Вентиль запорный фланцевый: классификация, конструкция и принцип работы

Здравствуйте, уважаемый читатель! При необходимости ремонта линий водоснабжения, ликвидации «аварий» на них, замены сантехнических приборов, подачу воды в таких случаях может приостановить вентиль запорный фланцевый, установленный на вводе в квартиру.

Однако внештатные ситуации возникают не только в вашей квартире, а и в городских системах коммунального хозяйства. Поэтому все трубопроводные линии и магистрали подачи воды, газа и теплоснабжения в наши дома обустроены современной запорной арматурой, обеспечивающей ресурсосбережение, снижение себестоимости оказанных услуг и экономию денежных средств.

Классификация арматуры по конструктивному исполнению

Выпускается несколько разновидностей трубопроводной арматуры, различающихся формой запорного и регулирующего органа и его принципом работы:

вентили;
задвижки;
затворы;
краны;
клапаны.

Рассмотрим отдельно каждый тип арматуры.

Вентили

Вентили — относятся к типу трубопроводной арматуры, у которой перемещение запорного или регулирующего элемента осуществляется с помощью резьбовой пары в параллельном оси трубопровода направлении.

В перечень их основных преимуществ входит:

низкий коэффициент трения уплотнительных плоскостей в момент срабатывания устройств на закрытие в следствие перпендикулярного к ним движения затвора, что снижает риск повреждений (задиров);
не большая высота изделия, по сравнению с задвижками, ввиду того что у вентиля малая длина хода шпинделя.

К недостаткам вентилей можно отнести, то что они длиннее, чем задвижки, так как им требуется место внутри корпуса для возможности разворота потока.

Задвижки

Арматура с запорным или регулирующим органом, совершающим перемещение перпендикулярно оси потока транспортируемой в системе среды.

Задвижки выпускаются в разных вариантах конструкции, в каталогах производителей можно найти продукцию:

с запорным механизмом в форме прямоугольной пластины(шибера), клина или диска;
с выдвижным и не выдвижным шпинделем;
полнопроходные или с суженным проточным отверстием;
корпус — литой, сварной или штампованный;
для обеспечения герметичности сопряжения корпус/крышка используются — сальниковое или сильфоное уплотнение.

Преимущества задвижек стальных фланцевых обусловлено:

отсутствием необходимости преодолевать давление среды при перемещениях запорного органа;
прямолинейность движения потока рабочего вещества, без поворотов;
способностью работы в системах с вязкой средой;
малой строительной длиной, ввиду чего их можно устанавливать в условиях ограниченного пространства;
возможностью подачи рабочего вещества в любом направлении;
лёгкостью монтажа, ремонта и техобслуживания.

Недостатками задвижек можно назвать:

малую скорость при срабатывании;
большой размер строительной высоты;
ограничение на применение в системах транспортировки сред, состоящих из твёрдых частиц.

Затворы

Затворы (заслонки) — это устройства с запорным органом в форме диска, вращающимся вокруг своей оси.

Перемещение происходит в перпендикулярном направлении или под острым углом. Применяются для монтажа в системах с большим диаметром труб, низким уровнем давления сред и пониженными требовании к герметичности запорного элемента, например, на воздуховодах вентиляции и кондиционирования, газопроводных сооружений.

Краны

У арматуры данного типа запорный орган представляет собой тело вращения или его сегмент, перемещающееся в любом направлении по отношению к оси трубопровода. У затвора крана существует и другое название — пробка. В пробке имеется отверстие, через которое перемещается поток среды. В положении крана «открыто» отверстие находится в одной плоскости с осью потока, в положении «закрыто» — в перпендикулярном положении к потоку.

По направлению потока они подразделяются на:

проходные — с неизменным направлением потока;
угловые — поток меняет направление под прямым углом;
трёхходовые — с одним выходным и двумя входными патрубками.

Форма затворного элемента крана может иметь:

шаровую;
конусную;
цилиндрическую конфигурацию.

Для обеспечения плотного прижатия пробки к поверхности корпуса используется сальниковая набивка или пружина, надетая на стержень с резьбой и стянутая гайкой, как у натяжных кранов.

Для обеспечения высокого уровня герметичности используется смазка, которой заполняют микроскопические зазоры между плоскостями корпуса и пробки.

Смазка так же необходима для уменьшения усилия, требующегося для поворота затворного органа.

Клапаны

Механическое устройство, проходя через которое поток рабочего вещества сохраняет направление движения или поворачивается под углом.

Выпускаются в нескольких вариантах конструкции, имеющих отличия в:

форме затвора — тарельчатые, игольчатые;
количестве сёдел — односедельные, двухседельные;
расположении ходовой гайки — выносной и погружной тип резьбы;
способе герметизации сопряжения корпуса с крышкой — сальниковый или мембранный тип уплотнения.

В зависимости от назначения фланцевые клапаны бывают:

запорными;
регулирующими;
предохранительными;
перепускным;
редукционными;
обратными;
спускными;
всасывающим и т. д.

Классификация по способу соединения с рабочим процессом

Типы присоединения арматуры к процессу разработаны в нескольких вариантах:

фланцевый — фланцевая арматура изготовлена с метизными деталями на присоединительных патрубках (фланцами). Они могут быть квадратной, шестиугольной или круглой формы с равномерно расположенными отверстиями под монтаж болтов. Ответный фланец с аналогичными присоединительными размерами должен быть и у трубопровода;
муфтовый — устройства присоединяются к процессу муфтами с внутренней резьбой;
цапковый — арматура крепиться с помощью наружной резьбы буртиком под управление, для герметизации соединения используется уплотнительная прокладка;
штуцерный — данный тип соединения представляет собой резьбовую пару, когда к трубопроводу накидной гайкой притягиваются патрубки арматуры с наружной резьбой;
под приварку — устройства присоединяются к трубе с помощью сварки.

Стандартная установка фланца

Цитата из книги Джона Х. Бикфорда, «Введение в конструкцию и эксплуатацию болтовых соединений»:

Вся эта важная сила зажима, которая удерживает соединение — и без которого не было бы соединения — не создается ни хорошим разработчиком соединений, ни высококачественными деталями. Она создается механиком на рабочей площадке с использованием инструментов, процедур и условий труда, которые ему предоставили … И еще: последний, существенный создатель силы — это механик, и время создания — во время сборки. Поэтому для нас очень важно понять этот процесс.

Промышленность признала критическую природу монтажа и сборки в течение нескольких лет.

В Европе акцент был сделан на обеспечении того, чтобы совместное изготовление осуществлялось обученными и проверенными техническими специалистами, и это привело к публикации европейского технического стандарта: TS EN 1591, часть 4, озаглавленного «Фланцы и их соединения. Правила проектирования для круглого фланца с прокладкой. Соединения. Квалификация персонала в сборке болтовых соединений, установленных на оборудовании, подпадающем под действие Директивы по оборудованию под давлением (PED)».

Стандарт обеспечивает методику обучения и оценки техников, участвующих в изготовлении и разрушении фланцевых соединений, и может рассматриваться как аналог обучения, необходимого для сварщиков, работающих с сосудом под давлением. Его публикация демонстрирует важность, придаваемую компетентному контролю процесса изготовления соединений в обеспечении герметичности фланца.

Прокладка является лишь одной из многих причин, по которым болтовое соединение фланцевого соединения может протечь.

Даже когда все сложные взаимосвязанные компоненты фланцевого соединения с болтовым соединением работают в идеальной гармонии, единственным наиболее важным фактором, приводящим к успеху или отказу этого фланцевого соединения с болтовым соединением, будет внимание, уделяемое надлежащим процедурам установки и сборки лицом, устанавливающим прокладку. Если все сделано правильно, сборка останется герметичной для ожидаемого срока службы.

Примечание

Виды фланцев

Фланец является соединительной частью труб, запорной и регулирующей арматуры, контрольно — измерительных устройств, входящих в состав трубопроводного сооружения.

Фланцевый тип соединения трубопроводной арматуры способствует простому доступу для техобслуживания, ремонта и замены элементов системы. Фланцы обычно имеют внутреннюю резьбу или присоединяются с помощью сварки. Для их изготовления используют различные материалы: серый и ковкий чугун, высокопрочный чугун с включением шаровидного графита, латунь, алюминий, бронзу, пластик, кованную углеродистый сплав стали или нержавейку.

В конструкцию фланцевого соединения входят два фланца, закреплённых болтами, и прокладка между ними, обеспечивающая герметичность.

Прокладка имеет форму кольца из сплава высоколегированной стали, латуни, бронзы, фторопласта, плотной резины, каучукового эластомера, эбонита и других материалов. Устанавливается между поверхностями двух фланцев, заполняя на них микроскопические раковины и сглаживая неровности. Способ её установки зависит от формы и исполнения уплотняемых поверхностей фланцев, которые могут иметь:

шип и паз;
выступ и впадину;

или быть:

плоскими с соединительным выступом;
плоскими приварными без выступа.

Фланцы с шипом и пазом

Уплотнительные поверхности у изделий этого типа должны совпадать. Один фланец изготавливается с выступающим кольцом (шип), а ответный в аналогично расположенном месте имеет проточенный паз. Соединение герметизируется прокладкой, которая должна соответствовать высоте паза или быть чуть меньше, и не превышать его ширину более чем на 1/16.

Изделия с уплотнительной поверхностью, имеющей выступ или впадину

Фланцы данного типа также совпадают. У одной детали на поверхности есть область, выходящая за пределы её плоскости (папа).

У ответного фланца в уплотнительной поверхности имеется соответствующая впадина (мама), расточенная на глубину равную или меньшую размера высоты выступающий части.

Плоская поверхность изделий с соединительным выступом

У плоских фланцев с выступом уплотнительная поверхность плоская, прокладка выступает над поверхностью болтового соединения на 1/16 или ¼. Уплотнитель имеет форму кольца и полностью утоплен в болтовое соединение.

Фланцы с плоской приварной поверхностью без выступа

Плоский приварной фланец без выступа имеет наиболее простую конструкцию, изготавливается из стали марок ВСТ3СП2 и ВСТ3СП3 листовой формы и применяется для соединения элементов трубопроводных линий на условное давление от 1 до 25 кгс/см².

При монтаже изделие накручивается на конец трубы и приваривается двумя сварными швами по всей длине окружности трубы.

Наши предложения

осуществляет оптовую продажу всех видов запорной арматуры как в проходном, так и в угловом исполнении. Нашими преимуществами являются невысокая стоимость продукции, а также ее быстрая доставка во все регионы РФ и в страны СНГ. Мы имеем 15 филиалов и 20 складов общей площадью 25 000 м2 в регионах России. Это позволяет нам отправлять продукцию со склада, ближайшего к конечному пункту доставки. Для оформления заказа на оптовую партию трубопроводной арматуры воспользуйтесь сервисами нашего интернет-магазина.

Конструктивные разновидности и принцип работы вентилей

Конструктивно вентиль представляет собой цельный литой или сварной корпус с крышкой и перегородкой посередине. В полости корпуса расположен затворный орган, состоящий из неподвижного элемента — седла и подвижной детали — золотника. Седло находится в средней части перегородки, оснащено пропускным отверстием.

Золотник крепится к шпинделю, проходящему через уплотнитель сальникового или сильфонного типа и крышку к штурвалу. Штурвал может управляться вручную или с помощью электропривода. Для присоединения к линии трубопровода в корпусе имеются входной и выходной патрубки.

В основе его принципа работы лежит передача крутящего момента от штурвала через шпиндель золотнику. Золотник, совершая поступательные движения, доходит до крайнего нижнего положения, где плотно прижимается к седлу и полностью останавливает движение среды.

По конструкции запорного органа вентили различаются на:

шаровые поворотные — в них вместо золотника и седла в качестве запорного органа используется седловина с закреплённым в ней затвором в форме шара, имеющего сквозной проход для среды. Шар свободно вращается вокруг своей оси, изменяя положение этого отверстия для пропуска, перекрытия или регулировки интенсивности движения потока рабочего вещества;
клиновые — у подвижной детали затвора предусмотрена форма в виде зауженной с одной стороны пластины (клина). Клин перекрывает седло в горизонтальной плоскости параллельно ходу транспортируемого вещества, заставляя его поток совершать двойной изгиб под углом 90º.

Вентили с электрическим приводом

Вентили, оснащённые электроприводом, устанавливаются в системах водоподготовки плавательных бассейнов. При подаче напряжения электрофицированный вентиль срабатывает на открытие или закрытие пропускного отверстия, осуществляет регулировку потока воды, управляет в автоматизированном режиме процессом наполнения и долива воды бассейна.

При отсутствии электроэнергии вентиль может управляться вручную.

Особенности применения клапана 15кч19п

Устанавливается клапан запорно-регулирующий фланцевый в системе в удобном для сантехника месте, которое будет доступно для качественного обслуживания. При монтаже на открытом пространстве должна быть обеспечена защита прибора от осадков и механических ударов. При проведении гидравлических испытаний системы трубопровода вентиль запорный фланцевый 15кч19п необходимо полностью открыть, а в местах соединения клапана и трубы не должно создаваться дополнительное напряжение. При монтаже приборов необходима подтяжка соединений, где размещены прокладки и сальники, чтобы предупредить разгерметизацию трубопровода.

Во время эксплуатации клапан запорный фланцевый 15кч19п требует периодической (1 раз в год) смазки своего шпинделя, подвижной его части антифрикционным составом. Если была нарушена герметичность сальника, а отремонтировать его подтяжкой не удалось, элемент нужно заменить фумом или выполнить набивку АПК-31 ГОСТ 5152-84. Ремонтировать вентиль 15кч19п необходимо, если требуется замена прокладки или сальника. Запрещено устранять дефекты клапанов при наличии в трубопроводе давления. Если вентиль запорный 15кч19п отработал ресурс, его следует демонтировать и отправить на утилизацию. При эксплуатации устройств не допускается применение дополнительных рычагов, должна строго соблюдаться техника безопасности по ГОСТ 12.2.063-81. При транспортировке и хранении клапан запорный 15кч19п должен быть закрытым. В среднем наш вентиль чугунный 15кч19п может нарабатывать 3500 циклов, после чего устройство требуется заменить новым.

Технология изготовления и группы применяемых материалов

Для изготовления узлов и деталей, входящих в состав вентиля, используются различные материалы, которые условно подразделяются на 4 группы:

Материалы для изготовления корпуса. Они должны обладать хорошими литейными свойствами, достаточным уровнем прочности и коррозионной стойкостью, подлежать механическим видам обработки. В основном корпус вентиля изготавливается по технологии литья.
Материалы для герметизации мест прохода шпинделя через крышку. Прокладки должны быть упругими, термостойкими, влагостойкими, долговечными и недорогими изделиями.
Уплотнители в области седла и затвора. Материал для их изготовления также должен обладать упругостью, износостойкостью антифрикционными свойствами.
Смазочные материалы, позволяющие снизить коэффициент трения в подвижных узлах вентиля.

В качестве корпусных материалов при изготовлении вентиля чаще всего используют:

латунь. Это пластичный металл желтого цвета, легко поддающийся механической обработке(шлифовка, полировка и т.д.). Представляет собой сплав чистой меди с небольшим количеством примесей. Из легирующих элементов сплавов можно выделить цинк и олово, которые повышают антикоррозийные свойства и теплопроводность материала. Латунные вентили одни из самых надёжных в работе моделей, но дорогие по цене ;
чугун. Тяжёлый металл серого цвета, обладающий высокой прочностью, коррозионной стойкостью. Чугунные вентили недорогие, выдерживают температуру среды до 200º, но мало устойчивы к динамическим нагрузкам, поэтому легко могут треснуть от сильного удара по корпусу.
сталь. Достаточно пластичный материал, легко поддаётся обработке. Корпус стальной арматуры устойчив к механическим воздействиям и сильным ударам. Изделия, для изготовления которых использована высоколегированная сталь (нержавейка) кроме высокой прочности обладают абсолютной устойчивостью к любого вида коррозионных процессов, стойкостью к воздействию высоких температур, долговечностью.

Назначение и применение запорных фланцевых вентилей

Вентиль фланцевый из стали или чугуна в основном применяется для включения потока среды или полного его отключения во время проведения ремонтных работ, переключения отдельных линий и оборудования. Рабочей средой может быть любая жидкость, пар и газообразное вещество.

К преимуществам запорных вентилей можно отнести:

небольшие геометрические параметры;
небольшое гидравлическое сопротивление;
отсутствие застойных зон.

Недостатками являются:

необходимость в регулярном техобслуживании;
ограничение в применении по уровню давления в системе;
низкую износостойкость мест соединения корпуса с трубопроводом.

Принцип работы

Конструкция фланцевого вентиля может быть прямоточной, проходной или угловой. В прямоточных клапанах направление жидкости сохраняется, но шпиндель располагается наклонно к оси прохода, а не перпендикулярно. Конструкция прямоточных вентилей предназначена для уменьшения гидравлического сопротивления, а также для спрямления потока рабочей среды.

У проходных клапанов жидкость на входе и выходе направлена одинаково, но внутри главного цилиндра осуществляет два поворота на 90 градусов. С помощью таких клапанов перекрывается движение жидкостей, у которых высокие температурные показатели и давление. Чрезмерные нагрузки для проходных фланцевых вентилей не представляют никакой опасности, поскольку клапаны способствуют сохранению герметичности. Но внутри подобных конструкций нередко происходит высокое гидравлическое сопротивление, что приводит к тому, что в цилиндре появляются застойные зоны.

С помощью угловых клапанов осуществляется поворот потока жидкости на 90 градусов, а устанавливают их на тех участках, где трубопровод поворачивает. Если сравнивать такой клапан с проходными деталями, то они отличаются меньшим гидравлическим сопротивлением.

Монтаж

При монтаже стального фланцевого вентиля выполняют следующие действия:

очищают плоскости фланцев от грязи и окалины;
осматривают резьбу болтов и гаек на наличие участков, повреждённых коррозией. При обнаружении разрушений метизы следует заменить или отремонтировать;
выполняют удаление заусениц с резьбовых частей;
у крепёжных изделий смазывают участки резьбы, прилегающие к фланцу или шайбе. Смазка уменьшит коэффициент трения в момент затяжки болтов, сократит количество срывов болта и удлинит срок их службы;

устанавливают новое уплотнительное кольцо, выравнивая его по центру;
проверяют соосность фланцев по регламенту ASME B31.3;
регулируют положение гаек, так чтобы резьба болта на 2-3 витка возвышалась над её верхней поверхностью;
затягивают болты любым динамометрическим ключом.

Нашли для себя что-то интересное? Подписывайтесь на наш канал и делитесь полезными идеями в социальных сетях.

Устройство

В классическом понимании запорный фланцевый вентиль состоит из корпуса с фланцами и с седлом, шпинделя, бугельного узла, штурвала (маховика). Первый изготавливают из высокоуглеродистой или нержавеющей стали, чугуна, латуни и полимерных композитов.

Бугельный узел — это часть корпуса или ходовая гайка, через резьбы которых шток, вращаясь, перемещает закрепленный на нем рабочий орган (золотник, конус).

Затвор может быть тарельчатым (золотниковым) и коническим. Уплотнительная поверхность тарельчатого затвора может быть плоской или конусной. Для изготовления последней в ней протачивается конусная фаска. Конические уплотнения металл/металл применяют для сред с высокими давлениями и наличием взвешенных частиц.

Плоские уплотнения хорошо работают во всех средах без взвешенных частиц. В седлах таких затворов устанавливают резиновые или полимерные прокладки.

Вентиль запорный 101

Посмотреть

Вентиль запорный 120