Что такое дисковый затвор

Дисковый затвор: как устроен, каким бывает, как работает

Дисковый поворотный затвор (ДПЗ) — подвид неполнопроходной трубопроводной арматуры. Он ограничивает движение жидкости по трубе посредством подвижного диска. Движущийся диск прокручивается вокруг оси, расположенной под прямым углом к трубопроводу.

Девять из десяти дисковых затворов точно регулируют поток жидкости, помогают операторам менять ее температуру и иные характеристики. Исключением считают двухэксцентриковые фланцевые затворы, у которых нет функции регулировки.

Базовый документ, описывающий ДПЗ — ГОСТ Р 53673. Еще параметры этих изделий соответствуют техусловиям и КД.

Поворотные затворы диаметром до PN25 имеют номинальные размеры DN50-DN2500. Изделия диаметром до PN250 изготавливают по размерам, перечисленным в конструкторской документации. Нормальные давления — PN0,01 МПа — PN25Мпа.

С точки зрения назначения арматуру этого вида разделяют на запорную, регулирующую и запорно-регулирующую.

По методу фиксации в трубе выделяют следующие классы ДПЗ:

• Стяжные — 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.

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.

Устройство и принцип действия дискового поворотного затвора

Дисковый поворотный затвор является частью запорно-регулирующей арматуры и применяется для перекрытия и регулировки движения рабочих сред. Запорная деталь поворотных затворов выполнена в форме диска. Она располагается параллельно оси трубопровода, тем самым, прерывая движение транспортируемой среды. Поворачиваясь на 90 градусов, затвор становится перпендикулярно движению потока и открывает движение. Поворот заслонки может осуществляться двумя способами:

• Осевым, когда вращение происходит вокруг своей оси
• Эксцентриковым, то есть поворотом вокруг других осей

Заглушка располагается корпусе с отверстиями по бокам для присоединения к трубам. Для обеспечения необходимой герметичности перекрытия прохода, используются уплотнители. Диск, связанный со штоком или поворотным валом, управляется рычагом. Дисковые затворы, устанавливаемые в трубопроводах большого диаметра, могут управляться ручным, электрическим или пневматическим приводом.

Характеристики поворотного дискового затвора

Дисковые затворы изготавливаются из чугуна или нержавеющей стали, обладающие устойчивостью к коррозии и воздействию агрессивных сред. Дополнительно устройство может покрываться составом из эпоксидной смолы для повышения защиты. Корпус затворов изготавливается из:

• Чугунного сплава с добавлением магния или графита
• Стали углеродистой, нержавеющей, низколегированной, нелегированной и других
• Цветных металлов — меди, бронзы, алюминия, никеля
• Полимеров

Материал уплотнителей заметно влияет на герметичность системы и затвора. При эксплуатации в условиях агрессивных сред используют металлические прокладки. В других случаях применяются синтетические прокладки, которые могут быть изготовлены из:

• Нитриловой резины
• Резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильного каучука
• Силиконовых смесей

Способ монтажа дисковых затворов на трубопровод отличаются в зависимости от конструкции корпуса. Крепление арматуры может осуществляться следующими методами:

• Фланцевым — торцевые отверстия труб и затворов соединяются крепежными болтами
• Под приварку — арматура приваривается к трубопроводу, в итоге получается неразъемное соединение
• Муфтовым — на торцах устройства имеется резьба для прикручивания к трубам
• Межфланцевым — устройство фиксируется стяжными шпильками через отверстия по периметру корпуса затвора

Использование при монтаже разъемных соединений облегчает в будущем демонтаж и упрощает замену уплотнителей при их разрушении. Регламентирование и стандартизация условных обозначений поворотных затворов, их технических характеристик, расчетных сроков эксплуатации, методов технических испытаний проводится в соответствии с ГОСТ Р 53673-2009, ГОСТ 25923-89, ГОСТ 12521-77 и ГОСТ 13547-2015.

Применение поворотного затвора

Дисковые поворотные затворы отличаются низкими показателями гидравлических потерь и термостойкостью. Арматура выпускается в широком диапазоне рабочих диаметров, в том числе больших, благодаря чему, поворотные затворы устанавливаются на габаритные трубопроводы. Среди областей, в которых применяются дисковые поворотные затворы, есть:

• Системы отопления и водоснабжения
• Гидроэнергетика
• Системы пожаротушения
• Вентиляция и кондиционирование воздуха
• Химическая, фармацевтическая и нефтегазовая промышленность

Приобрести затворы можно в магазине «Промышленная Автоматизация». Специалисты отдела продаж проконсультируют вас в вопросах выбора и эксплуатации приобретенного оборудования.

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.

Применение дисковых затворов, типы затворов

Дисковые затворы поворотного типа (иначе, баттерфляй / бабочка) широко распространены благодаря простоте устройства, небольшой монтажной длине, низкой стоимости изделия и обслуживания, скоростью срабатывания и высокой герметичностью. Такой вид затворов в настоящее время является одним из самых распространенных видов трубопроводной арматуры.

Устройство поворотного затвора

На рисунке представлено типовое устройство поворотного затвора, оснащенного межфланцевым типом крепления к патрубкам, ручным прямым приводом и диском типа «баттерфляй». Представленная конструкция является наиболее простой. На практике применяются различные конструкции дисковых затворов.

Типы дисковых затворов

Классификацию затворов производят по нескольким параметрам:

• По способу крепления
• По виду привода
• По конструктивному исполнению поворотного диска
• По материалу уплотнения пары диск-корпус

Относительно способа крепления дисковые затворы делятся на:

• Фланцевые — затвор с обоих сторон оснащен фланцами для присоединения к ответным фланцам входного и выходного патрубков резиновым крепежом
• Межфланцевые, которые закрепляются между фланцами входного и выходного патрубков при помощи шпилек, проходящих через специальные отверстия в корпусе затвора
• Муфтовые, присоединяющиеся к патрубкам резьбовыми сгонными муфтами или сваркой

Дисковые затворы различаются так же по типу применяемого привода. Привод бывает

• Ручной, подразделяющийся на прямой и редукторный
• Электрический
• Гидравлический
• Пневматический

Конструктивное исполнение поворотного диска бывает трех видов:

• «Баттерфляй» — наиболее распространенный вариант исполнения, при котором поворотный диск располагается осесимметрично оси поворота
• Двойной эксцентриситет. В таком варианте ось поворота смещена относительно и плоскости симметрии диска и оси трубопровода
• Тройной эксцентриситет. Помимо аналогичного двойному эксцентриситету смещения оси поворота, диск и седло имеют конические контактны поверхности

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

Мягкое уплотнение в виде съемных вкладышей может изготавливаться из следующих материалов:

• Этиленпропиленовые каучуки (ЭПДМ)
• Фторорганические каучуки (Viton)
• Хлоропреновые каучуки (Neopren)
• Полиэтилен (Hypalon)
• Силикон
• Нитрильные резины
• Фторопласты

Несъемные седла, формируемые методом вулканизации, изготавливаются из:

• Композитных армированных пластиков
• Высокомолекулярного полиэтилена
• Поливинилиденфторида
• Поливинилхлорида
• Политетрафторэтилена
• Полихлортрифторэтилена

Материал для уплотнения подбирается в зависимости от условий эксплуатации, температуры, давления, химической агрессивности рабочей среды. Эти требования актуальны как для мягких уплотнений, так и для уплотнений «металл-металл».

Поворотный затвор — размеры

Диапазон размеров поворотных затворов достаточно широк вследствие того, что такая арматура применяется в большинстве отраслей промышленности, устанавливается 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. Согласно ГОСТ 25923-89 «Затворы дисковые регулирующие. 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. Инженеры отдела продаж магазина «Промышленная Автоматизация» проконсультируют по вопросам эксплуатации и ухода, а также помогут подобрать затвор, отвечающий вашим запросам. Обращайтесь в наш магазин чтобы приобрести качественную продукцию, которая прослужит долго.

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.

Статьи

Дисковый затвор — один из видов трубопроводной арматуры, рассчитанной на работу по запирающему принципу. В роли запирающего элемента выступает диск, вращающийся вокруг своей оси, он монтируется перпендикулярно трубопроводу. Такая запорная арматура считается неполнопроходной, подвижность диска легко регулируется. То есть можно контролировать расход рабочей среды с требуемой точностью. Это позволяет пользователю влиять на температуру системы, в которую внедрен поворотный затвор, и другие параметры, в зависимости от порядка и условий работы.

Поворотные дисковые затворы устанавливают в промышленных трубопроводах. Чтобы при этом быть уверенным в обеспечении стабильности работы устройств, нужно помнить, что их исполнение должно соответствовать действующему ГОСТу. Кроме того, учитывается диаметр трубопровода, заранее изучается принцип работы конструкций и выбирается приемлемый тип. Все это обсудим в нашей статье.

Конструкция и принцип работы дисковых затворов

Запорное устройство имеет цилиндрический корпус ограниченной длины и уплотнительной поверхностью, а также запирающий (регулирующий элемент). Имея форму плоского диска, он может поворачиваться вокруг своей оси к потоку рабочей среды под определенным углом или перпендикулярно, то есть на 90 градусов. Поворачиваемость реализуется через кольцевое седло. Диск может двигаться по разному, что объясняет градацию такого запорного механизма по типам. Когда поворотный элемент максимально приближается к уплотнительной части, он перекрывает или наоборот, открывает проход рабочей среды.

Благодаря особой конструкции, устройства называют затворами, гермоклапанами или герметичными клапанами. По этой же причине обусловлено применение изделий — в качестве запорной арматуры, в том числе в трубопроводных системах больших диаметров.

Виды дисковых затворов и область применения

Эта трубопроводная арматура относится к категории регулирующих промышленных изделий, дающих высокий уровень герметичности. Они могут монтироваться на определенном участке системы, осуществляя перекрытие или регулировку потоков. Возможно вращение диска не только вокруг своей оси (в таком случае затворы называются осевыми дисковыми), но и вокруг иной оси или нескольких осей — разновидность поворотных систем называется эксцентриковой, а изделие — эксцентриковым дисковым. Это альтернатива вентилям и кранам, которые обычно неудобно использовать в промышленных условиях.

Данные элементы трубопроводной системы делят на три вида:
Простой — имеют самый простой поворотный механизм, называют «баттерфляем» (от англ. butterfly).

Двухэксцентриковый — разрабатываются для внедрения в экстремальные системы. То есть могут работать в тяжелых условиях — при повышенной температуре, с расчетом на большое количество открываний/закрываний и т.п. Производятся с седлами клапана разных типов, например: мягким уплотнением из фторопласта, из фторопласта-металла, металла (один из более надежных).

Трехэксцентриковый — устройства оснащаются тремя смещениями (эксцентриситетами). Поэтому обеспечивается такой контакт между уплотнителем и диском, который позволяет исключить стирания и обеспечивает высокую герметичность затвора.

Затворы изготавливаются с уплотнителями разными типов, распространены изделия с:

• мягким уплотнением;
• уплотнением из металла.

Если речь идет о большом диаметре трубопроводного сечения, затвор должен иметь большой крутящий момент, поэтому управление требует установки привода, который бывает:

пневматическим;

В последнем случае запорный элемент оснащается стандартным контроллером или устройством другого типа, который позволяет направлять диск в нужное положение. Тогда управление затвором оснащается редуктором. Подобное оборудование производится с разными уплотнительными элементами, в том числе резиновыми.

По типу крепления оборудование делят на виды:
устройства с фланцевым присоединениями;

Дисковые затворы делятся на группы по назначению, то есть могут быть рассчитаны на перекрытие потока определенной среды. Градация следующая:

система отопления, котельная;

Преимущества дисковых затворов

Такая деталь трубопровода как затвор, удобна и выгодна в эксплуатации. Это объясняется прежде всего сферой применения изделий. В большинстве случаев к достоинствам относят:

устойчивость к разным агрессивным средам;

По сравнению с полностью чугунными корпусами, затворы из стали с содержанием чугуна гораздо дешевле, но не уступают по долговечности.

Как выбрать дисковые затворы?

Подбор затвора к технологическому трубопроводу зависит материалов:
Учитывают и следующие показатели:
размеры — диаметр сечения и габариты внешнего корпуса устройства;

прочность — рабочее давление (обозначается PN) и диапазон температур, на которые рассчитана деталь;
управление — если речь идет о больших размерах, используют пневмопривод или электрическую систему;
класс герметичности — шкала герметичности от A до D.

Стоит отметить, что лишь некоторые затворы обеспечивают герметичность в соответствии с классом A. Чаще он ниже, но по-прежнему обеспечивается высокая надежность работы, если устройства применяются строго по назначению. Это гарантирует противостояние изделия к износу и коррозии даже в условиях активного использования.

Высокой устойчивости к преждевременному износу добиваются за счет материалов, используемых в производстве. Как правило, производители применяют нержавеющую сталь с чугуном. Диски также выполняются стальными. Конструкция дополняется уплотнением, которая делает оборудование герметичным. Герметичность бывает двусторонней, тогда деталь рассчитана на эксплуатацию в системе с любым потоком рабочей среды. Некоторые модели с эксцентриситетами требуют согласования направления движения потоков со стрелкой, которая размещается на внешнем корпусе.

Чтобы обеспечить герметичность перекрытия, нужно учитывать особенности монтажа устройств. Затворы монтируются на воротниковые фланцы, что обуславливается полным обжимом манжеты. Установка на плоские фланцы запрещена, кроме затворов с широкой манжетой.

Мастера рекомендуют располагать ось затвора в горизонтальном положении. Оно считается самым удобным, так как если затвор расположить вертикально, не исключено появление застойных зон. Горизонтально рекомендовано устанавливать конструкции любых размеров, вплоть до 1200 мм.

В некоторых случаях затвор можно монтировать вертикально или с отклонением. Это касается изделий для монтажа в трубопроводах малых размеров. Исполнительный механизм располагается вверху — установка вниз строго запрещена как для малых, так и для любых других затворов.

Дисковые затворы от надежного производителя

Дисковые затворы от компании «Сибтензоприбор» — это результат работы мастеров и инженеров с большим опытом, гарантия надежности, а значит герметичности соединений и функционала вашего промышленного трубопровода. Ознакомиться с выбором устройств и их техническими характеристиками вы можете в этом разделе каталога — https://www.sibtenzo.com/products/zatvor-diskovyy/. Наша продукция соответствует ГОСТ, кроме того:

имеет простую конструкцию, поэтому легко монтируется в системы и обслуживается;

В своем производстве мы используем качественные материалы. Уделяем большое внимание технологичности и продумываем каждый элемент конструкций. Так обеспечивается высокая защита внутренних поверхностей трубопровода даже в агрессивных условиях эксплуатации.

Наши затворы рассчитаны на работу с различной рабочей средой — жидкой, газообразной. В том числе могут внедряться в системы, где предусмотрена организация потоков сыпучих продуктов или периодическое ограничение их подачи.