Устройство и принцип работы шиберной задвижки

Конструктивно шиберная задвижка представляет собой обычную заслонку (затвор) – которая перекрывает поток жидкости (газа) перпендикулярно его течению. В зависимости от своего положения элемент может закрывать трубопровод полностью или частично.

Говоря о том, из чего состоит шиберная задвижка, следует отметить ее следующие основные составляющие:

• Стойка, через которую проходит шпиндель с прикрепленным к нему маховиком. Эти элементы обеспечивают движение элемента и перекрытие потока рабочей жидкости или газа;
• Шибер – то есть сама заслонка, которая может иметь различную форму и конструкцию – в зависимости от типа конкретной запорной арматуры;
• Уплотнительные элементы, которые обеспечивают герметизацию узла. Они могут располагаться на шибере или корпусе – за ножом по ходу движения среды. В последнем случае герметизация обеспечивается за счет прижатия заслонки давлением рабочей жидкости;
• Сальник. Задача этого элемента – обеспечивать герметичность верхней части узла;
• Корпус – тройник с центральным расширением. Часто выполняется разборным или с крышкой – для доступа к запорному механизму.

Задвижка перемещается по специальным направляющим (салазкам) внутри корпуса элемента. Она приводится в движение вращением маховика и посредством штока. Перемещаясь по направляющим, затвор частично или полностью перекрывает поток. Сама она при этом прижимается образующимся внутри трубопровода давлением к направляющим и уплотнителям, что обеспечивает герметичность узла.

В зависимости от формы затвора различают несколько разновидностей. Наиболее распространенными являются клиновидная и ножевая. Каждая из них в свою очередь может иметь разную конструкцию. Так клиновидный затвор может быть цельным или изготавливаться из двух соединенных под определенным углом дисков. Преимущества задвижки такого типа в высокой надежности и способности выдерживать большое давление рабочей среды. Но клин требует очень точной подгонки с направляющими (седлом). Также такая арматура не может использоваться с рабочими средами высокой температуры, так как затвор при этом подвергается тепловой деформации, что нарушает герметичность узла.

Ножевой затвор представляет собой пластину относительно небольшой толщины. Принцип работы шиберной задвижки такого типа схож с принципом ножа – затвор опускается и как бы «разрезает» поток жидкости или газа. Для повышения надежности и герметичности узла ножей может быть несколько.

Также шиберная арматура может различаться по принципу приведения заслонки в движение:

• Ручные – наиболее простые и надежные, но область их применения ограничена жидкостями и газами небольшой плотности с малой скоростью движения.
• Электрические могут применяться на крупных трубопроводах и магистралях. Их единственным недостатком является энергозависимость.
• Задвижки с пневматическим приводом самые сложные по конструкции, но позволяют работать практически с любыми средами и обеспечивают тонкую регулировку потока.

Такие задвижки имеют самые разнообразные размеры, благодаря чему могут использоваться как для перекрытия газа к домашнему котлу, так и для контролирования потока центральной магистрали. Размер задвижки маркируется буквами «ДУ», к примеру: ДУ200 – задвижка, диаметром 20 см, ДУ400 – диаметр 40 см, ДУ500 – диаметр 50 см.

Благодаря особенностям работы, а также широкому спектру модификаций, такие задвижки широко применяются как в промышленных, так и повседневных целях. Это устройство можно найти практически везде, где нужно регулировать или преграждать поток рабочей жидкости или газа.

Чаще всего шиберные задвижки используются в следующих областях:

• Коммунальное хозяйство. Арматуру монтируют на городских сетях водоснабжения и водоотведения, а также устанавливают на трубопроводах, по которым осуществляется транспортировка теплоносителей, питьевых, технических или сточных вод;
• Нефтегазовая сфера. Благодаря своей надежности затворы являются важным элементов нефте- и газодобывающего оборудования, а также применяются на магистральных трубопроводах при транспортировке и переработке углеводородов;
• Добыча и обогащение полезных ископаемых. Наиболее широко шиберные задвижки применяются на перерабатывающих и обогатительных фабриках – в трубопроводах и оборудовании для транспортировки, измельчения, сортировки, обогащения и т.д.;
• Химическая и пищевая промышленность. Задвижки используются на производственных линиях при изготовлении широкого спектра химической и пищевой продукции. В этих сферах обычно используются узлы, изготовленные из высокопрочных инертных материалов, не подверженных коррозии и обеспечивающих высокую степень герметизации среды;
• Производство строительных и отделочных материалов. Наиболее широко такие элементы применяются на цементных заводах и в оборудовании по его транспортировке. Благодаря своей высокой прочности и надежности этот тип запорной арматуры исключает потери сырья и материала на всех этапах переработки и производства;
• Электроэнергетика. Задвижки устанавливаются на трубопроводах атомных, тепловых и гидроэлектростанций, обеспечивая регулировку жидкости охладительного контура.
• Кроме того, арматура может применяться и в других сферах, где присутствуют трубопроводы большого диаметра или с большим давлением/скоростью потока.

Вне зависимости от конструкции все виды арматуры присоединяются к трубопроводу классическими типами соединений: фланцевыми, межфланцевыми или под сварку. При фланцевом и межфланцевом соединении рекомендуют использовать уплотнительные проставки.

Как любое устройство, шиберная задвижка имеет свои достоинства или недостатки. К преимуществам данного устройства можно отнести:

• Простую до элементарности конструкцию;
• Небольшое количество комплектующих;
• Отсутствие воздействия вредной среды на сам кран, благодаря чему значительно продлевается срок службы как самого механизма, так и уплотнителей;
• Малогабаритность в соотношении с самим трубопроводом;
• Возможность использования для вязких веществ и веществ с твердыми вкраплениями;
• Простота технического обслуживания и долгий срок службы;
• Возможность применения для разных сфер, благодаря различным формам, размерам, модификациям с выдвижным, а также невыдвижным шпинделем;
• Герметичность конструкции;
• Бесшумность при процессе эксплуатации;
• Наличие специальной системы очистки от ржавчины;
• Возможность приведения в действие как ручным способом, так и электроприводом.

Однако есть и свои недостатки:

• Не зависимо от того, каким способом, механическим, гидравлическим или электроприводом приводится в действие крутящийся момент, процесс открытия-закрытия задвижки занимает довольно много времени;
• Дорогостоящий и довольно сложный ремонт в случае износа уплотнителей;
• Невозможность применения в кристаллизующейся среде.

Шиберные ножевые задвижки хоть и не совершенное, однако наиболее популярное и оправдываемое устройство в своем классе.