Затворы дисковые поворотные
Дисковый затвор – это один из самых простых и функциональных представителей класса запорной арматуры для трубопроводов. Он может применяться не только для открытия или закрытия, но и для регулирования потока.
Запирающим элементом здесь выступает поворотный диск, отсюда и название – дисковые затворы.
Обратите внимание! В отличие от шиберных и клиновидных заслонок, где тоже могут использоваться диски, запорный элемент в дисковых затворах всегда остаётся внутри потока, он не поднимается и не опускается, а только поворачивается. У такой конструкции есть свои достоинства и недостатки. Об этом подробнее ниже.
Виды и типы дисковых затворов
Конструктивно дисковые затворы – это отдельный класс (вид) запорной арматуры. Поэтому внутри него нет дополнительной классификации.
При этом дисковые затворы можно условно разделить на разные подвиды устройств, которые будут отличаться:
- диаметром условного прохода (от 32 до 2400 мм);
- способом установки/монтажа (фланцевые, межфланцевые, с резьбовыми проушинами, муфтовые, под приварку);
- способом управления (с ручным приводом, с механическими редукторами, с электрическим или пневматическим приводом);
- исполнением / типом поворота дискового затвора (классический, с двойным эксцентриситетом, с тройным эксцентриситетом);
- материалом затвора (чугун, сталь, нержавейка);
- условиями применения (для повышенных давлений, для воды, для систем пожаротушения, для систем вентиляции, для сжатого воздуха и пара, и т.п.).
Например, фланцевые и межфланцевые затворы существенно отличаются установочными размерами. Первые сопоставимы с обычными задвижками. А вторые (межфланцевые) могут иметь строительную длину буквально 30-60 мм. Их легко установить между имеющимися фланцами труб, отсюда и такое название.
Отдельно стоит упомянуть особенности двухэксцентриковых и трёхэксцентриковых затворов. Классические поворотные затворы имеют ось вращения, расположенную строго посередине диска (и одновременно диаметра седла). Из-за несоответствия габаритов диска (он не может быть абсолютно тонким, поэтому обязательно имеет некую толщину) и диаметра принимающего седла происходит повреждение уплотнителя примерно к концу цикла закрытия.
Двухэксцентриковые затворы отличаются наличием смещения оси поворота относительно диаметра трубы. Диск и седло имеют форму конуса. Такой подход позволяет избежать проблемы с несоответствием диаметров при закрытии. Диск и седло выходят из контакта седла очень быстро и без эффекта деформации. Как итог, двухэксцентриковые затворы обеспечивают более плотное прилегание и не повреждаются в процессе работы. Соответственно, износ становится меньше, увеличивается срок службы и т.д.
Тройной эксцентриситет характеризуется смещением диска при открытии сразу в трёх плоскостях:
- Первая плоскость – относительно центра диска и центра плоскости уплотнения.
- Вторая плоскость – поворот относительно центра трубы.
- Третья – смещение для обеспечения прилегания конического профиля.
Затворы с тройным эксцентриситетом ещё меньше повреждаются и деформируются в циклах открытия/закрытия. А значит, они будут служить максимально долго.
Область применения дисковых поворотных затворов
В отличие от вентилей, дисковые затворы практически не оказывают влияния на проходящую через них среду. Особенно, если речь о газообразных или жидких субстанциях. Соответственно, у затворов нет эффекта понижения давления или повышения гидродинамического сопротивления.
Это делает использование дисковых затворов удобным в различных условиях.
Поворотные затворы используются в нефтехимии, на промышленных предприятиях (химическое и пищевое производство, переработка и т.д.), в коммунальных хозяйствах и в системах инженерных коммуникаций (горячее и холодное водоснабжение, пар, системы вентиляции и отопления, газопроводы), в системах пожаротушения, на сельхозпредприятиях и т.п.
Как работает дисковый затвор (принцип действия)
Основные элементы любого дискового затвора:
- корпус,
- диск (поворотная задвижка),
- ось вращения (проходит через плоскость диска и опирается на корпус, в качестве промежуточных элементов может использовать втулки, подшипники, манжеты, сальники и т.п.).
- седло (или вкладыш из эластичных материалов, основная задача седла – обеспечить плотное прилегание диска в закрытом положении).
Процесс закрытия/открытия затвора выглядит следующим образом:
- С помощью ручки или иного привода (в том числе могут использоваться различные редукторы) вращается шток оси.
- Так как ось вращения совмещена с диском, то её поворот приводит к повороту плоскости диска.
- В открытом положении плоскость диска располагается параллельно направлению потока среды в трубопроводе.
- В закрытом положении плоскость диска перпендикулярна потоку и плотно прилегает к седлу. Соответственно, создаёт непроходимое препятствие транспортируемой среде.
- Если диск открыть не до конца, например, оставив небольшой просвет, то поток будет проходить через запорную арматуру, но будут меняться его характеристики – скорость и давление.
Преимущества дисковых затворов
- Обеспечивается минимальная строительная длина, особенно если речь идет о межфланцевых затворах.
- Простая установка (ничем не отличается от установки задвижек или другой запорной арматуры).
- Относительно доступное обслуживание и ремонт.
- Незначительное сопротивление потоку (минимум гидравлических потерь).
- Широкий спектр рабочих давлений и проходных диаметров (возможность применения в трубопроводах с диаметром условного прохода до 1200-2400 мм).
- Большой срок службы (особенно в конструкциях с двумя или тремя эксцентриситетами).
- Высокая скорость срабатывания.
- Возможность оборудования электрическими приводами, организация систем удалённого управления и контроля.
- Возможность регулирования потока.
Недостатки
- Из-за особенностей привода к диску для открытия и закрытия нужно прикладывать значительные усилия. Особенно этот эффект становится заметен при работе с большими диаметрами.
- По сравнению с шаровыми кранами или с клиновидными/шиберными задвижками, затворы всё-таки создают определённое сопротивление потоку.
- Затворы нельзя использовать для управления средами с большим объёмом абразива (будет страдать поворотный диск, который остаётся внутри потока даже в открытом положении, абразив может попадать на седло и приводить к нарушению герметичности при закрытии).
- Управление параметрами при неполном открытии характеризуется своей нелинейностью (сложно найти нужное положение диска).