фиксации диска на валу в ДПЗ с наружным диаметром 350+ мм. Вал таких изделий собран из пары штоков.
Вне зависимости от метода фиксации крепления на ДПЗ может присутствовать приспособление для управления положением затвора.
Куда течет рабочая среда?
Большинство ДПЗ с эксцентриситетами предполагает согласование направление тока жидкости со стрелочкой. В интернет-магазинах можно найти герметичные ДПЗ, допускающие движение жидкости в любом из противоположных направлений.
Особенности открытия и закрытия
ДПЗ — подвид четверть-оборотной трубопроводной арматуры. То есть, для раскрытия затвора необходимо сдвинуть его на 90*.
Задвижки относятся к полнопроходной, а ДПЗ — к неполно-проходной арматуре. Если полностью открыть диск, он останется в проходе и не освободит его на 100%. В случае с задвижкой оператор может открыть клин, целиком завести его в корпус и открыть проход целиком.
Среди технических характеристик ДПЗ выделяют пропускную способность, или KV. Единица измерения пропускной способности запорной арматуры — м3/ч. В ГОСТах и других документах, описывающих изделия этой группы, имеются диаграммы соответствия пропускной способности углу открытия диска. Составители документов проводили испытания в нормальных условиях — то есть, делали замеры при работе со средой температурой +20*С и создавали перепад давления в 1 бар.
Параметры выбора
ДПЗ выбирают по трем характеристикам:
материал корпуса;
тип уплотнителя;
материал изготовления диска.
Уровни герметичности
ДПЗ могут иметь одностороннюю и двустороннюю герметичность класса А или меньше.
Если герметичность двусторонняя, жидкость может течь в любую сторону. Если на корпусе есть стрелка, значит, внутри ДПЗ установлены эксцентриситеты, и рабочая среда должна направляться в точном соответствии с направлением стрелки.
Правила монтажа
Почти все ДПЗ устанавливают на воротниковые фланцы. Если на трубах установлены плоские фланцы, этот вид запорной арматуры не монтируют. Исключение из этого правила — затворы с широкой манжетой.
Нормальное положение изделия перед установкой — горизонтальное расположение его оси. При попытке вертикальной установки на этом участке трубопровода появятся застойные зоны. При горизонтальном направлении оси этого не произойдет. В описанном монтажном положении можно устанавливать затворы с DN1200 и больше.
Обратите внимание! Встречаются случаи, когда ДПЗ невозможно установить в вышеописанном положении. Пример такой ситуации — затворы с наружным диаметром до 35 см. Изделия малого диаметра разрешается монтировать в вертикальном положении так, чтобы исполнительный механизм «смотрел» строго вверх или слегка отклонялся от вертикали. Но исполнительный механизм не может «смотреть» вниз ни в коем случае.
Плюсы и минусы ДПЗ
Среди достоинств этого типа трубопроводной арматуры стоит выделить:
сравнительно небольшие размеры;
легкость;
возможность выполнять работу запорной и регулирующей арматуры;
надежную конструкцию, которую легко ремонтировать и менять уплотнители;
возможность найти изделие большого диаметра.
Самые компактные и легкие варианты — межфланцевые ДПЗ. Задвижка такого же диаметра займет гораздо больше места и будет более тяжелой.
К минусам этого вида арматуры относят:
проблемы с чисткой труб, связанные с сохранением частичного перекрытия прохода в открытом положении диска;
сильное сопротивление рабочей среды при движении диска, в особенности при установке затворов диаметром от 350 мм.
Перечисленные минусы связаны с конструктивными особенностями запорного элемента. Если сравнить ДПЗ с задвижкой, клин последней будет направлен перпендикулярно току жидкости, поэтому двигать ее легче, чем перемещать диск затвора. Из-за этого все поворотные дисковые затворы следует устанавливать вместе с редукторами или электрическими приводами.
