Šoupátka jsou velmi oblíbeným a běžným typem ventilů. Pro svou spolehlivost a jednoduchou konstrukci jsou žádané na dopravních a procesních potrubích s nejrůznějšími pracovními médii. Podle provedení a materiálového provedení lze šoupátka použít v systémech s provozními tlaky do 25 MPa a teplotami do +565 °C. Dále je popsána konstrukce a princip činnosti šoupátek, je uvedena jejich klasifikace a jsou uvedeny vlastnosti různých modifikací tohoto šoupátka.
Z čeho je ventil vyroben?
Hlavní konstrukční prvky výztuže:
- bydlení;
- kryt;
- brána;
- závitový pár (vřeteno a matice);
- těsnění ucpávky;
- setrvačník (nebo jiný ovládací prvek).
Ventilové zařízení je velmi jednoduché. Vychází z těla a krytu – tvoří dutinu, kterou se pohybuje pracovní médium. V dutině ventilu je uzávěr a (v blízkosti ventilů) mechanismus, který zajišťuje jeho pohyb – závitový pár. Uzamykací prvek se pohybuje kolmo k ose průtoku: klesá, uzavírá lumen potrubí a stoupá, otevírá se. Mechanismus pohybu je maximálně jednoduchý – při otáčení setrvačníku se otáčí tyč (vřeteno), které je spojeno s aretačním prvkem přímo nebo přes matici. Rotační pohyby setrvačníku jsou převedeny na translační pohyby uzávěru.
V tělese ventilu jsou obvykle uspořádána sedla s těsnicími plochami pro hermetické uzavření průtoku. Když je ventil spuštěn, těsně přiléhá k sedlům a zabraňuje průchodu média dutinou ventilu. Těleso má také dva konce pro připojení k potrubním armaturám. Mohou být vybaveny přírubami, závity nebo zkosením pro svařování. Na výstupu vřetene ven je ucpávka, která zabraňuje úniku média z ventilu.
Ruční kolo je nejjednodušší a nejběžnější ovládání ventilů. Na potrubí velkých průměrů, kde je k pohybu ventilu zapotřebí velká síla, se používají další zařízení – mechanické převodovky, elektrické, hydraulické a pneumatické pohony.
Pro výrobu dílů tělesa ventilu se nejčastěji používají:
- litina;
- ocel (legovaná nebo nerezová).
Klapka bývá ocelová, která lépe snáší práci v proudění média. Materiálové provedení armatury určuje možnost jejího použití s různými médii – neagresivními nebo agresivními, studenými nebo přehřátými. Přitom šoupátka (až na vzácné výjimky) slouží pouze k úplnému uzavření potrubí a nejsou vhodná pro regulaci průtoku. Při ponechání ventilu v pootevřené poloze dojde k jeho deformaci pod tlakem média, což povede k zaseknutí ventilu.
Typy ventilů
Obecný princip činnosti šoupátek je podobný – šoupátko, které přerušuje tok média, se pohybuje kolmo k tomuto toku. Existuje však několik typů kování, které se liší konstrukcí zajišťovacího prvku a umístěním závitového páru. Existují takové typy ventilů:
- Klín (s pevným, dvoukotoučovým nebo elastickým klínem).
- Paralelní.
- Brána.
- Hadice.
V závislosti na umístění pojezdové jednotky jsou ventily rozděleny do dvou typů:
- se zasouvacím vřetenem;
- s pevným vřetenem.
Zařízení klínového šoupátka
V takovém kování působí klín jako brána a sedadla v těle jsou umístěna pod úhlem. Když je ventil zavřený, klín klesá do prostoru mezi sedadly a těsně k nim přiléhá, čímž zajišťuje vysokou těsnost překrytí. Klín může mít jiný design:
- Pevný klín – kovová deska zužující se dolů. Aby byl průtok spolehlivě a pevně blokován, je při výrobě ventilu velmi přesně přizpůsoben tvaru sedel tuhý klín. Takový ventil je velmi odolný, ale díky své tuhosti se může zaseknout při kolísání teploty nebo tlaku média. Kromě toho se zde těsnicí plochy poměrně rychle opotřebovávají.
- Dvoudiskový klín je složitější zařízení – skládá se ze dvou plochých disků. Disky jsou pevně spojeny dohromady ve stejném úhlu jako sedadla v karoserii. U takových ventilů není potřeba dokonalé dosednutí klínu k sedlům, protože prvky ventilu jsou schopny se částečně “samovyrovnat” při jeho spouštění. Tato vlastnost také poskytuje zvýšenou těsnost překrytí. Také ventily s dvojitým diskovým klínem jsou méně náchylné k zadření a opotřebení těsnicích ploch.
- Pružný klín sestává z kotoučů upevněných nikoli napevno, ale pomocí pružného prvku. Taková závěrka má jednodušší konstrukci než dvoukotoučová, ale také je zde méně možností „samoinstalace“. Pružný klín zároveň odpouští i některé chyby při montáži sedel, je jednodušší na výrobu než tuhá závěrka.
Princip činnosti paralelních, šoupátkových a škrticích ventilů
Paralelní šoupátka jsou někdy považována za druh klínových šoupátek. Jejich závěrka není klínového tvaru, ale je designově podobná dvoudiskovému klínu. V tomto případě jsou uzavírací kotouče paralelních ventilů vzájemně rovnoběžné. Při zablokování průtoku jsou přitlačovány k těsnicím plochám sedel speciální klínovou houbou, která je umístěna uprostřed.
Šoupátka lze považovat za paralelní s jedním kotoučem. Jedná se o velmi jednoduchá zařízení, ve kterých je proud média přerušen plochým uzávěrem, který funguje jako gilotina. Některé jejich modifikace jsou dokonce vybaveny nožovým uzávěrem pro ničení částic média, které se dostaly do tělesa při odstávce potrubí. Takové tvarovky se používají se znečištěnými médii, ve kterých je mnoho mechanických nečistot. Z hlediska těsnosti překrytí je výrazně horší než klínová šoupátka.
Hadicová zařízení se zásadně liší od ostatních typů jak v konstrukci, tak v principu činnosti. Jsou klasifikovány jako šoupátka, protože se zde provádí klasický princip činnosti ventilu – při spouštění vřetene kolmo k průtoku dochází k zablokování vůle potrubí. Hadicové modely nemají uzávěr jako takový, ale tělem je vedena pružná hadice. Když je potřeba vypnout potrubí, při otáčení ručního kola se vřeteno spustí, čímž se tato hadice jednoduše stlačí.
Tato konstrukce je užitečná v potrubích přepravujících velmi korozivní média. Přítomnost hadice v dutině ventilu vylučuje kontakt kovových prvků s médiem a zabraňuje jejich korozi.
Jak fungují stoupací a nestoupající dříkové ventily
Pohon šoupátka je závitové spojení vřeteno-matice – hlavní prvek, který přenáší sílu z otáčení setrvačníku na šoupátko. Tento uzel může být umístěn jak v dutině výztuže, tak vně:
- Výsuvné vřeteno je svým spodním koncem spojeno s uzávěrem. Matice je umístěna na vnější straně a při otáčení ručního kola se vřeteno posune nahoru o velikost zdvihu závěrky. Tato konstrukce eliminuje kontakt pojezdové jednotky s pracovním médiem, což prodlužuje životnost ventilu a umožňuje jeho použití s agresivnějšími médii (nebo při vysokých teplotách). Ventily se stoupajícím vřetenem jsou spolehlivější a snadněji se udržují, protože je snadný přístup k ucpávce. Jedinou nevýhodou takových zařízení je zvýšená hmotnost a vysoká konstrukční výška a také nutnost ponechat nad setrvačníkem volný prostor pro vysunutí vřetena při otevírání ventilu.
- U šoupátek s nestoupajícím vřetenem je pojezdová jednotka umístěna v dutině ventilu. Tyč je fixována svým horním koncem a při otevírání a zavírání zařízení nemění svou polohu. Během rotace setrvačníku se klapka spolu s běžící maticí pohybuje nahoru nebo dolů vzhledem k vřetenu. Protože taková zařízení mají v pracovním prostředí závitové připojení a přístup k ucpávce je uzavřen, jsou méně odolná vůči agresivním médiím a obtížným pracovním podmínkám. Neinstalují se v kritických zařízeních, ale používají se tam, kde je důležitá nízká stavební výška a nízká hmotnost.
Srovnávací tabulka pro stoupací a nestoupající vřeteno ventilů
| Podmínky použití | Šoupátka s nestoupajícím vřetenem | Stoupající dříkové ventily |
|---|---|---|
| Rozsah průměrů DN, mm | 40-500 | 15-1200 |
| Rozsah maximálních pracovních tlaků PN, MPa | 1,6 | 1,6-10,0 |
| Teplotní rozsah přepravované látky, ºС | -15 . + 130 | -70 . + 450 |
| Pracovní prostředí | Čistá teplá a studená voda, neagresivní média (ropa, minerální oleje) | Teplá a studená voda, látky s jakýmkoli stupněm agresivity, ropné produkty, plyn |
Navzdory podobnému principu činnosti mají různé typy ventilů mírně odlišný design a rozsah. Každý z nich má své výhody a nevýhody. Jsme však připraveni vybrat optimální ventily pro instalaci na vaše potrubí. Seznamte se s naším katalogem a volejte +7 (812) 920-05-98 – specialisté společnosti Sever Vám pomohou s výběrem armatur pro vhodné zařízení.
Jak je uspořádán klínový ventil, jaké existují typy a jak je namontovat?
Dobrý den milí čtenáři. Prasknutí potrubí zažil snad každý. A nejčastěji se tak stalo v místech, kde byl instalován tzv. klínový ventil. co to je?
Uzavírací ventily jsou široce používány ke spolehlivému uzavření průtoku kapaliny nebo jiného pracovního média ve stavebních potrubích. Nejoblíbenější a nejjednodušší možností je ventil, tedy zařízení pro zastavení průtoku pracovního média pomocí široké ploché části (klínu), která zcela zakrývá ústí potrubí.
Zařízení a princip činnosti klínové zátky
Zařízení patří do třídy uzavíracích ventilů. Konstrukce zahrnuje prvky tělesa spojující dva úseky potrubí a plochý klín nebo jiný šoupátkový kus pohybující se pomocí závitové tyče.
Provedení je těleso a víko, které po spojení tvoří dutinu pro pracovní médium (pod tlakem). Uvnitř této dutiny je umístěn uzávěr. Jeho pohyb mezi sedly (jsou umístěna rovnoběžně nebo pod malým úhlem sbíhání) nastává vertikálně, to znamená kolmo k ose obou sedel a k nim připojeným otvorům připojeným k potrubí. Změnu polohy uzávěru (v otevřeném nebo zavřeném stavu) zajišťuje dvojice závitové vřeteno-běžná matice.
Místo závitového vřetena lze použít dřík, který vykonává pouze translační pohyb. Toto řešení se používá u hydraulických nebo pneumatických pohonů.
Pro ruční nastavení je na konci vřetena instalováno ruční kolo (setrvačník). Těsnění vřetena (tyče) zajišťují pouzdra a ucpávky.
Výrobek se vyznačuje malou konstrukční šířkou a poměrně velkou výškou. To je způsobeno potřebou zajistit, aby volný pohyb tyče nebyl menší než průměr otvoru. K pochopení principu mechanismu pomůže krátké video.
Kde se používají šoupátka?
Uzavírací armatury s klínovými prvky se používají na potrubí místního a hlavního významu. Lze jej použít v širokém rozsahu teplot, tlaků a průměrů potrubí – do 565 stupňů Celsia, 25 MPa a 2000 mm, resp. Vhodné pro zásobování teplem, plynem a vodou, přepravu ropy a plynu v průmyslovém měřítku.
Jednou z aplikací je vnitropodniková a dopravní komunikace (například potrubní systém lodi nebo ponorky).
Výběr automatického nebo ručně ovládaného ventilu závisí na průměru potrubí, tlaku v potrubí (stejně jako teplotě) a dalších provozních vlastnostech komunikací.
Výhody a nevýhody ventilů klínového typu
Za zmínku stojí pozitivní a negativní vlastnosti ocelových a litinových klínových šoupátek:
- díky nízkému hydraulickému odporu jsou vhodné pro instalaci na hlavní potrubí s vysokou rychlostí a tlakem pracovního média. Zavírání a otevírání otvoru probíhá hladce, čímž se zabrání vodnímu rázu v systému;
- design není složitý, zvyšuje účinnost a udržovatelnost výrobku. Oprava, instalace a čištění zařízení jsou však obtížné kvůli neustálému pohybu (nebo tlaku – v „zavřeném“ stavu) toku v potrubí;
- konstrukčně je nelze použít k řízení průtoku pracovní tekutiny (plynu), ale ani média s pevnými vměstky. Používá se pouze k zajištění přepravy nebo zastavení toku. Okamžitá akce není možná, délka doby pro přesun zařízení z polohy „zavřeno“ do polohy „otevřeno“ a naopak závisí na rychlosti ručního pohonu tyče (u všech modelů kromě automatických ). V tomto případě je přípustný pohyb pracovního média v obou směrech, aniž by se změnil odpor;
- těsnicí prvky v šoupátcích podléhají rychlému opotřebení.
Zajímavost: zařízení se obvykle vyrábí s plným otvorem, to znamená, že průměr otvoru v těle se liší od průměru potrubí o 2 . 15% směrem dolů. V tomto případě se omezení provádí za účelem snížení točivého momentu při změně polohy vřetene (ovládání ventilu).
Uzavírací ventily v závislosti na průměru hlavního potrubí jsou vyrobeny z oceli a slitin na bázi železného kovu. Lehčí slitiny (hliník, mosaz, silumin) jsou povoleny pouze při stabilní teplotě pracovního média a tlaku menším než 0,5 MPa.
Odrůdy klínových šoupátek
V závislosti na konstrukčních prvcích ventilu a uspořádání existují různé typy ventilů.
- Skluzavka – jinak nazývaná nůž. Aretační zařízení je plochá deska mezi dvěma přírubami. Použitelné pro média s náplní a nečistotami (např. V tomto případě není zajištěno hermetické přerušení toku, ale při výrobě brány ve formě nože je přípustné mletí nečistot v pracovním médiu.
- Paralelní ventil se stoupajícím dříkem je druh klínu. Mezi dvěma sedly není zaklíněný jeden díl, ale dva – ploché kotouče, nesevřené malým klínkem. Díky těsnému uchycení k těsnění sedla se spojení stává vzduchotěsným.
- Klín – princip činnosti je stejný jako u paralelního, ale k sedlům je přitlačován jediný díl – pogumovaný klín.
- Hadice – tento mechanismus podmíněně odkazuje na ventily, protože nemá sedla. Kovové části konstrukce jsou izolovány od pracovního prostředí speciální pryžovou hadicí. Pro uzavření průtoku je hadice sevřena tyčí (vřetenem).
Podle materiálu těla se ventily dělí na:
- litina – litina;
- ocel (25-L2, St3, 12Kh18N9TL) – litá a lisovaná (svařování přířezů vyrobených z plechu lisováním);
- hliník (slitiny na bázi hliníku) – lit.
Kromě uvedených kovů se pro těsnicí kroužky používá fluoroplast, mosaz, klínová těsnění a hadice v škrticích ventilech jsou vyrobeny ze speciální pryže. Vlastnosti pryže se volí podle pracovních podmínek potrubí. Mosazné klínové šoupátko – možnost pro málo zatížené komunikace.
Podle typu řízení:
-
, pneumatický nebo hydraulický pohon;
- ruční – k otáčení tyče se používá setrvačník (ruční kolo).
Jak již bylo zmíněno, při ručním ovládání jsou možné dvě možnosti pohybu pracovního těla – nahoru a dolů (tyč), nahoru a dolů s rotací (vřeteno). V tomto případě je klín (kotouče, brána) upevněn na vřetenu tak, aby prováděl pouze translační pohyb. V automatizovaných zařízeních není zajištění rotace racionální, proto se používá konstrukce s tyčí.
ČTENÍ: Jak vybrat správný termoventil pro radiátor a nainstalovat jej sami?
mechanismus otevíracího zařízení
Pojezdový mechanismus klínového šoupátka (závitový pár vřeteno-matice nebo vřeteno) může být umístěn v dutině zařízení v pracovním prostředí nebo mimo něj. V prvním případě není dřík ventilu zatahovací, ve druhém případě je zatahovací.
U šoupátka s nestoupajícím vřetenem je sestava vřetena s maticí ponořena do tělesa pracovního média. Výška polohy vřetena se při změně polohy uzávěru nemění, protože uzávěr je spojen s maticí a je našroubován na tyč, čímž se uzávěr zvedne.
Zařízení je vhodné v situacích, kdy jsou důležitá omezení stavební výšky potrubí (například v podzemních inženýrských sítích) a nejsou vhodná pro kritické dálnice.
Stoupající vřeteno se zvedne ze spodní polohy, když se šroub zvedne, vodicí matice zůstane na svém místě. Klínové šoupátko se stoupající přírubou vřetene je spolehlivější a praktičtější, protože závitová část zařízení nepodléhá korozi působením pracovního prostředí, je snadnější ji opravit a v případě potřeby vyměnit.
Více o schématu ventilu, vlastnostech jeho použití a opravy se můžete dozvědět z videa.
Odrůdy klínového designu
Výběr typu klínu pro klínové šoupátko závisí na provozních podmínkách zařízení.
- Pevný klín. Vlastnosti aplikace: pro maximální těsnou zácpu. Vyžaduje přesné seřízení pracovních částí (úhel kužele klínu a sklon sedla), může se zastavit při prudkých změnách teplot nebo poškození styčných ploch.
- Dvoudiskový design – zácpa se skládá ze dvou disků s malou volností pohybu. To eliminuje potřebu tak přesného lícování mezi kontaktními plochami klínu a sedel a snižuje riziko zablokování systému, i když konstrukce mechanismu je o něco složitější na implementaci.
- Elastický klín je modifikací mechanismu se dvěma disky. Změnu jejich vzájemné polohy zajišťuje pružný prvek. Samovyrovnání kotoučů vůči styčné ploše sedel je menší, mechanismus jako celek je jednodušší.
GOST a technické specifikace
Technické požadavky a normy týkající se výroby, konstrukce, provozu klínových šoupátek a jiných armatur jsou uvedeny v následujících regulačních dokumentech.
GOST období SSSR
GOST 5762-2002. Armatury jsou potrubní průmyslové. Šoupátka pro jmenovitý tlak ne vyšší než PN 250.
Regulační dokumenty definují následující technické vlastnosti šoupátek:
Průměry a rozměry
Celkové a instalační rozměry klínových šoupátek jsou určeny GOST a TU a liší se pro výrobky vyrobené z různých materiálů pro různé účely. Takže u produktů 30ch925brM a 30ch39r jsou parametry uvedeny v tabulce.
Modelová řada klínových šoupátek zahrnuje výrobky se jmenovitým průměrem (jmenovitý průměr průchozího otvoru) 15…2000 mm.
Výrobci a průměrné ceny
Mezi výrobci lze rozlišit tyto domácí a zahraniční společnosti (v blízkosti zahraničí):
- Agrokomplekt, CJSC (Rusko, Podolsk);
- Armalit, OJSC (Rusko, Petrohrad);
- Blagoveščenský ventilový závod, as (Rusko, Blagoveščensk);
- Budava, CJSC (Litva, Kaunis);
- Závod potrubních prvků, CJSC (Rusko, Bolshoi Istok);
- Ivano-Frankivsk Valve Plant, as (Ukrajina, Ivano-Frankivsk);
- IKAR, závod potrubních armatur v Kurganu, LLC (Rusko, Kurgan);
- InterArm, skupina společností (Rusko, Moskva).
U šoupátek vyrobených ze železných kovů je cenový index pro tyto výrobce 1.9777 rublů/+12.90 % (podle Infogeo.ru).
U zahraničních výrobců (Tecofi, HAWLE, BRANDONI, UKSPAR a další) se ceny pohybují od 800 do 170 000 rublů v závislosti na značce, vlastnostech a účelu produktu.
Instalace
Základní pravidla pro montáž a instalaci klínového šoupátka:
- nejprve se ujistěte, že je produkt vhodný pro instalaci podle technických charakteristik a skutečného výkonu;
- monitorovat částečně otevřenou polohu uzávěru v procesu;
- s jmenovitým průměrem zařízení větším než 100 mm použijte další podpěry;
- pro přemisťování výrobku pomocí zvedacích a přepravních zařízení jej upevněte pouze za montážní oka;
- pro podzemní instalaci uspořádejte základnu zhutněné půdy bez ostrých frakcí, tloušťka základny pro bezkanálové pokládání komunikací je nejméně 200 mm;
- po instalaci zkontrolujte provozuschopnost části potrubí, nejprve při minimálním, poté při jmenovitém a maximálním dovoleném tlaku. Během testu musí být ventil zcela spuštěn nebo zvednut.
Volba těsnění pro připojení přírub ventilu k přírubě potrubí by měla být provedena podle požadavků.
| Typ těsnění | Pracovní tlak, bar | Teplota, stupně Celsia |
| Paronite | Do 63 | -50…450 |
| Fluoroplast | Do 70 | -120…150 |
| Guma (EPDM) | Do 61 | 0 . 60 |
Přípustné utahovací momenty matic jsou uvedeny v tabulce “Utahovací momenty šestihranných matic přírubových spojů”.
| Jmenovitý průměr (DN) | Matice/šroub, jmenovitý průměr závitu | Moment, Nm |
| 15 . 32 | M10 | 15 . 30 |
| 40 . 65 | M12 | 35 . 50 |
| 80 . 100 | M16 | 75 . 100 |
| 125 . 150 | M16 | 80 . 120 |
| 200 | M20 | 150 . 200 |
| 250 . 400 | M24 | 340 . 410 |
| 500 | M27 | 340 . 410 |
Pro lepší pochopení procesu instalace, ovládání a připojení je uvedeno video o instalaci ventilu s velkým jmenovitým průměrem do podzemního vrtu:
Závěr
Správně zvolené šoupátko zajišťuje nepřetržitý provoz, spolehlivost potrubí a při dodržení provozních podmínek vydrží dobu provozu, která 3krát překračuje záruční dobu.
Pokud se vám článek zdál užitečný, nezapomeňte odkaz na něj sdílet na sociálních sítích a navštivte náš web. Je zde mnohem více užitečných a zajímavých materiálů.
