Эксплуатация задвижек

Задвижки используются на крупных трубопроводах диаметром более 50 мм, где требуется медленное перекрытие сечения для предотвращения возникновения гидравлического удара.

Большинство задвижек можно устанавливать на горизонтальных и вертикальных трубопроводах в любом положении, кроме положения шпинделем вниз. Положение задвижек с пневматическим и электрическим приводом регламентируется особо. Благодаря симметричности конструкции задвижки могут эксплуатироваться при любом направлении движения потока.

Существенным недостатком задвижек является то, что в промежуточном положении затвора, когда тарелки частично перекрывают сечение седла, часть уплотнительных кольцевых поверхностей находится в зоне активного обтекания потоком и подвергается сильному абразивному износу твердыми включениями, содержащимися в рабочей среде. После работы в таком режиме уплотнительные поверхности изнашиваются настолько, что не обеспечивают достаточной герметичности при закрытии задвижки – задвижка «не держит». Это ограничивает использование задвижки как регулирующего элемента. Кроме того, регулирующие характеристики задвижек неудовлетворительны.

Задвижки могут управляться дистанционно. Для этого используются задвижки с гидроприводом, пневмоприводом и электроприводом.

При выборе конструктивного типа задвижек следует учитывать: рабочую среду; ее химический состав (агрессивность, наличие абразивных включений и т.д.), давление и температуру рабочей среды; обоснованные требования к герметичности затвора; диаметр трубопровода.

Не рекомендуется применять задвижки для работы в кристаллизирующихся средах или средах, содержащих твердые частицы.

Клиновые задвижки с цельным клином предназначены в основном для герметичного перекрытия трубопроводов с большим рабочим давлением неагрессивной среды как жидкой (в т.ч. нефть и нефтепродукты), так и газообразной.

Клиновые задвижки с упругим клином применяют в основном для герметичного перекрытия трубопроводов с нефтяными и газовыми средами высокой температуры и большим рабочим давлением среды.

Клиновые задвижки с составным клиномрекомендуют в основном для трубопроводов со средним рабочим давлением среды как жидкой, так и газообразной, без твердых и абразивных включений. Температура рабочей среды устанавливается в зависимости от материалов уплотнительных поверхностей затвора.

Параллельные задвижки предназначены для установки на трубопроводах в процессах, в которых не требуется достаточно герметичного перекрытия трубопровода при больших значениях рабочего давления. Среда может содержать небольшое количество механических примесей.

Однодисковые задвижки (шиберные) применяют, как правило, для трубопроводов с высокой температурой и средней величиной давления рабочей среды, в которых требуется пропустить среду при неполном перекрывании трубопровода.

Двухдисковые задвижки рекомендуют для герметичного перекрывания трубопроводов со средним давлением рабочей среды (как жидкой, так и газообразной), содержащей небольшое количество механических примесей. Температура среды зависит от материала уплотнительных поверхностей затвора.

Лекция 12

ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ

Обратный клапан – клапан, предназначенный для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды (ГОСТ 24856-81).

Обратные клапаны относятся к группе защитной арматуры (защиты от обратного потока среды). Обратные клапаны позволяют среде двигаться лишь в одном направлении.

Основными элементами обратного клапана являются корпус с седлом и золотник. Седло и золотник взаимно притираются. Обратные клапаны срабатывают автоматически под действием энергии среды, транспортируемой по трубопроводу.

По принципу перекрытия потока обратные клапаны бывают:

• подъемные;

• поворотные («захлопка»);

• приемные.

Обратные клапаны изготовляются из стали, титановых сплавов, бронзы, латуни. Для установки на трубопроводах с агрессивной средой применяют обратные клапаны с антикоррозионной защитой (гуммированные), например футерованные полиэтиленом.

Обратные клапаны изготавливают как в муфтовом (резьбовом) исполнении, так и фланцевые.

Подъемные клапаны

Подъемные обратные клапаны бывают невозвратные,невозвратно-запорные и невозвратно-управляемые.

Клапаны невозвратные

Эта арматура не имеет шпинделя (рис. 1). Тарелка прижимается к седлу благодаря собственному весу и давлению среды; иногда для уплотнения ее посадки устанавливают пружину. Клапан устанавливается на трубопроводе так, чтобы среда поступала под золотник. При этом, преодолевая вес золотника, среда проходит через клапан. После прекращения подачи среды или возникновения обратного течения золотник садится на седло. Таким образом, невозвратный клапан работает автоматически, пропуская среду в одном направлении – под тарелку. Он пропускает среду из области повышенного в область меньшего давления, исключая движение ее в обратном направлении. Поэтому невозвратный клапан используют в трубопроводах с односторонним движением жидкости.

Другой особенностью невозвратного клапана является необходимость монтировать его при горизонтальном положении тарелки, чтобы предотвратить ее западание и перекосы в направляющих. При отклонении плоскости тарелки от горизонтального положения более чем на 15° работа клапана может быть нарушена.

В клапанах, используемых в трубопроводах с давлениями , тарелки в некоторых случаях снабжают резиновыми, кожаными и другими мягкими уплотнениями. Тарелку изготовляют с направляющими стаканчиком или ребрами, обеспечивающими правильную ее посадку на седло клапана. Установка ребер с нижней стороны тарелки нежелательна, так как при этом увеличивается гидравлическое сопротивление арматуры.

 

Рис. 1. Клапан подъемный невозвратный проходной фланцевый: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – прокладка; 4 – тарелка.

 

Клапаны невозвратно-запорные.

Невозвратно-запорный клапан – обратный клапан, имеющий принудительное открытие и закрытие (ГОСТ 24856-81).

Клапаны этой конструкции (рис. 2) выполняют функции как запорной, так и невозвратной арматуры.

 

 

Рис. 2. Клапан невозвратно-запорный проходной фланцевый: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – маховик; 4 – набивка сальниковая; 5 – шпиндель; 6 – тарелка.

 

В их корпусе имеются тарелка и шпиндель. Шпиндель может прижать тарелку к седлу или ограничить высоту ее подъема средой при наличии перепада давлений до, и после места установки арматуры. Поднять тарелку шпиндель не может. Шпиндель позволяет надежно запирать трубопровод или регулировать расход среды в нем изменением величины свободного хода тарелки. Эти клапаны, как и невозвратные, допускают только одностороннее движение среды – под тарелку, но обеспечивают возможность надежного запирания трубопровода.

Клапаны невозвратно-управляемые.

Невозвратно-управляемый клапан – обратный клапан, имеющий принудительное открытие и закрытие (ГОСТ 24856-81).

Этот тип арматуры (рис. 3) сочетает функции запорного, невозвратного и невозвратно-запорного клапанов.

 

Рис. 3. Клапан невозвратно-управляемый угловой фланцевый латунный. 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – шпиндель; 4 – маховик; 5 – втулка накидная; 6 – шуруп стопорный; 7 – тарелка

 

Шпиндель соединен с тарелкой с некоторым зазором, допускающим его смещение относительно тарелки. Благодаря этому шпиндель может прижимать тарелку к седлу, ограничивать высоту ее подъема средой и поднимать на ту или иную высоту. Как видно из рис. 9.31, на котором показано устройство углового невозвратно-управляемого клапана, соединение тарелки и шпинделя допускает смещение шпинделя при его подъеме по отношению к тарелке на величину k. При большей величине подъема шпинделя тарелка повиснет на его конце, и шпиндель сможет менять ее положение относительно седла – регулировать расход среды в трубопроводе. Если величина подъема шпинделя меньше k, клапан работает как невозвратный, а его тарелка может подниматься только давлением среды. Шпиндель позволяет надежно запирать арматуру. Таким образом, невозвратно-управляемый клапан в зависимости от положения шпинделя может допускать как одностороннее, так и двухстороннее движение среды. Для контроля положения тарелки в корпусе на бугеле крышки арматуры имеются риски, соответствующие закрытому, невозвратному или управляемому (открытому) состоянию. Эти риски обозначены соответственно 3, H и О. Если указатель положения тарелки стоит против или выше риски О, клапан работает как открытый запорный; положение тарелки относительно седла можно менять, управляя шпинделем.

 

Обратный поворотный клапан

Обратный поворотный клапан (клапан-захлопка) показан на рис. 4. Золотник (диск) укреплен на рычаге, который шарнирно соединен с болтом, ввернутым в крышку клапана. Диск может иметь уплотняющее кольцо. Эту арматуру поэтому называют иногда шарнирными клапанами. Арматура подобного типа находит применение в системах для трубопроводов, транспортирующих жидкости и газы. Ее используют в качестве невозвратно-запорного органа. По форме тарелок захлопки бывают круглые и прямоугольные, а по форме корпуса – проходные и угловые.

Горизонтальные захлопки применяются в трубопроводах ливневой канализации и в трубопроводах дренажных систем тепловых сетей.

Герметичность подъемных клапанов выше, чем поворотных.

Внешний вид клапана Рис. 4 Клапан обратный поворотный фланцевый 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – диск (золотник-«захлопка»); 4 –присоединительный фланец трубопровода

 

Обратный приемный клапан

Особое место среди обратных клапанов занимает приемный клапан (рис. 5, который устанавливается в конце вертикального всасывающего трубопровода насосного агрегата и служит для предотвращения обратного тока жидкости при остановке насоса и для предварительной заливки всасывающей трубы перед началом работы. По типу этот клапан подъемный. Золотник («тарелка») уплотнен резиновым кольцом и снабжен коническим хвостовиком, позволяющим жидкости плавно вступать в корпус и обеспечивающим надежную посадку золотника. Нижняя часть клапана представляет собой перфорированный цилиндр, служащий для задержания посторонних включений.

 

Рис. 5. Приемный клапан: 1 – основание с отверстиями для забора среды; 2 – хвостовик; 3 – тарельчатый золотник.