Многообразие выбора и широкий ассортимент трубопроводной арматуры, доступной на современном рынке, позволяет сделать правильный выбор среди различных типов задвижек в зависимости от сферы и особенностей применения. Специальная шиберная задвижка, представленная на нашем сайте в широкой классификации, представляет собой важный и широко востребованный механизм для регулирования потока содержимого различных трубопроводов, без которого не могут обойтись крупные промышленные предприятия государственного и частного характера, а также более мелкие организации коммунального хозяйства.
Свое название шиберная задвижка получила от немецкого термина «schieber» (шибер), образованного от глагола «schieben». Дословный перевод на русский язык данного понятия означает толкать, двигать или засовывать. Таким образом, шиберная задвижка подразумевает под собой заслонку, выполненную в форме заточенной пластины, которую можно перемещать. Благодаря специальной заточенной форме рабочего органа, данную заслонку часто называют «ножевая задвижка шиберная».
В соответствии с установленным отечественным ГОСТ 24856-2014, под определение задвижки шиберной подпадает вся арматура для трубопровода, которая имеет форму параллельных заостренных пластин с запирающим элементом. Главное предназначение такой арматуры состоит в перекрытии потока содержимого трубопровода (воздуха, воды, газа или какой-либо другой рабочей среды). Нередко шиберные заслонки применяют для управления потоком среды, имеющей тяжелую и даже вязкую консистенцию.
Что такое шиберная задвижка
Шиберная задвижка включает в себя обязательный элемент – шибер. Спецификация данного устройства, исходя из его технической документации, подразумевает наличие движущейся пластины, выполненной из прочной стали. Задвижка позволяет полностью или частично перекрывать поток рабочей среды и регулировать размер проходного отверстия, а соответственно и количество проходящего через нее содержимого.
Одним из распространенных примеров применения задвижки с шиберным элементом, является перекрытие потока цемента или другой сыпучей среды в промышленной установке. Следует отметить, что данный случай можно смело назвать эталоном сферы использования таких задвижек – это «грязные» сыпучие и пульповые среды.
Таким образом, заслонка шиберная, которую также часто именуют шиберным ножевым затвором (что, правда, не совсем соответствует терминологии ГОСТа), представляет собой механизм, перекрывающий течение содержимого трубопровода с примесью различных компонентов. Конструкция шиберного механизма включается в себя параллельные ножевые пластины, движение которых осуществляется перпендикулярно оси основного потока. Заостренная форма пластин позволяет расширить функциональность заслонок подобного типа. Так, данные задвижки могут перекрывать поток содержимого и одновременно измельчать или останавливать движение крупных твердых частиц, а также кристаллических компонентов и примесей.
Нож
Таким образом шибер или нож могут быть представлены в виде толстой плиты, в которой уплотнительные поверхности будут расположены параллельно. В самой плите проделывается небольшое отверстие, которое должно располагаться напротив патрубков при обустройстве шибера с проходным отверстием.
Если отверстие находится против патрубка, то задвижка будет находиться в положении «открыто». В тот момент, когда оно начинает сдвигаться и происходит закрытие. Кромка у ножа может быть острой для того, чтобы иметь возможность отсекать рабочий поток, в котором присутствуют различные твердые примеси, которые могут помешать задвижке опуститься вниз.
Скошенный край позволяет отсекать жидкость словно масло, что позволит перекрыть проход в кратчайшие сроки даже при условии работы с самыми вязкими составами. Для изготовления штоков с шибером принято использовать высококачественную сталь.
Нож подлежит регулярной полировке, ведь только так можно обеспечить идеальный показатель скольжения в тех местах, где происходит контакт с уплотнителем. Таким образом, удалось избежать возможного заклинивания и торможения в процессе эксплуатации агрегатов. Это актуально еще и тогда, когда в жидкости содержится огромное количество всевозможных соединений.
Способы использования
Задвижки с шиберной конструкцией используются в очистных, фильтрующих установках и различных трубопроводах (обычно, «грязного» типа). Это означает, что прочные и надежные заслонки отлично справляются с перекрытием движения мощного грязевого потока. Они могут устанавливаться на трубопроводы, по которым под высоким давлением
понимается горная порода, нефть, всевозможные жидкости с гранулами, пульпом и прочими примесями, твердыми вкраплениями и частицами.
Исходя из разнообразного спектра перекачиваемых рабочих сред, заслонки шиберного типа классифицируются на модели, предназначенные для использования в различных отраслях промышленности. В частности, наиболее популярными сферами использования таких задвижек являются:
- химическая отрасль;
- нефтегазодобывающая промышленность;
- сфера производства строительных материалов;
- коммунальное хозяйство;
- горнодобывающая промышленность;
- целлюлозно-бумажная отрасль;
- электроэнергетика и прочее.
Заслонки шиберной конструкции, в силу своей способности фильтровать и измельчать проходящие через нее частицы, а также пропускать большие объемы рабочей среды, широко распространены и применяются в канализационных системах и стоках. Достаточно востребованными они являются и для химических комбинатов, где ними оснащаются технологические линии по производству аммиака, мастик, кислот и всевозможных минеральных удобрений. В горнодобывающей промышленности задвижки шиберного типа помогают фильтровать и дозировать полезные компоненты, подготавливая их к последующей обработке.
Отдельной сферой применения, которая регулируется нормативной документацией ГОСТ 55020-2012, является нефтегазодобывающая промышленность. В этой области шиберные задвижки используются на магистральных трубопроводах в составе фонтанной арматуры
Где применяются
Внедрение задвижек, оснащенных электроприводами, происходит регулярно. Таким образом, оборудование нашло свое применение в таких отраслях:
- Объекты общественного назначения (пожаротушение).
- В производственной сфере (регулирование газообразных и жидких сред).
- При обустройстве систем, функционирующих в нефтехимической и нефтяной промышленности.
- Жилищное и коммунальное хозяйство (вентиляция, отопление, водоотведение и водоснабжение).
Их применение обусловлено тем, что предоставляется возможность проведения монтажных работ в труднодоступных местах и в местах, где используются трубы большого сечения, что чревато образованием высокого показателя рабочего давления. Проведение каких-либо манипуляций вручную будет невозможным.
Конструкция шиберных заслонок
Стандартная конструкция любой шиберной задвижки предполагает движение затворного элемента перпендикулярно направлению потока содержимого трубы. Все задвижки подобного типа, в силу применения в крупных промышленных сферах, изготавливают из материалов, которые не подвергаются коррозии, а также являются стойкими к различным температурам, агрессивным химическим средам и негативному воздействию окружающей среды.
Жесткие потребительские требования, предъявляемые к данной запорной арматуре, предопределяют высокие стандарты качества для изготовления шиберных задвижек, которые должны быть надежными, прочными, крепкими и иметь продолжительный срок службы (не один десяток лет). Основными материалами для изготовления шиберных заслонок выступают:
- чугун или чугунный сплав с шаровидным графитом высокого качества;
- сталь (нержавеющая, углеродистая, низколегированная);
- цветные алюминиевые сплавы;
- поливинилхлорид (ПВХ);
Также для продления срока эксплуатации металлических пластин применяется полиэфирное, эпоксидное и антикоррозийное защитное покрытие.
Конструкция шиберной заслонки включает в себя следующие основные составляющие:
- ножевая пластина – шибер;
- внешний корпус;
- элемент уплотнения;
- сальниковый уплотнительный узел;
- стойка.
Дополнительными деталями, используемыми в конструкции шиберного затворного механизма, являются:
- резьбовая втулка;
- кожух;
- указатель;
- шпиндель (шток);
- маховик;
- крышка сальника;
- уплотнительные кольца.
Рекомендации по монтажу
При установке шибер-задвижек в трубопровод необходимо соблюдать следующие рекомендации:
- Перед монтажом стоит убедиться, что подсоединительные фланцы очищены от грязи, окалины, ржавчины, на них отсутствуют царапины.
- Также следует проверить линейность трубопровода — задвижка не предназначена для его выравнивания и в случае ее установки в несоосные торцы велика возможность возникновения протечек и даже трещин в корпусе.
- Следует избегать гидравлических ударов в системе, которые может вызвать быстрое открытие затворов задвижек.
- Корпуса тяжелой запорной арматуры желательно обвязывать мягким ленточным стропом. Ни в коем случае не следует крепить арматуру за штурвал или привод.
- При установке стоит избегать ударов и трений — это может привести к разрушению защитного покрытия корпуса и его ускоренной коррозии.
- Обязательно следует устанавливать арматуру по стрелке на корпусе, показывающей направление движения транспортируемого потока.
- Шиберные задвижки поставляются с незатянутым сальником. Перед монтажом все его болты должны быть затянуты.
- Шибер-задвижка может устанавливаться в любом положении за исключением вертикального нижнего.
- Для тяжелых изделий больших габаритных размеров, установленных горизонтально, следует предусмотреть поддерживающие опоры.
Рис. 18 Правила монтажа
Шиберные задвижки находят широкое применение во многих отраслях промышленности и народного хозяйства, где производится транспортировка по трубопроводам и без их наличия газов и чистых или с загрязнениями жидкостей. Благодаря широкому спектру использования, шиберная запорная арматура имеет довольно большое число вариантов конструктивных исполнений, материалов изготовления основных узлов, которыми являются корпуса, шиберы и уплотнения.
Принцип работы задвижки шибера
Простой и одновременно надежный принцип функционирования шиберных задвижек, во многом предопределил их высокую популярность и незаменимость при организации трубопроводов, конструкций производственных и промышленных установок, а также канализационных и прочих систем. Итак, задвижка устанавливается всегда перпендикулярно ходу рабочей среды (воздуха, жидкости, газа с различными примесями и компонентами). Под ручным механически, либо автоматизированным воздействием, усилие от штока или шпинделя передается на шиберный элемент, который приводится в движение и полностью или частично перекрывает проход содержимого в трубе. При этом, шпиндель, установленный в ограниченном пространстве, может быть иметь и не выдвижную конструкцию. В таком случае герметичность с обеих сторон шибера обеспечивается давлением рабочей среды. Также, герметичное и надежное соединение достигается за счет использования сальника, выполненного из синтетического волокна, сухого или промасленного хлопчатобумажного волокна, а также графита и прочих материалов.
Отполированный и заточенный шибер, имеющий форму ножа или гильотины, выполняет плавное скользящее движение между рабочей средой и уплотнителем. Такое устройство помогает избежать временных задержек в работе установок или трубопровода. Острые концы шибера с крепким уплотнителем, обеспечивают налаженную и бесперебойную работу задвижки, снижая вероятность преждевременного износа основного рабочего элемента, особенно при наличии агрессивных сред, а также множества крупных компонентов и примесей.
Частые ошибки и проблемы при установке
- Установка задвижки на утепленном участке. Под воздействием теплового расширения заслонка может заклинить;
- Установка чугунной детали в металлический дымоход (чугун много весит);
- Использование для изготовления задвижки слишком тонкой стали, либо нержавейки в малым содержанием никеля. Такое изделие быстро деформируется под воздействием горячих газов и может прогореть;
- Установка шибера с негладкой поверхностью;
- Установка задвижки без отверстия для выпуска угарного газа;
- Установка ручек, не позволяющих отслеживать положение задвижки (касается поворотных элементов).
Классификация шиберных задвижек
Корпус задвижки является одной из ее основных деталей, которая защищает внутренние элементы от механических повреждений и внешнего воздействия. Форма корпуса может изготавливаться в виде цилиндра, а также прямоугольника. Различные варианты корпуса для задвижек могут быть выполнены, как монолитными (едиными, цельными), так и в сборной или сварной конструкции. Некоторые производители предлагают комбинированные варианты защитных корпусных деталей.
По типу установленного шибера (закрывающегося элемента), задвижки разделяются на плиточные и пластинчатые. Группу запорной арматуры с пластинами также разделяют на «ножевые» и «гильотинные». Первый вид задвижек с шибером в виде монолитной плиты имеет в своей конструкции отверстие, в которое входит патрубок, установленный на противоположной стороне. Ножевой и гильотинный шибер имеют заостренную форму в соответствии со своим названием – в виде ножа или наточенного под углом лезвия (как у гильотины).
Установленный уплотнитель классифицирует задвижки по категориям – металл/металл и металл/синтетика. Тип используемого уплотняющего элемента очень важен для создания идеально герметичного соединения при закрытии задвижки. В качестве синтетических материалов для производства уплотнителей шиберного типа используется:
- нитриловая резина – стойкий по химическому воздействию материал;
- этиленпропилендиеновый каучук (СКЭПТ/EPDM);
- резиновые смеси с основным компонентом СКН для горячих сред;
- морозостойкий материал Viton;
- силикон.
По способу управления и функционирования, выделяют следующие виды заслонок: ручную шиберную и задвижку с автоматическим приводом. Ручной тип управления предполагает наличие механизма, при помощи которого можно регулировать положение шибера в задвижке. В качестве такого механизма используется:
- насадка квадратной или круглой формы;
- вентиль с маховиком;
- штурвал со статическим или выдвижным штоком;
- рычаг;
- ключ Т-образной формы.
Задвижки с автоматическим или механизированным типом управления могут иметь:
- пневматический привод – позволяет осуществлять движение как в одну, так и в обе стороны, а также оснащается ручным дублером с регулировочными болтами;
- гидравлический привод;
- электрический привод – оснащается концевыми выключателями в крайних положениях шибера ножевого типа;
- привод комбинированного типа.
По типу соединения с основным трубопроводом, шиберные задвижки делятся на:
- фланцевые;
- межфланцевые;
- сварочные.
Следует отметить, что при любом способе крепления, опытные монтажники дополнительно используют межфланцевые прокладки, болты, шпильки и прочие соединительные элементы.
Спецификация
| № | Деталь | Материал |
| 1 | Корпус | GG-25 |
| 2 | Нож | AISI 316 Ti |
| 3 | Седловое уплотнение | EPDM/Nitril |
| 4 | Уплотнение | Синтетическое волокно из PTFE |
| 5 | Крышка сальника | Ду 50-300 – алюминий Ду 350-1000 – ковкий чугун |
| 6 | Шток | AISI 303 |
| 7 | Грузовая гайка | Латунь |
| 8 | Бугель | Углеродистая сталь с эпоксидным покрытием |
| 9 | Втулка | Латунь |
| 10 | Шайба | Полиамид |
| 11 | Пружинный штифт | Сталь по DIN 1481 |
| 12 | Штурвал | Ø ? 310 мм : ковкий чугун/Ø? 410 : GG-25 (серый чугун) |
Габаритные размеры затворов ORBINOX TL с электроприводом. Ду 50-600
Механизм затвора с электроприводом состоит из:
- Электропривод
- Выдвижной шток
- Бугель с посадочным местом под электропривод (в соответствии с DIN 3338)
Стандартный электродвигатель комплектуется:
- Штурвалом для возможности ручного управления
- Концевыми выключателями (открыто/закрыто)
- Моментным выключателем
Дополнительно: возможна комплектация электроприводом затвора с невыдвижным штоком.
Стандартно фланцевое присоединение, Ру 10. Длина несквозного болта выбирается в зависимости от толщины ответного фланца.
| Ду | Размеры, мм | Масса (кг) | Диаметр штока Ø х шаг | ДР (бар) | |||||||||||
| А | B | C | D | E | F | ØG | H | I | J | L | M | ||||
| 50 | 40 | 152 | 100 | 110 | 129 | 382 | 160 | 552 | 265 | 249 | 62 | 237 | 9 | 20 х 4 | 10 |
| 65 | 40 | 167 | 100 | 115 | 146 | 404 | 160 | 574 | 265 | 249 | 62 | 237 | 10 | 20 х 4 | 10 |
| 80 | 50 | 182 | 100 | 124 | 162 | 429 | 160 | 599 | 265 | 249 | 62 | 237 | 11 | 20 х 4 | 10 |
| 100 | 50 | 202 | 100 | 140 | 187 | 470 | 160 | 640 | 265 | 249 | 62 | 237 | 14 | 20 х 4 | 10 |
| 125 | 50 | 216 | 100 | 150 | 211 | 504 | 160 | 674 | 265 | 249 | 62 | 237 | 20 | 20 х 4 | 10 |
| 150 | 60 | 241 | 100 | 175 | 237 | 555 | 160 | 1125 | 265 | 249 | 65 | 237 | 25 | 20 х 4 | 10 |
| 200 | 60 | 294 | 122 | 205 | 309 | 669 | 200 | 1289 | 282 | 256 | 65 | 247 | 44 | 25 х 5 | 10 |
| 250 | 70 | 356 | 270 | 245 | 364 | 764 | 200 | 1344 | 282 | 256 | 65 | 247 | 67 | 25 х 5 | 10 |
| 300 | 70 | 410 | 270 | 280 | 414 | 849 | 200 | 1434 | 282 | 256 | 65 | 247 | 82 | 25 х 5 | 6 |
| 350 | 96 | 473 | 270 | 300 | 500 | 930 | 200 | 1515 | 282 | 256 | 85 | 247 | 135 | 35 х 6 | 6 |
| 400 | 100 | 538 | 270 | 350 | 550 | 1030 | 200 | 1615 | 282 | 256 | 85 | 247 | 165 | 35 х 6 | 6 |
| 450 | 106 | 588 | 270 | 420 | 598 | 1193 | 315 | 1793 | 385 | 325 | 90 | 285 | 220 | 35 х 6 | 5 |
| 500 | 110 | 646 | 270 | 450 | 658 | 1283 | 315 | 1883 | 385 | 325 | 90 | 285 | 280 | 35 х 6 | 4 |
| 600 | 110 | 754 | 290 | 530 | 758 | 1443 | 315 | 2143 | 385 | 325 | 90 | 285 | 330 | 35 х 6 | 4 |
Основные технические характеристики
Шиберные заслонки независимо от типа конструкции и особенностей функционирования, имеют высокие технические характеристики уже в базовой комплектации, что предполагает:
- соответствие качеству установленного образца по ГОСТ 24856-2014;
- оптимальную работу под стандартным рабочим давлением Pn: 10/16;
- хорошую взаимозаменяемость приводов управления;
- диаметр (Ду) в широком диапазоне от 50 до 600 мм;
- выдержку рабочей температуры до +80 градусов Цельсия (кратковременно – до 110 градусов);
- изготовление из прочных материалов;
- длительный срок эксплуатации.
Установленные обозначения заслонок, как и прочей арматуры, согласно ГОСТу, обязывают производителей точно указывать название выпускаемых изделий согласно схеме: «тип – вид – разновидность конструкции – диаметр трубопровода – название (или другие параметры) модели».
Корпус
Корпус задвижки может иметь цилиндрическую или прямоугольную форму. Делаться монолитным или цельным. Сварным или сборным методом. Исходя из некоторых особенностей узкого круга моделей, шибер и нижняя крышка могут быть съемными исходя из мер предосторожности и конструктивных особенностей выбранного оборудования. Корпус изготавливается из шаровидного графита в сочетании с высокопрочным чугуном (возможно серым) или низколегированной, углеродистой стали. Несомненно, используемый материал отразится на стойкости всей конструкции и на агрессивности окружающей среды, в случае наличия таковой.
Чугунные задвижки принято считать менее качественными и прочными по сравнению со стальными моделями. Таким образом, поверхность корпуса прекрасно справляется с моторными маслами, отработками, дизельным топливом и бензином. При необходимости, можно использовать и комбинированный вариант, в котором будет чугунный корпус, а контактирующие с жидкостями детали будут стальными. Эпоксидное покрытие поможет справиться с возможными последствиями коррозии.
Преимущества шиберных задвижек
Современный ассортимент качественных и многофункциональных задвижек шиберного типа обладает внушительным списком преимуществ, среди которых можно выделить следующие пункты:
- простая и практичная конструкция;
- отсутствие зон с застоем рабочей среды;
- способность к самостоятельной очистке;
- минимальное гидравлическое сопротивление;
- параметры герметичности класса А;
- простой ремонт и обслуживание;
- минимальные требования к квалификации оператора;
- легкий и быстрый монтаж;
- неприхотливость к рабочей среде;
- относительно малая строительная длина;
- длительный срок эксплуатации (более 30 лет);
- редкая периодичность ремонта и капитального обслуживания – в среднем раз в 5 лет.
Шиберные задвижки – необходимый элемент для создания надежного трубопровода или систем для перекачивания рабочих сред, включающих твердые гранулы, различные примеси и другие подобные компоненты. Высокие технические характеристики, простота конструктивного исполнения и удобство в эксплуатации, а также широчайший спектр возможного применения в бытовых и промышленных масштабах – все это является залогом большой популярности продукции крупнейших производителей трубопроводной арматуры во всем мире. Шиберные заслонки остаются на сегодняшний день одним из самых надежных вариантов запорной арматуры с расширенными уникальными возможностями.
Достоинства и недостатки клиновых устройств
К преимуществам клиновых задвижек можно отнести обеспечение повышенного уровня герметичности проходного сечения в закрытом положении, несложный принцип работы, а также небольшую величину усилия, необходимого для соединения деталей запорного узла с максимально возможным уплотнением.
Этому способствует образование почти прямого угла между направлениями вектора усилия привода и вектора усилия, воздействующего на плоскость уплотнительной поверхности затворного элемента. Вследствие чего даже небольшая по величине сила, проходящая через шпиндель, может оказать значительное воздействие на контактирующие плоскости уплотнений.
Недостатками устройств с таким принципом работы являются:
- необходимость в обустройстве полости корпуса направляющими для центрирования клина;
- быстрый износ уплотнителей на затворе;
- сложность технологии получения герметичности в затворяющем элементе.
Модели с электроприводом
Задвижка, оснащённая электроприводом, относится к более современным запорным устройствам, которые с успехом применяются для работы в технологических трубопроводах промышленного назначения и в жилищно-коммунальном хозяйстве. Электрический привод отвечает за своевременное закрытие и открытие запора, удерживание его в промежуточном положении, если того требует технология, а также осуществляет автоматическое отключение задвижки в момент аварий. Блок управления электроприводом монтируется либо на корпусе агрегата, либо монтируется в специальном шкафу, на стойках или располагаются в удалённом месте.
Подробности об устройстве и работе электропривода на задвижке на примере серии УРПС БИРС 13. NL смотрите на видео.
Устройство и принцип работы электрического аппарата
Приводной механизм соединяется со шпинделем задвижки с помощью специальной втулки и состоит из электрического двигателя и редуктора.
Принцип его работы заключается в следующем: при поступлении управляющих сигналов двигатель оказывает воздействие через передаточный механизм на шпиндель, который в свою очередь открывает/ закрывает затвор или отставляет его в промежуточном положении.
В оснащение современных электроприводов также входят концевые выключатели и муфта ограничения крутящего момента. Они выполняют отключение питания электродвигателя в момент достижения затворным органом крайних положений или при возникновении усилия, воздействующего на шток, выше установленного значения.
Возможность ограничить крутящий момент при заклинивании или засорении затвора позволяет предотвратить выход из строя задвижки и привода.
Благодаря такому принципу работы на крупных магистралях можно создать единый пункт управления всеми задвижками, оснащёнными электроприводом.
Данный способ управления запорным органом очень эффективен, поскольку является надежным и имеет долгий срок службы.
Внимание! Для отключения в случае неисправности электропривода или возникновения других внештатных ситуаций задвижка укомплектована ручным дублёром — маховиком.
