Запорная арматура

движка представляет собой цельный литой или сварной корпус, снабженный двумя патрубками для присоедине­ния к трубопроводу (с помощью фланцев или сварки) и шпиндель, соединенный с запорным элементом и управ­ляемый с помощью маховика или специального приво­да. Место выхода шпинделя из корпуса герметизируется с помощью сальникового уплотнения.

Задвижки классифицируются:

• по конструкции шпинделя;
• по проходимости;
• по конструкции запорного элемента.

По конструкции шпинделя они делятся на задвиж­ки с выдвижным и невыдвижным шпинделем. В первом случае ходовая гайка расположена вне рабочей полости задвижки, и поэтому шпиндель при вращении маховика совершает поступательное движение. Во втором случае ходовая гайка расположена непосредственно на затворе, в результате чего шпиндель совершает только вращатель­ное движение. Задвижки с невыдвижным шпинделем должны иметь указатель степени открытия.

По проходимости задвижки бывают неполнопроход­ными и полнопроходными. В задвижках, предназначен­ных для работы при высоких перепадах давления на за­творе, с целью уменьшения усилий при их открывании- закрывании полная площадь прохода выполняется несколько меньшей, чем площадь сечения патрубков. Та­кие задвижки называются неполнопроходными. Наряду с ними имеются полнопроходные задвижки, у которых диаметры патрубков и проходного сечения совпадают. На линейной части магистральных трубопроводов с целью обеспечения прохождения средств очистки и диагности­ки задвижки должны быть только полнопроходными.

По конструкции запорного элемента различают за­движки клиновые и параллельные.

В клиновых задвижах (рисунок ниже) запорный элемент имеет форму клина. Соответственно, уплотнительные поверх­ности расположены под некоторым углом друг к другу.

Задвижка клиновая

1 - корпус; 2 - седло; 3 - клин; 4 - уплотнительная прокладка; 5 - шпиндель; 6 - верхняя крыш­ка; 7 - направляющая втулка; 8 - сальник; 9 - натяжной фланец; 10 - бугель; 11 - гайка; 12 - ма­ховик

Достоинствами клиновых задвижек с цельным кли­ном являются высокая герметичность в закрытом поло­жении и незначительность усилия, необходимого для обес­печения уплотнения. Недостатки таких задвижек: необ­ходимость применения направляющих для перемещения затвора, повышенный износ его уплотняющих кромок, склонность к заклиниванию при высоких температурах, трудоемкость первоначальной притирки затвора.

С тем чтобы устранить часть этих недостатков, кроме задвижек с цельным клином выпускают задвижки с со­ставным и с упругим клином. В первом случае клин состо­ит из двух дисков, между которыми помещен разжимной элемент, выполненный в виде грибка с шаровой поверх­ностью. Благодаря такой конструкции износ уплотнитель­ных поверхностей затвора и седел существенно умень­шился. Задвижка с упругим клином отличается тем, что он выполнен в виде разрезанного клина, части которого

связаны между собой упругим элементом. Благодаря та­кой конструкции уплотнительные поверхности клина могут поворачиваться друг относительно друга на неко­торый угол, что обеспечивает их лучшее прилегание к уплотнительным поверхностям седел. Соответственно, достигается более высокая герметичность. Однако уси­лие приводов при открывании таких задвижек больше, чем у задвижек с цельным клином.

Общим недостатком задвижек с составным и с упру­гим клином является их более высокая стоимость.

В параллельных задвижках (рисунок ниже) уплотнитель­ные поверхности седел параллельны друг другу. Затвор в них называют диском, или шибером (отсюда другое на­звание параллельных задвижек — шиберные).

Задвижка параллельная

1 - шибер; 2 - патрубок; 3 - корпус; 4 - прокладка; 5 - верхняя крышка; 6 - шпин­дель; 7 - сальниковое уплот­нение; 8 - стойка; 9 - кожух

Жесткая конструкция шиберных задвижек позволя­ет использовать их при высоких давлении и температуре перекачиваемой жидкости. Они не засоряются, достаточно легко обслуживаются и демонтируются. Однако шибер­ные задвижки не столь герметичны, как клиновые. Кро­ме того, в них значителен износ уплотнительных поверх­ностей и относительно высоки энергозатраты при откры­вании-закрывании.

В настоящее время на магистральных трубопрово­дах предпочтение отдается шиберным задвижкам. Они применяются на линейной части, на узлах подключе­ния и технологических трубопроводах НПС, на всасы­вающих и нагнетательных линиях магистральных на­сосов, на приемо-раздаточных трубопроводах резервуа­ров, а также на узлах запуска и приема средств очистки и диагностики.

Клиновые задвижки используются преимущественно на трубопроводах вспомогательных систем (смазки, обо­ротного водоснабжения, сбора утечек и т.д.).

Краном называется запорное устройство, в котором затвор имеет форму тела вращения (конус, цилиндр, шар) с отверстием для пропуска потока; закрывается оно по­воротом затвора на 90°.

Достоинствами кранов являются:

• низкое гидравлическое сопротивление;
• простота конструкции:
• небольшие размеры и масса;
• надежность герметизации.

Недостатки кранов:

• повышенные требования к чистоте перекачиваемой жидкости;
• относительно высокая величина крутящего момента на шпинделе при открытии-закрытии;
• повышенные требования к точности и чистоте изго­товления трущихся деталей.

Затвор дисковый поворотный - это запорное устрой­ство, состоящее из корпуса и диска диаметром, прибли­зительно равным внутреннему диаметру трубопровода, закрывающееся вращением диска вокруг оси, перпенди­кулярной направлению потока.

Достоинствами дисковых затворов являются просто­та конструкции, низкое гидравлическое сопротивление, малые габаритные размеры и масса. Однако они не рас­считаны на работу при высоких давлениях, а герметич­ность их невысока.

Вентиль (рисунок ниже) - это устройство с поступатель­ным перемещением запорного элемента (затвора) в направ­лении, параллельном потоку транспортируемой среды.

Вентиль муфтовый

Перемещение затвора происходит вследствие ввинчи­вания шпинделя в ходовую гайку.

Вентили применяют для перекрытия потоков жид­ких (и газообразных) сред, когда высоки требования к герметичности и надежности запорного устройства. Их используют на трубопроводах диаметром менее 400 мм при давлении до 250 МПа.

Достоинствами вентилей являются простота конструк­ции, обслуживания и ремонта, сравнительно небольшие габаритные размеры и масса, отсутствие опасности гид­равлического удара при их закрытии. Недостатки венти­лей: высокое гидравлическое сопротивление, невозмож­ность использования для сильнозагрязненных сред и сред с высокой вязкостью.

Вентили используются на трубопроводах вспомога­тельных систем НПС.

Приводы запорной арматуры и ее маркировка.

Разли­чают запорную арматуру со следующими видами привода:

• ручной;
• электрический;
• пневматический;
• гидравлический.

На НПС магистральных трубопроводов преимуще­ственно используются только первые два.

Ручные приводы (в том числе с механическим редук­тором) применяются на трубопроводах небольшого диа­метра. Их недостаток - невозможность дистанционного управления.

Электропривод прост, надежен и широко доступен. Он состоит, в основном, из пяти элементов: электродви­гателя во взрывобезопасном исполнении, червячного ре­дуктора, конечных выключателей, муфты ограничения крутящего момента и механизма ручного управления (на случай отсутствия электроснабжения).

Электропривод работает следующим образом. Враще­ние вала электродвигателя через кулачковые полумуфты передается червяку редуктора, который, в свою оче­редь, вращает червячную шестерню, а посредством ее — и соответствующий узел задвижки.

Кроме того, электропривод осуществляет:

• автоматическое отключение электродвигателя при чрезмерном повышении крутящего момента;
• звуковую или визуальную сигнализацию крайних положений затвора задвижек;
• дистанционное и автоматическое управление запор­ной арматурой.

Маркировка запорной арматуры с течением времени претерпела изменения. Так, по ГОСТ 10194-69 сталь­ные клиновые задвижки с условным проходом 600 мм, с выдвижным шпинделем, фланцевые, рассчитанные на рабочее давление 16·10⁵ Па маркировались как ЗКЛ2-600-16, а электроприводная задвижка - на те же усло­вия ЗКЛПЭ-60-16.

В настоящее время действует новая система марки­ровки запорной арматуры, разработанная Центральным конструкторским бюро арматуростроен ия, структура ко­торой приведена на рисунке ниже.

Условное обозначение запорной арматуры

Например, обозначение 30с905нж означает: 30 - за­движка, с - из углеродистой стали, 9 - электроприводная, 05 - пятой модели, нж - с уплотнительными по­верхностями из нержавеющей стали. Для арматуры с электроприводом во взрывозащищенном исполнении в конце условного обозначения добавляется буква Б, на­пример 30с905нжБ.