Задвижка шаровая используется для регулировки напора потока в трубопроводах, вплоть до полной герметизации линии. Причем этот тип запорной арматуры отличается достаточно длительным периодом эксплуатации. Поэтому шаровая задвижка монтируется на особых участках трубопровода, где существует необходимость в постоянной регулировке пропускной способности трубы.
Конструкция шаровой задвижки
Типовая шаровая задвижка состоит из следующих узлов:
- Разборного корпуса
- Шарообразного запорного элемента
- Рычага управления.
Корпус задвижки собирается из двух сегментов, стыкуемых на резьбовое соединение. Между составными частями корпуса и в его седле, перед скручиванием узла, устанавливают прокладки. На магистральных торцах корпуса нарезают наружную или внутреннюю резьбу. Кроме того, помимо резьбовой арматуры, существуют еще и задвижки шаровые фланцевые, монтируемые в трубопровод на стандартизированные по ГОСТ 12819-80 фланцы.
Условный (пропускной) диаметр шаровой задвижки определяется по внутреннему диаметру магистральных торцов корпуса. По этому параметру ассортимент шаровых задвижек делится на 10 типоразмеров, условный диаметр которых изменяется от 25 до 200 миллиметров.
Впрочем, самые ходовые задвижки шаровые фланцевые — ду50, ду32 и ду25, соответствуют пропускному диаметру дюймовых, полуторадюймовых и двухдюймовых труб.
Запорный элемент
Шарообразный затвор монтируется в корпус задвижки в процессе его сборки. Как правило, затвор принимает форму усеченного шара, однако, возможны и другие варианты, к числу которых относятся пробковый и композиционный затворы.
Ординарный запорный элемент сферической формы хорош своей универсальностью и дешевизной. Задвижку с таким затвором можно вмонтировать и водовод, и в нефтепровод, и в газовый трубопровод. К тому же, ординарные шаровые задвижки характеризуются высокой ремонтопригодностью – источенный в процессе эксплуатации запорный элемент можно заменить новым. А коническое утолщение в нижней части шаровидной заслонки облегчает процесс позиционирования затвора в корпусе.
Композиционная дисковая задвижка оборудуется запорным элементом, изготовленным из композитных материалов. Чаще всего в состав изготовленного из синтетических материалов запора добавляют асбест и прочие материалы, увеличивающие жаростойкость всего узла. Этот тип затворов можно использовать при обслуживании загрязненного потока. Твердые частички просто застрянут в мягком диске из синтетики, а по мере загрязнения запорного элемента его просто заменят новым.
Шаровая задвижка с пробковым диском используется не только как запорный элемент. Конусообразная пробка, монтируемая в седло корпуса задвижки, позволяет не только перекрывать, но и дозировать транспортируемый поток.
Однако пробковый затвор, в силу особенности конструкции, нуждается в постоянном смазывании. Без данной процедуры пробковую задвижку просто заклинивает в корпусе из-за налипания на поверхность затвора твердых частичек, содержащихся в потоке.
Органы управления арматурой
Промышленное производство шаровых задвижек предполагает либо ручную, либо дистанционную схему управления запором задвижки. Ручная схема выстроена на базе управляющего рычага или вентиля, который предает крутящий момент на затвор посредством штока, соединяющего эти узлы. Помимо этой конструкции существует еще и вариант, который управляется вентилем, ось которого расположена перпендикулярно оси запорного элемента. В этом случае вентиль передает крутящий момент на вал запорного элемента посредством конических шестерен или червячной передачи.
Дистанционная схема управления задвижкой основана на использовании в паре с валом запорного элемента особого узла, генерирующего крутящий момент. В качестве такового генератора можно использовать и электрический привод, и гидравлическую систему, и пневматический регулятор. Разумеется, подобная схема управления усложняет конструкцию задвижки и повышает ее стоимость. Поэтому монтаж арматуры с дистанционным управлением будет оправдан только в том случае, если данный узел нужно вмонтировать в труднодоступном или изолированном месте.
Схема работы шаровой задвижки
Работа шаровой задвижки основана на следующей схеме взаимодействия узлов устройства:
- Если рычаг управления задвижкой расположен в положении «открыто» то сквозь корпус арматуры проходит поток, транспортируемый трубопроводом. Причем поток протекает и сквозь магистральные торцы и сквозь отверстие в заслонке задвижки.
- Если рычаг управления заслонкой повернуть на 90 градусов, то течение потока будет остановлено. Ведь на его пути встанет непроницаемая часть шарообразного (или дискового, или пробкового) вентиля, которая перекроет седло корпуса арматуры. В этом случае задвижка переходит в положение «закрыто»
Соответственно, малейшее отклонение от положений «закрыто» и «открыто» будет влиять на пропускную способность узла, то увеличивая, то уменьшая этот параметр.
Следует отметить, что для регулировки пропускной способности трубопровода следует использовать лишь пробковые типы задвижек, поскольку дисковый вариант просто не способен регулировать плотность потока, а шарообразный затвор очень быстро изнашивается.
Схема установки задвижки в трубопровод
Технология монтажа задвижек зависит от оформления магистральных торцов корпуса арматуры. Резьбовые торцы корпуса предполагают схему монтажа на сгоны или на муфты. В первом случае труба вкручивается в корпус запорного устройства, а место стыка фиксируется предварительно накрученной на сгон контргайкой. Во втором случае торец арматуры с наружной резьбой ввинчивается в муфту, к которой подсоединяют резьбовой сгон трубопровода.
Фланцевые торцы задвижки фиксируются на болты к соответствующим фланцевым шайбам, монтируемым на торцы труб. При этом данный тип соединения считается более прочным, чем резьбовой монтаж. Кроме того, торцы задвижки могут быть оформлены и под сварной монтаж (в этом случае абсолютно гладкие), и под соединение на фитинги.
