Клиновая задвижка

Назначение

Клиновые задвижки – имеют затвор в виде плоского клина. В клиновых задвижках седла и их уплотнительные поверхности параллельны уплотнительным поверхностям затвора и расположены под некоторым углом к направлению перемещения затвора.

Конструкция

Конструкция задвижки состоит из корпуса и крышки, образующих полость, в которой находится рабочая среда под давлением и внутри которой помещен затвор (на чертеже он клиновой). Корпус имеет два конца для присоединения задвижки к трубопроводу (применяются присоединительные концы фланцевые и под приварку).

Запорный узел клиновой задвижки включает в себя клин и два седла, установленные в корпусе изделия. Запорным органом клиновых задвижек является клин, движения которого производятся перпендикулярно оси магистрального прохода. Затвор задвижки может находиться только в открытом или в закрытом положении, т.к. задвижка клиновая не является регулирующим устройством. Конструкция применяемого цельнолитого упругого клина сочетает в себе положительные качества как жесткого, так и двухдискового клина.

Цельнолитой упругий клин обладает: значительной жесткостью и надежностью цельного клина, высокой степенью герметичности двухдискового клина, однородностью по химическому составу и механическим свойствам материала.

С целью предотвращения разворота клина в клиновой камере под действием напора среды и трения, между клином и седлом при перемещении затвора задвижка имеет специальные направляющие, расположенные параллельно оси его движения.

Все клиновые задвижки по конструкции затвора могут быть:

1. с цельным,
2. упругим или
3. составным клином

Задвижки с цельным клином

Задвижки с цельным клином нашли широкое применение, так как их конструкция проста и, следовательно, имеет небольшую стоимость в изготовлении. Цельный клин представляет собой весьма жесткую конструкцию, достаточно надежен в рабочих условиях и может быть применен для перекрытия потоков при довольно больших перепадах давления на затворе.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Сталь: характеристики и применение для изготовления нефтегазового оборудования

 

Задвижка состоит из литого корпуса, в который ввинчены уплотнительные седла. Как правило, их изготавливают из легированных, износостойких сталей. Вместе с корпусом отлиты, а затем механически обработаны направляющие для фиксации направления перемещения клина. Клин имеет две кольцевые уплотнительные поверхности и шарнирно через сферическую опору подвешен к шпинделю. Верхняя крышка соединяется с корпусом посредством болтов или шпилек. Для центровки крышки по отношению к корпусу в ней имеется кольцевой выступ, который входит в проточку корпуса. Уплотнение между крышкой и корпусом обеспечивается прокладкой, которая закладывается в проточку корпуса. Для предотвращения перекосов шпинделя в верхнюю часть крышки запрессовывается направляющая втулка.

Существует также конструкция задвижки с цельным клином, но с невыдвижным шпинделем, там ходовая гайка закреплена в верхней части затвора. В гайку ввинчен шпиндель, жестко соединенный с маховиком. Система винт – гайка служит для преобразования вращательного движения маховика (при открытии или закрытии задвижки) в поступательное движение затвора.

Задвижки с упругим клином

В них затвор представляет собой разрезанный клин, обе части которого связаны между собой упругим (пружинящим) элементом (упругим ребром), который позволяет уплотнительным поверхностям клина поворачиваться относительно друг друга на некоторый угол, что обеспечивает лучшее их прилегание к уплотнительным поверхностям седел. Эта особенность упругого клина исключает необходимость индивидуальной технологической подгонки уплотнения и уменьшает опасность заклинивания. Задвижки этого типа изготавливают как с выдвижным, так и с невыдвижным шпинделем.

Конструкция затвора задвижек этого типа обеспечивает лучшее уплотнение прохода в закрытом положении без индивидуальной технологической подгонки. Под действием усилия прижатия, которое передается через шпиндель, в закрытом положении упругий элемент может изгибаться в пределах упругих деформаций, обеспечивая плотное прилегание обоих уплотнительных поверхностей клина и седел.

В задвижках этого типа повышена надежность при высоких температурах (вследствие уменьшения опасности неравномерного теплового расширения, приводящего к заклиниванию затвора). Однако опасность заклинивания в закрытом положении полностью не устранена.

Недостатком задвижек этого типа является повышенный износ уплотнительных поверхностей клина и седел, так как они вступают во взаимный контакт значительно раньше, чем в задвижках с цельным клином.

Задвижки с составным клином

Задвижки с составным клином применяются когда требуется высокая степень герметичности прохода при закрытом положении затвора.

Затвор задвижки с составным клином состоит из двух дисков, между которыми размещен разжимной элемент, выполненный в виде грибка с шаровой поверхностью. Грибок упирается в подпятник, закрепленный на другом диске. Во избежание распада диски при открывании прохода размещают в обойме. Усилие от нажатия шпинделя передается при помощи внутреннего диска.

Часто встречаются конструкции без подпятника. При этом грибок сферическим концом упирается во внутреннюю поверхность одного из дисков. Усилие от привода передается через обойму на внутренний диск. При движении шпинделя из открытого положения в закрытое диски не разжимаются и трение между седлами и затвором отсутствует. В момент касания нижних кромок дисков с седлами усилие привода передается на разжимной элемент и проход герметизируется. Выпускаемые промышленностью задвижки с составным клином имеют только выдвижной шпиндель.

Несмотря на сложность конструкции и, следовательно, высокую стоимость, а также нежесткий затвор, эти задвижки имеют явные преимущества перед другими типами задвижек: незначительный износ уплотнительных поверхностей затвора и седел; высокая герметизация прохода в закрытом положении; меньшее усилие привода, необходимое для закрытия задвижки.

Отсутствие трения уплотнительных поверхностей на всем пути движения затвора позволяет в двухдисковых задвижках уплотнить проход с помощью эластичных колец, смонтированных на дисках затвора.

Преимущества и недостатки

Преимущества таких задвижек – повышенная герметичность прохода в закрытом положении, а также относительно небольшая величина усилия, необходимого для обеспечения уплотнения.

Клиновые задвижки имеют следующие преимущества:

1. низкое сопротивление потоку среды, вследствие чего уплотняющие поверхности меньше подвергаются давлению и коррозии
2. простота конструкции и высокая ремонтопригодность
3. низкие потери давления – полнопроходная конструкция задвижки обеспечивает полное открытие затвора, клин задвижки располагается выше направленного потока, что обеспечивает беспрепятственный проход среды

К недостаткам задвижек этого типа можно отнести необходимость применения направляющих для перемещения затвора, а также технологические трудности получения герметичности в затворе.