165

Дата актуализации: 

28.12.2023

Клиновая задвижка была запатентована в 1840 году в США. За основу конструкции была взята затворная шлюзовая конструкция, которая устанавливалась в чугунный корпус (рис.1). Запорная арматура устанавливалась на водопроводах. 

Рис.1 Чугунная задвижка 19 век

С развитием технологий и потребностей промышленности конструкция совершенствовалась. Задвижки монтировались на нефтепроводах и в паровых котельных, в химических цехах и на тепловых электростанциях. Для корпуса стали использовать сталь, углеродистую и нержавеющую. Есть задвижки из медных сплавов, но они дорогие.

На сегодняшний день на газораспределительных сетях проектируют стальные задвижки. Находящиеся в эксплуатации чугунные задвижки на наружных газопроводах меняют на шаровые краны.

Классификация задвижек

На газовых сетях применяют общепромышленные задвижки. Основной нормативный документ - ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная. Задвижки на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия».

Основные классификационные признаки задвижек, используемых на газораспределительных сетях:

- тип затвора: с клиновым запирающим элементом (с жестким клином, упругим клином, составным клином); с параллельным запирающим элементом (однодисковым, двухдисковым, шиберным);

- тип шпинделя: с выдвижным шпинделем, невыдвижным шпинделем;

- тип присоединения к трубопроводу: фланцевые, муфтовые, под приварку;

- тип уплотнения в затворе: по материалам — с эластичным уплотнением, уплотнением «металл по металлу»;

- тип управления: с ручным управлением, с гидро- или пневмоприводом (рис.2), с электроприводом.

Рис.2 Задвижка с пневмоприводом

Конструкция задвижек

Задвижки перекрывают проход рабочей среды перемещением запорного органа в направлении, перпендикулярном оси потока газа. На сетях газораспределения и газопотребления их можно устанавливать на наружных и внутренних газопроводах природного газа при давлении до 1,2 МПа.

Задвижки широко применяются на газопроводах с диаметрами условных проходов от 50 до 1200 мм. Запорный орган задвижки при закрывании не испытывает значительных воздействий от давления среды, так как двигается поперек потока.

По конструкции затвора задвижки бывают с клиновым или параллельным запорным органом. В клиновых задвижках боковые поверхности запорного органа – клина - наклонены к вертикальной оси корпуса. Этим достигается плотное прилегание уплотнительных поверхностей клина и корпуса, а значит, и герметичность закрытия. Клин у клиновых задвижек может состоять из двух шарнирно соединенных дисков или быть сплошным. У параллельных задвижек поверхности запорного органа параллельны друг другу.

По устройству для подъема запорного органа задвижки бывают с выдвижным и невыдвижным шпинделем. Задвижки с выдвижным шпинделем имеют большую высоту в открытом положении.

Рис. 3 Набивка сальниковая ГРАФЛЕКС

При выходе шпинделя из крышки корпуса задвижки устраивается сальниковое уплотнение, которое не дает выходить газу в атмосферу. Сальниковое уплотнение может выполняться из пеньковой набивки, которая укладывается кольцами вокруг шпинделя и сжимается грундбуксой. В настоящее время также применяются набивки на основе графитовых уплотнительных материалов - графлен, графлекс (рис.3) или фторопластовые кольца. Интересный факт: графитовые набивки пришли из насосного оборудования, где требуется высокая износоустойчивость и низкий коэффициент трения. Валы насосов вращаются с большой частотой, набивка испытывает постоянные нагрузки.

Задвижки с невыдвижным шпинделем

Рис.4 Задвижка с невыдвижным шпинделем

На рисунке 4  изображена задвижка с невыдвижным шпинделем с параллельным запорным органом. Задвижка состоит из корпуса и крышки корпуса, между которыми зажата паронитовая прокладка. Запорный орган состоит из двух дисков, которые прижимаются к вкладышам на корпусе. Для его перемещения служат шпиндель, нарезная втулка и маховик. В нижней части шпинделя нарезана резьба, на которую навернута нарезная втулка. На втулке свободно закреплены диски. Шпиндель изготавливается из нержавеющей стали.

Шпиндель выходит из крышки корпуса через сальниковое уплотнение. Задвижка открывается вращением маховика против часовой стрелки. При этом шпиндель благодаря имеющемуся бурту не перемещается вверх или вниз, а только вращается вместе с маховиком. Резьбовая втулка двигается по резьбе шпинделя вверх или вниз, поднимая и опуская запорный орган. При вращении маховика по часовой стрелке запорный орган опускается вниз. Распорный клин раздвигает диски, прижимая их к уплотнительным поверхностям корпуса.

Рис.5 Шланговая задвижка

Интересный факт: существуют шланговые задвижки, в которых среда проходит через эластичный патрубок - шланг рис.5). Закрытие происходит при пережатии шланга с помощью специального элемента затвора. Кстати, на газовых сетях шланговые задвижки не применяются.

Возвращаясь к обычным задвижкам с невыдвижным шпинделем. Чтобы определить степень закрытия, ее оснащают специальным указателем. Он перемещается по резьбе, нарезанной снаружи штока на участке от маховика до грундбуксы. Чтобы указатель не проворачивался, в выступ крышки корпуса вворачивается стержень. Если указатель находится в верхнем положении - затвор открыт, в нижнем - закрыт.

Задвижки с выдвижным шпинделем

На газопроводах находят широкое применение стальные задвижки клиновые 30с41нж (рис.6), другое наименование – ЗКЛ. Они имеют выдвижной шпиндель. Запорный орган выполняется в виде сплошного или двухдискового клина.

Рис. 6 Стальная задвижка клиновая 30с41нж

У чугунной задвижки с выдвижным шпинделем 30ч7бк (рис.7, а) резьба нарезана в его верхней части. В центре маховика закреплена резьбовая втулка из медного сплава. Она расположена снаружи корпуса, что облегчает доступ к ней для осмотра и смазки. При вращении маховика шпиндель поднимается вверх или опускается вниз по резьбе, нарезанной в резьбовой втулке. По тому, насколько шпиндель выступает над маховиком, можно определить степень открытия задвижки.

Рис.7 Чугунная задвижка 30ч7бк

Чугунная задвижка 30ч7бк имеет параллельный двухдисковый запорный орган (рис.7, б). Его диски движутся по направляющим, имеющим в корпусе. При опускании запорного органа вниз до упора распорный клин упирается в низ корпуса и, раздвигая диски, прижимает их к уплотнительным поверхностям корпуса.

Задвижки с обрезиненным клином

Для обеспечения надежного герметичного перекрытия потока газа применяют задвижки с обрезиненным клином (рис.8). Это современный тип запорной арматуры, в котором запорный орган (клин) покрывается NBR резиной. Это бутадиен-нитрильный каучук, синтетический полимер, который обладает высокой твердостью и устойчивостью к истиранию. Основной областью применения является производство различных маслобензостойких резиновых технологических изделий – рукавов, прокладок, сальников и др.

Рис.8 Задвижка с обрезиненным клином

Задвижка клиновая AVK со стальными приварными патрубками (рис.9) применяется на газопроводах природного газа, чаще всего для установки в грунт без колодца. Возможна установка в колодцах.

Рис.9 Задвижка AVK c обрезиненным клином

Стальной корпус 13 задвижки AVK покрыт полиуретановым антикоррозионным покрытием. К корпусу приварены патрубки 15, к которым стыковым сварным соединением присоединяется газопровод. Крышка 5, которой закрывается корпус, изготовлена из высокопрочного чугуна. Она крепится болтами 9 из нержавеющей стали, которые залиты термоклеем. Задвижка клиновая AVK имеет невыдвижной шток 1 из нержавеющей стали, по резьбе которого перемещается гайка 11 из латуни. На гайке располагается чугунный клин 12, покрытый NBR резиной. Благодаря этому клин может обжать небольшие твердые частицы, обеспечивая герметичное перекрытие. Клин имеет полиамидные башмаки 14, которые снижают крутящий момент, необходимый для открытия или закрытия.

Стопорное кольцо 8  препятствует поднятию штока при вращении. Уплотнение штока обеспечивается тремя элементами из NBR резины: грязесъемным кольцом 2, кольцом 4 и манжетой 7. Гайка уплотнения штока 3 изготавливается из латуни, также как и фиксирующий подшипник 6. Замена уплотнения штока возможна без снижения давления. При подземной установке необходимо применение удлинительного шпинделя, который выводится под ковер.

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь