Трубопроводная арматура общепромышленного назначения

   Серийная общепромышленная арматура работает при давлениях от глубокого вакуума до 500 МПа в разнообразных средах: жидких, газообразных, сыпучих с температурой от глубокого холода до + 850 град. С. Диапазон диаметров условного прохода арматуры от 0,1 мм до 3 м.

   Клапаны запорные служат для перекрытия трубопровода. Предпочтительно применять клапаны в тех случаях, когда трубопровод основное время должен находиться в перекрытом состоянии (клапан закрыт). Запорные клапаны изготавливаются на давление от вакуума до 250 МПа с Ду 3 до 200 мм (в отдельных случаях до 400 мм).

   В зависимости от способа упраления клапаны выпускаются:

- с ручным управлением; дистанционным управлением; с электрическим приводом; с поршнеым пневматическим или гидравлическим приводом; с электромагнитным приводом.

   Клапаны с внутренней резьбой при небольших проходах применяютс для неагрессивной среды, а также при невысоких температурах и давлениях. Клапаны с наружной резьбой применяются во всех ответственных случаях. Гидравлическое сопротивление вентилей ξ=3÷6.

   Задвижки применяются для герметичного перекрытия трубопровода при условном давлении от 0,16 МПа до 25 МПа. Предпочтительно использовать задвижки в случае, когда трубопровод основное время остается открытым. 

   В завимости от конструкции задвижки выпускаются с Ду 15 до Ду 2400 мм. Задвижки как правило, имеют сальниковое уплотнение шпинделя. Гидравлическое сопротивление задвижек ξ=0,1÷1.

   В зависимости от  расположения резьбовой части шпинделя относительно корпуса задвижки делятся на задвижки с выдвижным и с невыдвижным шпинделем. В первом случае шпиндель с резьбой расположен вне корпуса ("вне среды"). Эти задвижки имеют большие габариты и могут применяться для трубопроводов с агрессивными средами. Во втором случае шпиндель с резьбой расположен в корпусе. Габариты этих задвижек меньше. Их можно применять только для чистых агрессивных сред (чиста вода, масла, чистые нефтепродукты)

    Затворы задвижек выполняются в виде клина или диска. В зависимости от конструкции затвора задвижки делятся на клиновые, параллельные или шиберные. В клиновых задвижках затвор выполнен в в иде клина, расположенного в корпусе с наклонными уплотнительными поверхностями (седлами). Различают клиновые задвижки с клином, с упругим клином, или двухдисковые.

    Затвор параллельных задвижек выполнен в виде параллельного диска или в в иде параллельных дисков с их распором.

    Шиберные задвижки имеют постоянный контакт в кольцевом уплотнении и хорошо работают в загрязненных средах, так как исключают попадание загрязняющих частиц на уплотнение.

     В зависимости от способов  присоединения к трубопроводу задвижки выпускаются с муфтовым присоединением (чугунные и из цветных металлов до Ду 80 мм), с фланцевым присоединением  и под приварку (стальные). Для уменьшения вероятности гидравлического удара  и снижения усилия, необходимого для управления, некоторые задвижки выпускаются с наружным обводом (байпасом).

    Кран - тип арматуры, в котором затвор имеет форму тела вращения и при перекрытии потока осуществляет поворотное движение вокруг оси, перпендикулярной к оси трубопровода. Краны имеют ряд преимуществ по сравнению с задвижками и клапанами - гидравлическое сопротивление ξ=0,2÷1, просты по конструкции, компактны, имеют небольшие габариты и массу.

   Область применения кранов определяется их конструкцией. Краны  изготовляются от Ду 3- мм до Ду 1600 мм и используются при Ру до 16 МПа.

    В зависимости от конструкции затвора краны делятся на пробковые и шаровые с затвором, выполненным соответственно в виде пробки и шара или сферы. Пробковые краны бывают с конической и цилиндрической пробкой. Краны с конической пробкой делятся на сальниковые, натяжные и с подъемной пробкой.

   В зависимости от способа управления краны могут быть с ручным управлением ( в том числе с механической передачей обычно в виде червячного редуктора) и с пневмо- или гидроприводов.

   Шланоговая арматура получила распространение в химическиъ цехах электростанций. Прямолинейный прохлд в корпусе шланговой арматуры создает хорошие условия для продвижения среды, а отсутствие выступов, вызывающих их завихрение, уменьшает вероятность мостного осаждения твердых компонентов. Шланговая арматура успешно применяется при малых давлениях.

   Поскольку в шланговой арматуре среда не контактирует  с металлическими частями (корпусом и крышкой), то их можно изготовлять из низкосортных металлов; отпадает необходимость в сальниковых устройствах - источнике возможных протечек: обеспечивается быстрая и удобная замена эластичного патрубка в случае выхода его из строя, так как только эта деталь подвержена износу; исключается застой продукта (конструкция прямоточная с малым гидравлическим сопротивлением).

   В закрытом положении эластичный патрубок надежно перекрывает проход, отсекая подачу среды в отводящий трубопровод даже при пульпах и шламах, гермтизация которых в других конструкциях арматуры затруднена. Для перекрытия шланга нет необходимости в больших наружных механических приспособлениях.

   Применение шланговой арматуры ограничивается температурой 100⁰С и давлением 1 МПа. Размер шланговой арматуры должен выбираться с таким расчетом, чтобы арматура действовала в положении, максимально близком к полностью открытому (чем ближе к закрытому положению, особенно в условиях абразивных сред, тем меньше продолжительность срока службы резинового шланга). При использовании шланговой арматуры в качестве запорного органа диаметр шланга должен совпадать с диаметром условного прохода трубопровода. С целью дросселирования арматуру выбирают на один размер меньше, так как расход среды через арматуру, открытую на одну треть, составляет 85% общего расхода. Шланговую арматуру не рекомендуется использовать на вакууме , так как под действием внешего давления шланг может потерять устойчивость и самопроизвольно перекрывать проход. В зависимости от метода и системы управления шланговая арматура может представлять запорный  или регулирующий орган, выполнять роль отсечных или обратных клапанов, перекрывая проход при образовании чрезмерно большого потока или при перемене его напряжения. Арматура выпускается с односторонним или двусторонним механическим пережимом шланга сжатым воздухом или жидкостью, давление которых превышает давление в трубопроводе на 0,2 МПа.

   Шланговый фланцевый клапан Ду 50 - 300 мм с электрическим исполнительным механизмом и клапан регулирующий с температурой работы до 60⁰С при условном давлении до 1,0 МПа выпускаются Ереванским арматурным заводом. Рабочая среда подается в резиновый патрубок   с любой стороны. Клапан перекрывается пережимом резинового патрубка траверсами. Корпус клапана - проходного типа, верхняя и нижняя части соединены болтами. Корпус изготовлен из чугуна, шпиндель и траверса из стали, патрубок из резины.

   Шланговый затвор Ду50, Ду100, Ду200 мм с гидроусилителем фланцевый. Затвор применяется на трубопроводах агрессивных сред с температурой до 90⁰С, состоит из двух патрубков, соединенных шпильками. Между патрубками с гуммированными внутренними поверхностями расположены резиновый вкладыш и распорное кольцо. Полость вкладыша заполнена специальной жидкостью, которая, сжимаясь под действием управляющей среды (воды или воздуха) давлением 0,6 МПа, пережимает вкладыш и перекрывает проход затвора. Корпус и патрубок исполнены из алюминиевого сплава, вкладыш из резины.

   Клапан мембранный применяется в химических цехах электростанций в качестве местного и дистанционного управляемого запорного устройства на трубопроводах для слабоагрессивных сред, не содержащих взвешенных частиц, с рабочей температурой до 60⁰С и давлением до 0,6 МПа.

   Клапан мембранный изготовляется в двух исполнениях: нормально открытое "НО" и нормально закрытое "НЗ". При изменении исполнения клапана с "НО" на "НЗ" и наоборот меняются местами распорные трубы и переставляется золотник, который при исполнении "НО" устанавливается на седло, а приисполнении "НЗ" под седло.

   Клапан мембранный состоит из корпуса с гуммированным покрытием, внутри которого передвигается подвижная система, состоящая из верхней и средней мембран, распорных труб, золотника, фланца, втулки дублера, штока, диска.

   Мембранный клапан снабжен ручным дублером, который служит для открытия и закрытия клапана при отсутствии управляющего давления. Местный указатель конечных положений золотника сочленяется с электрическим сигнализатором, закрепленным на верхней крышке.

   Действие мембранного клапана основано на использовании разности эффективных площадей верхней и средней мембран и золотника клапана, а также разности давлений рабочей и управляющей воды. При подаче управляющей воды клапан исполнения "НЗ" - открывается, а исполнения "НО" - закрывается. При сбросе управляющей воды в дренаж клапаныдействуют в обратном направлении. В случае небольшого давления рабочей среды открытие клапана исполнения "НО" и закрытие "НЗ" обеспечиваются усилием пружины сжатия. При автоматическом управлении клапаном мембранная полость нижней крышки поочередно соединяется с помощью штуцера с источником управляющей воды или дренажем.

   Дисковые затворы - тип арматуры, в котором запирающий орган (затвор) выполнен в виде диска, осуществляющего поворотное движение относительно оси, перепендикулярной к оси трубопровода. Дисковые поворотные затворы имеют минимальную строительную длину, небольшую массу, просты по конструкции, состоят из небольшого числа деталей и сравнительно дешевы в изготовлени. Недостаток их состоит в необходимости управления ими приводами, развивающими большие крутящие моменты.

   Дисковые поворотные затворы делятся на затворы с непрофилироанным диском и профилированным (профиль диска задается). В зависимости от условий эксплуатации, а также параметров среды затворы изготовляются с непосредственно сочленненным приводом и с приводом, сочленненым через передаточный механизм. Применение последних позволяет использовать приводы меньшей мощности.

   В зависимости от способа уплотнения затвора (диска) в закрытом положении их выполняют с эластичным уплотненнием на диске, с эластичным уплотненем в корпусе,  с эластичным седлом, с эластичной рубашкой и с металлическим упругим уплотнением.

   В зависимости от способа компоновки дисковые поворотные затворы с приводом выпускаются в вертикальном или горизонтальном  расположении оси диска.

   В некоторых случаях, особенно,  при низких статических давлениях и перепадах, для лучшего уплотнения затвор выполняется со смещенной осью диска по отношению к оси привода и опор.

   Дисковые поворотные затворы применяются для запирания среды, проходящей через них. Затворы выпускаются с ручным управлением ( в том числе с механической передачей), с дистанционным управлением   с  пневматическим мембранным приводом, с пневматическим или гидравлическим поршневым приводом и с электрическим приводом. 

   Обратные клапаны - тип арматуры, в котором затвор открывается под действием потока среды,  а при изменеии его направления на обратное - закрывается.

   Обратные клапаны служат для пропуска среды в одном направлении и предотвращения ее движения в противоположном. В зависимости от принципа действия клапаны делятся на подъемные, поворотные, безударные и приемные.

    В случае, когда в подъемных и приемных клапанх среда проходит в прямом направлении затвор (тарелка) поднимается над седлом, что обеспечивает беспрепятственный проход среды. В этих клапанах для  направления затвора имеется стержень или втулка. Отверстие в направляющей затвора сообщается с внутренней полостью затвора, что исключает самопроизвольное торможение (демпфирование) затвора. Для обеспечения надежного перекрыти седла затвором в некторых клапанах этого типа между крышкой и хвостовой частью затвора устанавливается пружина, которая прижимает тарелку затвора к седлу.

   Подъемные обратные клапаны изготовляются с проходным и угловым корпусами. Приемные клапаны (которые также являются подъемными) изготовляются с вертикальным корпусом. Эти клапаны оборудуются сеткой, препятствующей проникновению загрязнений в клапан и далее в трубопровод.

   Поворотные оборатные клапаны изготовляются однодисковыми и многодисковыми. В многодисковых обратных клапанах имеется перегородка с отверстиями, которые перекрываются отдельными дисками-затворами.  

   В обратных клапанах с большим проходом при закрывании может возникнуть гидравлический удар. Поэтому иногда используют обводную линию с задвижкой, которая закрывается при срабатывании клапана. С этой целью применяются гидравические демферы,обеспечивающие более плавную посадку затовра при его срабатывании.

  В безударных обратных клапанах, которые также относятся к поворотным, затвор выполнен в виде диска. Ось этого диска расположена в проходе и несколько смещена по отношению к оси прохода. Диск затвора неуровновешан.

   В зависимости от способа присоединения к трубопроовду обратные клапаны выпускаются с муфтовым присоединением (подъемные из цветных метллов и чугуна на малые давления и для неагрессивных сред), с фланцевым присоединением и под приварку  (из стали).

   Предохранительные клапаны - тип арматуры, в котором затвор осуществляет движение под действием повышенного давления среды, открывая проход для отвода среды в атмосферу или для ее перепуска.

   Предохранительные клапаны предназначены для защиты обслуживаемых объектов от повышения в них давления сверх установленного путем сброса рабочей среды.

   Предохранительные клапаны представляют собой двухпозиционный регулятор давления "до себя" прямого (без усилителя действия) или непрямого (с усилителем) действия.

   В зависимости от способа сброса давления предохранительные клапаны делятся на открытые (со сбросом среды в атмосферу) и закрытые (со сбросом среды в байпас, емкость, трубопровод).

   В зависимости от величины подъема затвора клапаны выпускаются малоподъемными и полноподъемными. В малоподъемных клапанах подъем затвора осуществляется на расстояние ≥ 0,05 диаметра седла. В полноподъемных клапанах затвор поднимается на 0,25 диаметра седла.