Устройство и классификация запорных муфтовых вентилей

Классификация клапанов (вентилей) по направлению потока рабочей среды:

По конструкции корпуса и расположению на трубопроводе (связанным с направлением потока рабочей среды) запорные клапаны делятся на три группы:

• проходные клапаны — направление потока среды на входе и выходе одинаковое. Ось выходного патрубка может быть смещена параллельно входному патрубку. В таком клапане поток среды в корпусе делает как минимум два поворота на 90о, что приводит к высокому гидросопротивлению и появлению застойных зон в корпусе;
• угловые клапаны — в этих клапанах поток поворачивает на 90°, но один раз, что позволяет снизить гидросопротивление. Недостатком таких клапанов является то, что область их применения ограничивается поворотными участками трубопроводов;
• прямоточные клапаны — в них, как и в проходных, направление потока сохраняется, но ось шпинделя расположена не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода. Такая конструкция позволяет существенно спрямить поток и уменьшить гидросопротивление, однако при этом увеличивается ход затвора, строительная длина и масса изделия.

Классификация клапанов (вентилей) по типу затвора:

Уплотнительные поверхности тарельчатого затвора могут быть плоскими или конусными, в последнем случае седло в корпусе выполняется в виде фаски. Плоские уплотнения позволяют изготавливать их из различных металлов и неметаллических материалов. Они хорошо работают в жидких и газообразных средах, не содержащих взвешенных частиц. Конусные уплотнения, металл по металлу, используются для клапанов на высокие давления со взвешенными частицами в рабочей среде.

Конический затвор применяется в клапанах номинальным диаметром не более 25, для номинальных давлений от 16 МПа и выше. Такие клапаны называются игольчатыми.

Как и другие виды запорной арматуры, запорные клапаны (вентили) применяются для полного перекрытия своего проходного сечения, а, следовательно, потока рабочей среды; то есть запирающий элемент, которым в запорном клапане чаще всего является золотник, в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто».

Особенности конструкции

Изделие выполнено в виде тройника с патрубком и двумя концами для транспортировки жидкости. В конструкции также может быть отверстие с клапаном для сливания и обязательно запорный клапан (золотник) для полного или частичного перекрытия потока.

Шпиндель — ещё один значимый элемент находится в седле корпуса, с его помощью управляется запорное устройство.

Принцип управления в том, что шпиндель, проходя через отверстие в корпусе приводит в движение золотник, который, опускаясь, перекрывает поток.

Запорный муфтовый вентиль монтируется с помощью резьбового соединения, поэтому торцы изделия всегда оформлены под резьбу внешнюю или внутреннюю и укомплектованы муфтой — соединительной деталью с резьбой.

Технология изготовления и материалы

Изготовление муфтовых запорно-регулирующих кранов осуществляется путем литья или штамповки. При этом материал проходит предварительную проверку на соответствие нормам эксплуатации в той или иной среде.

Для производства используются нержавеющая сталь, чугун и латунь, которые отличаются высокими эксплуатационными характеристиками, длительным сроком службы и приемлемой стоимостью для удовлетворения потребностей покупателя.

Латунные вентили

Кран латунный муфтовый чаще всего используется в системах холодного водоснабжения вертикального или горизонтального типа. Конструкция механизма может быть:

1. Прямоточной. В ней отсутствуют внутренние металлические детали, нуждающиеся в защите. Ось шпинделя в них расположена под углом к линии потока. При этом наблюдается низкое гидравлическое сопротивление. Корпус такого вентиля длинный и имеет большой вес.
2. Угловой. Устанавливается на местах поворота или сгиба магистрали.
3. Прямоточный. Его монтаж производится на любом участке трубы. Приспособление характеризуется высоким уровнем гидравлического сопротивления.

Латунные изделия отличаются высокой коррозийной стойкостью, устойчивостью к перепадам температур, противодействию повышенному давлению внутри системы.

Чугунные вентили

Вентиль чугунный муфтовый отличается мощным корпусом и регулирующим узлом на базе шпинделя. Он предназначен для труб диаметром 10-300 мм. Корпус детали способен выдерживать давление до 15 мПа и нагрев до +225°С. На практике изделия эксплуатируют в водопроводах низкого давления с температурой жидкости около +50°С. Реже — для транспортировки пара и газа с прописанными максимальными характеристиками.

Благодаря прочности корпуса и механизма управления чугунные краны широко используются не только в быту, но и в промышленности. Достаточно низкая стоимость делает их практически незаменимым. Корпус изделия сделан из серого или ковкого чугуна. Все детали запорного узла производятся из стали. В качестве уплотнительного элемента используется резиновая или кожаная прокладка.

Стальные устройства

Вентиль стальной муфтовый обладает отличной прочностью, существенно превышающей показатель чугуна и латуни, но уступая им в твердости. Для улучшения эксплуатационных характеристик в состав вводят легирующие элементы, такие как марганец, кобальт, ванадий, хром и т.д.

Одной из разновидностей модифицированного металла является нержавеющая и жаропрочная сталь. Краны отлично себя зарекомендовали в магистралях с высокими температурами и агрессивными средами.

Из стали делают муфтовые вентили с механизмом «американка», в которых вместо шестигранных оконечностей применяются накидные гайки. Такая конструкция намного облегчает процесс установки, т. к. нет необходимости прокручивать всю арматуру целиком. Фиксация осуществляется путем накручивания гаек по отдельности с каждой стороны.

Преимущества и недостатки

Запорные вентили отличаются способностью работать в условиях с повышенными термическими нагрузками и в условиях с высоким давлением, спокойно выдерживая его перепады.

Они легко монтируются и могут устанавливаться в любом месте трубопровода и в любом положении. Легки в обслуживании, к тому же служат долго, занимают мало места и сравнительно немного весят.

К недостаткам вентилей можно отнести высокий коэффициент гидравлического сопротивления, и, как следствие, большие энергозатраты при использовании.

Кроме того, вентили плохо справляются с транспортировкой вязкой рабочей среды из-за возможного застоя в местах перекрытия потока.

Рекомендуем ознакомиться: Как выбрать и установить шаровой муфтовый кран

Чугунный фланцевый клапан

Для того, чтобы беспроблемно эксплуатировать тепло- и водоснабжающие сети, необходима надежная трубопроводная арматура. Нельзя представить себе современную запорно-регулирующую арматуру без одного из наиболее ярких представителей, которым является вентиль чугунный фланцевый.
Такие клапаны:

• отличаются мощным, надежным корпусом, простотой конструкции, что обеспечивает доступное обслуживание, ремонт;
• используются в работе с жидкими, газообразными средами;
• рассчитаны на предельные температуры и давления.

Чаще всего используются для полноценного функционирования водопроводных систем стандартного типа, а также трубопроводов и линий низкого давления, которыми транспортируются перегретые воздух, пар, газ, вода. Очень широкий диапазон по типоразмеру, диаметру изделий, делает возможным применять их как в бытовых, так и в промышленных условиях.

Цена фланцевых чугунных вентилей зависит, прежде всего, от технических характеристик, а также от качества материала, производителя. Плюс к этому, на стоимость влияет вид торговой деятельности: опт или розница.

Виды вентилей с муфтовым соединением

В качестве материала для изготовления муфтового устройства применяется латунь, чугун или сталь:

• Латунные изделия используются преимущественно в быту для обустройства водопроводных систем. Изделие устойчиво к коррозии, т.к сплав меди с добавлением цинка обладает антикоррозийными свойствами.
• Чугунные вентили хорошо работают в условиях с повышенными термическими нагрузками. Применяются для перекрытия движения жидкости и пара, когда к трубопроводам применяются наиболее высокие требования по герметичности и устойчивости к деформации. Чугунная запорная арматура стоит недорого и служит очень долго.
• Стальные объединяют в себе свойства латуни и чугуна, т.е и термоустойчивы и не подвергаются коррозии. По материалу изготовления разделяются на вентили из нержавейки и изделия из жаростойкой стали. Первые отличаются повышенной стойкостью к коррозии, вторые к высоким температурам.

Технические характеристики различных видов

Каждый вид запорных муфтовых узлов отличает определённые условия, на которые они рассчитаны:

Клапаны (вентили) запорные, сильфонные. Принцип работы:

В сильфонной арматуре уплотнение подвижных элементов относительно внешней среды обеспечивается сильфонным узлом. Главным его элементом является сильфон — гофрированная металлическая трубка. Сильфон при помощи сварки или пайки соединяется с верхними или нижними кольцами (или деталями другой формы), образуя так называемую сильфонную сборку. Сильфонная сборка своей верхней частью неподвижно и герметично соединяется с корпусными деталями арматуры, а нижней — со штоком или золотником клапана. Поступательное перемещение штока для управления золотником происходит внутри сильфона, который может изменять свою длину за счёт деформации гофров.

Сильфонные клапаны используются для работы в таких средах, утечка которых в окружающую среду недопустима. Преимущество таких клапанов перед сальниковыми — исключение утечки рабочей среды в атмосферу в пределах срока службы сильфонного узла. Но это преимущество достигается путём существенного усложнения конструкции и соответственно более высокой стоимости клапана. Кроме того, ремонт сильфона клапана представляет собой сложную операцию и на практике не производится.

Достоинства сильфонных клапанов (вентилей):

• отсутствие сальникового узла;
• отсутствие утечки рабочей жидкости во внешнюю среду;
• длительный срок эксплуатации арматуры в условиях коррозионной и химически агрессивной среды, повышенной температуры и рабочего давления.

Недостатки сильфонных клапанов (вентилей):

• клапан не ремонтируется;
• высокая цена клапана;

Общая характеристика вентиля

В любом трубопроводе должна присутствовать запорная арматура, чтобы при необходимости иметь возможность перекрыть его в кратчайшие сроки. Такие требования предъявляются как для бытовых, так и для промышленных систем снабжения. Перекрытие потока осуществляется при помощи кранов или вентилей. Выбор того или иного вида зависит от определённых характеристик трубопроводной системы, транспортируемой среды, целей и обстоятельств.

Самой востребованной арматурой для трубопровода является запорный клапан муфтовый. Дело в том, что технические возможности узла позволяют не только перекрывать поток, но и регулировать его характеристики, изменяя пропускную способность магистрали и скорость течения транспортируемой среды.

Краны могут только блокировать подачу носителя, так как в их устройстве основную функцию выполняет запорная пластина или шар со сквозным отверстием. В вентилях же давление потока регулируется перемещением укреплённого золотника, который способен принимать перпендикулярное положение или под углом по отношению к рабочей среде.

Закрытый вентиль полностью перекрывает проход носителя по магистрали. Если немного открутить, поток возобновит своё движение, но с меньшим напором. Таким образом удаётся отрегулировать скорость движения носителя и давление в трубах. При этом все внутренние составляющие и сам запорный клапан наделены свойствами, защищающими от повреждений, гидравлических ударов и высокого давления. Благодаря сальниковому уплотнению шпинделя или сильфонной защите случайные утечки сведены к минимуму.

Изделие применяется как для жидких, так и для газообразных носителей с большим диапазоном параметров. Монтируется практически в каждой системе трубопроводов, что обуславливается не только его функциональностью, но и способом соединения, так как с муфтовым клапаном работать намного легче, чем с фланцевым или же со сваркой. Эксплуатационный срок всех вентилей составляет около 50 лет при условиях правильного монтажа, содержания и ухода.

Классификация соединения

В зависимости от способа соединения с трубопроводом арматура подразделяется на:

• фланцевую — выполняется с помощью метизных деталей (фланцев) и болтовой стяжки. При таком способе соединения возможна неоднократная сборка и разборка этих мест для проведения ремонта или техобслуживания;
• муфтовую — применяются муфты с внутренней резьбой или гладкие под приварку. Такой способ соединения используют для систем трубопроводов из любых материалов с давлением среды не выше 16 атм;
• цапковую — арматура для стыковки с трубами имеет специальные патрубки с наружной резьбой;
• штуцерную — применяется для устройств сверхмалых и малых диаметров. Представляет собой резьбовую пару — присоединительные патрубки с наружной резьбой и накидные гайки, с помощью которой изделие притягивается к трубопроводу. Уплотняется данный вид соединения с помощью прокладки или раструбным способом, когда штуцер изготовлен с конусом на конце, а труба плотно на нём обжимается;
• под приварку — элементы стыкуются с помощью сварки в раструб или встык. Данный способ обеспечивает максимальную герметичность соединений и применяется для сооружения трубопроводов, транспортирующих опасные среды.

Производители

Латунный вентиль муфтовый 15б3р в России выпускают следующие государственные и частные коммерческие предприятия:

• ОАО Бологовский арматурный завод, сокращенная аббревиатура в маркировке всех изделий БАЗ;
• ЗАО Саратовский арматурный завод;
• Частное унитарное предприятие (ЧУП) Цветлит;
• Можайский арматурный завод;
• Пермский завод противопожарного оборудования (ООО Галлоп).

Также на рынке присутствуют изделия от китайских производителей без брендовых логотипов, с российским брендом (Зубр) или малоизвестных торговых марок.

Рис. 5 Прайс лист на изделия в продающей коммерческой фирме БК-Арматура

Запорные латунные вентили серии 15б3р имеют стандартное конструктивное исполнение и используются как в промышленной, так и бытовой сферах, угловые модели широко применяют в пожаротушении. При выборе товара рассматривают продукцию от российских и китайских производителей, отличающуюся неплохим качеством и демократичной ценой.

Классификация арматуры

Чтобы правильно выбрать тип арматуры для трубопровода, следует ознакомиться с особенностями конструкции, принципом действия и основными параметрами различных моделей, и учитывая их технические характеристики и свойства, подобрать оптимальный вариант.

Итак, запорные и регулирующие устройства для систем подачи жидких и газообразных сред подразделяются на:

1. вентили — тип трубопроводной арматуры, в которой перемещение запорного или регулирующего органа происходит в параллельном направлении к оси потока, движение ему задаётся с помощью винтовой пары;
2. задвижки — преимущественно используются в качестве запорного устройства для пуска или отсекания потока движущегося вещества. У них рабочий орган движется при срабатывании возвратно — поступательно в перпендикулярном направлении к импульсной линии;
3. затворы — запирающая деталь в форме диска перемещается перпендикулярно к направлению потока, поворачиваясь при этом вокруг своей оси;
4. краны — запирающая или регулирующая деталь выполнена в форме тела вращения или его сегмента, при получении управляющего сигнала движется поступательно — вращательно поперёк центральной оси выходного отверстия;
5. клапаны — в них запирающий или регулирующий орган движется возвратно — поступательно или дугообразно вдоль оси потока.

Монтаж

Для того чтобы установить вентиль муфтовый, сначала перекрывают подачу проходящей жидкости или газа. В системах теплоснабжения сливают воду. Затем отмечают расположение крана, обеспечивая при этом свободный доступ во всех сторон. Процесс можно разделить на несколько этапов:

1. Из трубы перпендикулярно стенкам вырезается участок, длина которого соответствует габаритам устанавливаемой арматуры.
2. На краях нарезается резьба. Она будет совпадать по параметрам с витками на муфте. Остатки стружки убирают.
3. Для обеспечения высокой герметичности накручивают уплотнитель из льняных нитей или ФУМ-ленты (в зависимости от условий эксплуатации).
4. Учитывая направление движения, указанное на корпусе, вентиль накручивают на трубы. Одновременно наворачивается фитинг на оба конца.
5. Осуществляют подачу жидкости и проверяют герметичность. При необходимости устраняют неполадки.

Монтаж и ремонт реализуются аналогичным методом — путем накручивания-откручивания резьбового соединения, что делает муфтовые вентили востребованными. Чаще всего выходят из строя резиновые прокладки, которые пересыхают или истощаются, но простота замены и низкая стоимость детали практически не доставляют неудобств.