Принцип действия и разновидности стальных клиновых задвижек

Задвижки со стальным клином являются наиболее распространенным исполнением запорно-регулирующей арматуры и широко используются благодаря своей простоте и прочности.

Классификация и особенности конструкции

Различают следующие разновидности задвижек стальных ЗКС:

• Со сплошным клином;
• С гибким клином;
• С цельносварным корпусом;
• С литым корпусом.

Стальная задвижка со сплошным клином может быть установлена в любом положении – вертикальном или горизонтальном, к тому же подходит практически для всех жидкостей. Она может использоваться как при ламинарном, так и при турбулентном потоке рабочей среды. Такого типа задвижки используются, как правило, при умеренных и пониженных давлениях и температурах, поскольку их открытие/закрытие при значительных нагрузках на клин весьма трудоёмко.

Гибкий клин представляет собой цельный стальной диск, имеющий разрез по всему периметру. Эти разрезы различаются по размеру, форме и глубине. Например, неглубокий, узкий разрез по периметру клина отличается пониженной гибкостью, но сохраняет прочность задвижки. Наоборот, более глубокий и широкий разрез по всему периметру клина увеличивает гибкость, но снижает прочность рассматриваемого арматурного узла. Такая конструкция улучшает выравнивание сидений и обеспечивает лучшую герметичность. Недостатком гибких затворов является то, что жидкость, прокачиваемая в трубопроводе, имеет тенденцию накапливаться в пазах диска, что может вызвать коррозию и, в конечном счёте, снизить долговечность задвижки.

Технология производства корпуса зависит от его сложности и требований к значениям эксплуатационного давления: цельносварные корпуса рассчитываются на менее интенсивные условия эксплуатации, чем изготовленные из стального литья.

Проблемы эксплуатации и варианты их решения

В процессе перекачки нагретых жидкостей с большими скоростями, а также при сложной конфигурации потока происходит нагрев транспортируемой среды. Этот процесс сопровождается соответствующим нагревом элементов стальной задвижки ЗКС и её тепловым расширением.

Наличие стального клина улучшает производительность транспортировки, но не может компенсировать изменения в выравнивании седла из-за нагрузки на трубу или её теплового расширения. Поэтому в задвижках со сплошным клином возможны утечки.

При особо высоких температурах (например, в паропроводах) может возникать тепловая блокировка клина – явление, при котором клин застревает между сиденьями вследствие расширения металла. Тепловое расширение паропровода вызывает искажение корпусов клапанов, что может привести к тепловому заклиниванию части трубопровода. Гибкий затвор позволяет задвижке изгибаться при сжатии седла клапана из-за теплового расширения паропровода и предотвращает подобную аварийную ситуацию. В подобных случаях используют клиновые стальные задвижки ЗКС с параллельными подпружиненными дисками. Они всегда соприкасаются с сёдлами и обеспечивают двустороннее уплотнение.

Рассмотренная арматура поставляется согласно нормам ТУ 3741-094-07538145-99 и рассчитывается на диапазон давлений 8…160 ат, при температурах от -60 до +4500С.