Что такое задвижка?

Что такое задвижка?

Задвижка — это клапан, который закрывает путь потока, отсекая текучую среду, такую ​​как жидкость или газ, с помощью диска (диска клапана).

Обычно термины «задвижка» и «поворотный клапан» также используются как синонимы. Задвижка определяется в словаре терминов JIS B0100 для клапанов как «общий термин для клапанов, в которых затвор клапана вертикально разделяет путь потока жидкости, чтобы открыть или закрыть его, так что поток жидкости находится по прямой линии».

Задвижки называются так потому, что диск (диск клапана) скользит по пути потока, как затвор в шлюзовом затворе, и перекрывает его.

Применение задвижек

Рисунок 1. Пример использования задвижки

Задвижки используются в широком спектре применений: от домашнего хозяйства до общей промышленности и академических исследований, поскольку они могут контролировать поток жидкости в широком диапазоне давлений и температур. Знакомые примеры включают счетчики воды, газовые счетчики и трубопроводы для водонагревателей.

Задвижки, в частности, обычно используются в полностью открытом или полностью закрытом положении, поскольку диск вибрирует при использовании в среднем положении открытия. Поэтому эти клапаны используются для целей запирания в качестве запорных клапанов.

Обычно задвижки устанавливаются в качестве запорных клапанов на трубопроводах и водопроводах, либо постоянно открытых, либо закрытых. Ручные задвижки требуют много поворотов ручки, что делает открытие и закрытие клапана трудоемким.

Поэтому при очень частом открытии и закрытии клапана или при его дистанционном управлении используется задвижка, оснащенная приводом для автоматического открытия и закрытия.

Принцип работы задвижки

Рисунок 2. Открытое/закрытое состояние задвижки и поток жидкости

Принцип работы задвижки очень прост: при открытии диск (заглушка) опускается корпусом (клапанной коробкой), перекрывая путь потока и перекрывая жидкость. Закрытый клапан, с другой стороны, поднимает диск и открывает путь потока, позволяя жидкости течь.

Диск поднимается и опускается винтовым механизмом на штоке, который вращается ручкой или приводом.

1. Перепад давления на задвижке

Задвижки часто проектируются как полнопроходные клапаны и характеризуются крайне малым перепадом давления при полном открытии, поскольку существует небольшая разница в площади пути потока между внутренней частью корпуса и впускным/выпускным трубопроводом, а путь потока практически прямой.

Кроме того, шаровые краны, которые часто используются в качестве запорных клапанов так же, как и задвижки, имеют S-образный путь потока внутри корпуса, поэтому потеря давления при полном открытии больше, чем у задвижек.

Потеря давления — это количество энергии, теряемой при прохождении жидкости через трубу. Она вызвана потерей на трение из-за внутренней стенки трубы и образованием турбулентности.

2. Явление гидравлического удара задвижки

Задвижки менее подвержены явлению гидравлического удара, поскольку они имеют относительно большой ход при открытии и закрытии и не могут открываться и закрываться резко. Гидравлический удар относится к кратковременному повышению или падению давления в трубе, вызванному внезапным изменением скорости потока при быстром открытии или закрытии клапана.

Колебания давления из-за гидравлического удара могут вызвать следующие проблемы

• Внезапное повышение давления повреждает трубопровод, подключенные насосы, клапаны и другое оборудование, а также опорные элементы трубопровода.
• Внезапное падение давления приводит к деформации трубопровода и вторичному повышению давления из-за отрыва водяного столба, что приводит к повреждению трубопровода
• Колебания давления затрудняют контроль давления

Структура задвижки

Рисунок 3. Структура задвижки

Задвижки в основном состоят из корпуса (клапанной коробки), диска (пробки клапана), штока (штока клапана) и ручки. Задвижки могут управляться ручкой или приводом.

Ручка прикреплена к штоку и передает вращение штоку. Когда клапан открыт, вращение ручки заставляет винт штока вращаться в направлении, которое поднимает диск, а противоположное вращение заставляет диск вращаться вниз, когда клапан закрыт.

Типы задвижек

1. Классификация по способу открытия/закрытия

Рисунок 4. Работа и система привода задвижки

Задвижки имеют следующие три основных типа работы и методов привода для открытия и закрытия клапана.

• Ручной тип
  Вращение штока с помощью ручки и т. д.
• Пневматический тип
  Пневматический привод вращает шток
• Электрический тип
  Вращение штока с помощью электрического привода

2. Классификация по форме и конструкции диска

Задвижки классифицируются по форме и конструкции диска следующим образом

• Параллельный или клиновой диск
  Диски с «параллельным» или «клиновым» поперечным сечением
• Параллельный скольжение
  Комбинация двух дисков, расположенных параллельно друг другу, которая из-за давления жидкости оказывает поверхностное давление на поверхность седла выпускной стороны (седла клапана)
• Двойной диск
  Состоящий из двух дисков, шток раздвигает диски, оказывая давление на поверхности впускного и выпускного седел.

3. Тип подъема штока и неподъемный тип

Задвижки имеют шток, который вращается, перемещая диск вверх и вниз, но не меняет положения при вращении штока.

Тип подъема штока
В типе подъема штока положение штока или ручки поднимается или опускается при вращении штока. Степень открытия и закрытия можно определить по положению штока или ручки, поэтому состояние можно проверить визуально.

Кроме того, поскольку шток или ручка поднимаются, для работы с ручкой требуется пространство.

Тип со штоком, не поднимающимся
В типе подъема штока положение штока или ручки не поднимается или не опускается при вращении штока. Поскольку степень открытия и закрытия нельзя определить по положению штока или ручки, невозможно визуально проверить состояние штока или ручки.

Кроме того, поскольку шток или ручка не поднимаются, пространство для работы с ручкой меньше.

4. Классификация по материалу корпуса

Материалы задвижек можно классифицировать по материалу корпуса. Обычные материалы корпуса следующие

• Серый чугун JIS G5501 FC200
• Чугун с шаровидным графитом JIS G5502 FCD400
• Поковки из углеродистой стали для сосудов под давлением JIS G3202 SFVC 2A
• Изделия из литой стали для высоких температур и высокого давления JIS G5151 SCPH2, SCPH21
• Отливки из нержавеющей стали JIS G5121 SCS13A, SCS14A
• Отливки из меди и медных сплавов JIS H5120 CAC406 Бронзовые отливки класса 3
• Прутки из меди и медных сплавов JIS H3250 C3771 Латунь для ковки

Материалы корпуса выбираются на основе следующих требований. Подробную информацию см. в каталоге каждого производителя и т. д.

• Тип жидкости, давление, температура, скорость потока и наличие/отсутствие примесей
• Требуется или нет коррозионная стойкость
• Применимые правила и стандарты