Затвор чугунный дисковый: устройства, преимущества и недостатки

Проектирование и строительство новых и капитальный ремонт уже существующих коммуникаций опирается на использование технологий, снижающих металлоемкость систем и конструкций. Одним из таких методов, который позволяет существенно снизить металлоемкость выступает использование в трубопроводных системах дисковых поворотных затворов с чугунным корпусом. Относительно новые в технике устройства регулирования подачи рабочей жидкости в трубах чугунные затворы находят все большее применение в проектировании и строительстве трубопроводов.

Дисковый поворотный затвор с чугунным корпусом — назначение и сферы применения

Регулирование давления в сети трубопроводов, перераспределение рабочего потока или полное закрытие подающих потоков осуществляется при помощи затворов или запирающих вентилей. Традиционно массивные и металлоёмкие чугунные задвижки используются там, где необходимо сдерживать большое давление и надежно перекрывать рабочий поток.

Однако такие вентили не лишены многих недостатков, например, значительного сужения пропускной способности в камере задвижки. Поворотный дисковый затвор главным рабочим органом которого является поворотный диск с насаженным на главный вал рабочим диском позволяет без существенного сужения диаметра трубы осуществлять пропуск рабочей жидкости.

Преимуществом такого затвора перед стандартными чугунными задвижками является то, что при одинаковой функциональности ресурс работы дискового крана намного больше. Кроме этого кран этого типа позволяет существенно снизить затраты и при установке — затвор можно устанавливать под любым углом, да и подобрать можно как безфланцевые модели кранов, так и с фланцем. Чугунный корпус задвижки обладает отличной прочностью и способен выдерживать большое давление, при этом внутренний механизм запорного устройства не имеет сложных винтовых элементов что сказывается на надежности и ресурсе крана.

Чугунные дисковые затворы имеют как универсальное назначение для использования в трубопроводах общего назначения — для подачи неагрессивных жидкостей и сыпучих сред, так и специальные — для работы в специфических условиях.

Данный вид запорной арматуры применяется:

Водопроводные системы холодного и горячего водоснабжения;
Трубопроводы подачи сжатого воздуха и технических газов;
Объекты нефтегазового комплекса;
Автоматические бензо- и газозаправочные станции и пункты;
Системы жизнеобеспечения — канализационные станции и станции очистки сточных вод;
Промышленные производства строительных материалов, металлургии, машиностроения;
Предприятия производства фармацевтической продукции;
Пищевая промышленность.

Характеристики чугунных дисковых поворотных затворов

Основной материал для изготовления корпуса чугунных затворов — марочный чугун. Отличие этого материала от обычного чугуна состоит в том, что металла имеет большее количество примесей и в процессе обработки и использования по своему назначению способен выдерживать нагрузки разного характера. Для специальных трубопроводов используются задвижки со специальными вставками гильза из нержавеющей стали или полимеров, а сам диск может изготавливаться из высококачественной стали с высокой степенью обработки.

Надежность перекрытия трубопровода достигается путем применения в конструкции дополнительных уплотнительных колец из резины или полимерных композиций. Уплотнители обычно устанавливаются как на затворный диск, так и на внутреннюю поверхность корпуса затвора.

Для агрессивных сред и для трубопроводов сыпучих материалов применяют уплотнители из полимеров, для оборудования такого производства важно своевременно проводить техническое обслуживание и замену уплотнителей.

Чугунные дисковые затворы обладают следующими характеристиками:

Диаметр пропускного окна крана — мин. 40 мм макс.400 мм.
Рабочее давление в системе, обеспечиваемое краном — мин.6 кг\см2 макс. 100 кгс\см2;
Температура окружающей среды — -40С — +65С;
Максимальная температура рабочей среды в трубопроводе +550 С;
Управление осуществляется в ручном режиме, механический редуктор, пневматический или гидравлический привод, электропривод.
Гарантированный срок службы — 15 лет.

Сильные и слабые стороны чугунных дисковых затворов

Рост популярности дисковых затворов в технических решениях связано как с высокими техническими характеристиками, так и с доступностью комплектов кранов для установки. Безусловно, к положительным качествам затворов следует отнести:

Легкость процесса монтажа;
Низкий коэффициент гидравлического сопротивления обеспечивает более эффективную работу системы;
Затворы могут использоваться в качестве регулирующих устройств с высокой точностью показателей даже без применения специальных управляющих механизмов;
Ассортимент размеров и фасонов для установки способен удовлетворить любые потребности;
Легкость в обслуживании и ремонте аппаратуры;
Простота конструкции и большой диаметр пропускного окна позволяет работать без риска промерзания в условиях низких температур;
Адекватная стоимость по сравнению с обычными видами чугунных задвижек и вентилей.
Возможность установки аппаратуры управления для регулировки положения затворного диска.

Однако, кроме положительных сторон этих устройств существуют и другие качества, о которых необходимо помнить, отдавая предпочтение такой конструкции:

Для установки задвижек на трубопроводах большого диаметра требуется дополнительно установка редукторный модуль для обеспечения открытия и закрытия — работать с прибором большого диаметра вручную практически невозможно;
Для получения гарантированного герметичного закрытия трубопровода необходимо применение затворов с дополнительными резиновыми или полимерными уплотнителями;
Для работы в условиях подачи сухих продуктов, паст или гранулированных смесей требуется установка дисков повышенной прочности и специальной формы, чтобы обеспечить быстрый пропуск продуктов с наименьшими задержками;
Для точного получения характеристик регулирующего прибора для затвора необходимо установить электронные приборы контроля.

Виды поворотных дисковых затворов

Применение в схеме оборудования тех или иных видов дисковых приборов связано с правильным подбором технических параметров необходимых для использования в монтаже.

Чугунное литье, из которого состоит корпус отлично справляется с нагрузками, возникающими во время работы, но при этом, сам по себе чугун очень требователен к точности посадочных отверстий для установки. Несоответствие отверстий приводит к перекосу и как результат может произойти неправильный монтаж и потеря герметичности трубопровода. С другой стороны, корпус затвора имеет небольшие размеры, что положительно сказывается на условиях монтажа и ошибиться здесь крайне трудно.

Чугунные виды дисковых затворов имеют несколько видов конструкций пропускного окна и дискового затвора. Для обычных целей применяется обработанный шлифовкой корпус из чугуна и диск из стали. Такие затворы в основном применяются для водопроводных сетей и трубопроводов, которые не требуют слишком точного показателя герметичности при закрытии.

Уплотнительные муфты из резины или пластика применяются для получения герметичного закрытия. Вставки из стали применяются для ответственных установок и производств, такие пропускные окна при закрытии диска даже без уплотнителей образуют очень плотное закрытие трубопровода благодаря высокой точности обработки деталей.

Управление затвором предусматривает ручное или редукторное устройство с установкой управляющих модулей. Для ручного рычажного управления положением, кроме обычного рычага поворота, предусматривается в отдельных случаях и градировочная шкала для фиксации положения диска. Редукторные системы обеспечиваются пневмогидравлическими или электрическими системами управления.
По типу подсоединения к трубопроводу чугунные виды дисковых задвижек разделяются:

Фланцевые модели;
Межфланцевые модели корпусов;
Составные модели с монтируемыми патрубками для сварки.

Фланцевый вид соединения выступает самым надежным видом соединения кранов, поскольку корпус посредством болтовых соединений соединяется с фланцами труб и позволяет получить максимально герметичный вид соединения.

Межфланцевый вид системы монтажа дисковых кранов позволяет получить соединение с использованием болтов и шпилек, продеваемых через монтажные отверстия в корпуса. Такой вариант соединения нельзя назвать идеальным, поскольку обычно корпус имеет 4 отверстия для фиксации — 2 возле рычага, а 2 на противоположной стороне.

Такое расположение требует большой точности во фланцах труб, с одной стороны, а с другой стороны для установки должна быть максимально точно вырезаны прокладки — учитывая небольшой размер чугунного корпуса большая прокладка соединения, может помешать плотному закрытию диска.
При использовании затворов с патрубками для приварки следует максимально осторожно делать монтаж, поскольку размеры крана и близость расположения патрубков могут повредить резинотехнические элементы уплотнителей и сальников что серьезно скажется на работоспособности прибора.

Обслуживание и ремонт дисковых затворов

В отличие от обычных задвижек дисковые затворы легче в обслуживании и ремонте. Отсутствие в конструкции сложных узлов и механизмов позволяет продлить срок службы прибора, а сам процесс ремонта свести к полной замене резинотехнических изделий и прокладок.

По опыту работы с дисковыми чугунными затворами самым узким местом этого прибора выступает уплотнительные манжеты и резинки на поворотном диске. Работа в агрессивных средах или в водопроводной воде с большим содержанием извести или железа приводит к тому что на всех внутренних поверхностях образуется слой нерастворимых отложений.

При закрытии или открытии диска эти отложения не дают возможности плотно закрыть диск и, таким образом, кран не обеспечивает герметичность. В отличие от чугунных задвижек обычной конструкции, сальниковый узел в дисковых моделях не подвержен большому износу, разве что, если кран не используется 5-8 раз в час. Здесь диск поворачивается на валу вокруг своей оси, а не движется вдоль нее.