Дисковые затворы и задвижки — два типа клапанов, широко используемых в промышленных и муниципальных системах водоснабжения. Они имеют очевидные различия в конструкции, функциях и применении. В данной статье подробно рассматриваются различия между дисковыми затворами и задвижками с точки зрения принципа действия, конструкции, стоимости, долговечности, регулирования расхода, монтажа и обслуживания.
1. Принцип
Принцип действия дроссельной заслонки
Самая большая особенностьдроссельный клапанЕго простая конструкция и компактная конструкция. Принцип работы заключается в том, что круглая поворотная тарелка вращается вокруг штока клапана, выступающего в качестве центральной оси, контролируя поток жидкости. Тарелка клапана действует как контрольно-пропускной пункт, проход через который возможен только с её разрешения. Когда тарелка параллельна направлению потока жидкости, клапан полностью открыт; когда тарелка перпендикулярна направлению потока жидкости, клапан полностью закрыт. Время открытия и закрытия поворотной тарелки очень короткое, поскольку для полного открытия или закрытия требуется всего 90 градусов поворота. Это также объясняет, почему она относится к поворотным и четвертьоборотным клапанам.
Принцип действия запорного клапана
Клапанная пластиназадвижкаКлапан перемещается вертикально вверх и вниз относительно корпуса клапана. При полном поднятии шибера внутренняя полость корпуса клапана полностью открыта, и жидкость может проходить беспрепятственно; при полном опускании шибера поток жидкости полностью перекрыт. Конструкция задвижки практически не оказывает сопротивления потоку при полном открытии, поэтому она подходит для применений, требующих полного открытия или полного закрытия. Следует подчеркнуть, что задвижка подходит для полного открытия и полного закрытия! Однако задвижка имеет низкую скорость срабатывания, то есть время открытия и закрытия больше, поскольку для полного открытия и закрытия требуется несколько оборотов маховика или червячной передачи.
2. Состав
Состав дроссельной заслонки
Как упоминалось выше, конструкция поворотного затвора относительно проста и включает в себя такие основные компоненты, как корпус клапана, пластина клапана, вал клапана, седло клапана и привод. Как показано на рисунке ниже.
Корпус клапана:
Корпус поворотного затвора имеет цилиндрическую форму с вертикальным каналом внутри. Корпус клапана может быть изготовлен из различных материалов, таких как чугун, ковкий чугун, нержавеющая сталь, углеродистая сталь, алюминиевая бронза и т. д. Выбор материала, конечно же, зависит от условий эксплуатации затвора и характера рабочей среды.
Пластина клапана:
Пластина клапана – это вышеупомянутая дисковая открывающая и закрывающая часть, форма которой близка к диску. Материал пластины клапана обычно совпадает с материалом корпуса клапана или превосходит его, поскольку дисковый затвор находится в непосредственном контакте со средой, в отличие от осевого дискового затвора, где корпус клапана непосредственно отделен от среды седлом клапана. Некоторые специальные среды требуют повышенной износостойкости, коррозионной стойкости и термостойкости.
Шток клапана:
Шток клапана соединяет пластину клапана с приводом и отвечает за передачу крутящего момента для вращения пластины клапана. Шток клапана обычно изготавливается из нержавеющей стали марки 420 или других высокопрочных материалов, что обеспечивает его достаточную прочность и долговечность.
Седло клапана:
Седло клапана расположено во внутренней полости корпуса клапана и контактирует с пластиной клапана, образуя уплотнение, обеспечивающее отсутствие утечки среды при закрытии клапана. Существует два типа уплотнений: мягкое и жёсткое. Мягкое уплотнение обеспечивает лучшую герметизацию. Обычно используемые материалы включают резину, ПТФЭ и т.д., которые обычно используются в поворотных дисковых затворах с осевой линией. Жёсткие уплотнения подходят для работы в условиях высоких температур и давления. Обычно используемые материалы включают SS304 + гибкий графит и т.д., которые широко используются втройные эксцентриковые дроссельные клапаны.
Привод:
Привод используется для вращения штока клапана. Обычно используются ручные, электрические, пневматические или гидравлические приводы. Ручные приводы обычно управляются рукоятками или редукторами, в то время как электрические, пневматические и гидравлические приводы могут управляться дистанционно и автоматически.
Состав задвижек
Конструкция задвижки довольно сложная. Помимо корпуса клапана, тарелки клапана, вала клапана, седла клапана и привода, в неё входят также сальник, крышка клапана и т. д. (см. рисунок ниже).
Корпус клапана:
Корпус задвижки обычно имеет бочкообразную или клиновидную форму с прямоточным каналом внутри. Материал корпуса обычно изготавливается из чугуна, литой стали, нержавеющей стали, латуни и т. д. Выбор материала также зависит от условий эксплуатации.
Крышка клапана:
Крышка клапана соединена с корпусом клапана, образуя замкнутую полость. На крышке клапана обычно имеется сальниковое уплотнение для установки набивки и герметизации штока клапана.
Затвор + седло клапана:
Затвор – это открывающая и закрывающая часть задвижки, обычно клиновая. Затвор может быть однозатворным или двухзатворным. Мы обычно используем однозатворный затвор. Материал затвора эластичной задвижки – GGG50 с резиновым покрытием, а материал затвора задвижки с жестким уплотнением – корпус, латунь или нержавеющая сталь.
Шток клапана:
Шток клапана соединяет задвижку с приводом и перемещает задвижку вверх и вниз посредством резьбовой передачи. Шток клапана, как правило, изготавливается из высокопрочных материалов, таких как нержавеющая или углеродистая сталь. В зависимости от направления движения штока задвижки подразделяются на задвижки с выдвижным штоком и задвижки с невыдвижным штоком. Резьба штока задвижки с выдвижным штоком расположена снаружи корпуса клапана, что позволяет четко видеть открытое и закрытое состояние; резьба штока задвижки с невыдвижным штоком расположена внутри корпуса клапана, что обеспечивает относительно компактную конструкцию и меньшую монтажную площадь, чем у задвижки с выдвижным штоком.
Упаковка:
Набивка расположена в сальниковой камере крышки клапана и герметизирует зазор между штоком клапана и крышкой, предотвращая утечку рабочей среды. В качестве набивки обычно используются графит, ПТФЭ, асбест и т.д. Набивка сжимается сальником для обеспечения герметичности.
Привод:
• Маховик — наиболее распространённый ручной привод, который приводит в движение резьбовую передачу штока клапана путём вращения маховика, перемещая задвижку вверх и вниз. Для задвижек большого диаметра или высокого давления часто используются электрические, пневматические или гидравлические приводы для уменьшения рабочего усилия и ускорения открытия и закрытия. Конечно, это отдельная тема. Если вам интересно, ознакомьтесь со статьёй.Сколько оборотов нужно, чтобы закрыть дроссельный клапан??Сколько времени это займет?
3. Стоимость
Стоимость дроссельной заслонки
Дисковые затворы, как правило, дешевле задвижек. Это обусловлено малой длиной конструкции, меньшим расходом материалов и относительной простотой изготовления. Кроме того, дисковые затворы легче, что также снижает затраты на транспортировку и монтаж. Ценовое преимущество дисковых затворов особенно очевидно на трубопроводах большого диаметра.
Стоимость задвижки
Стоимость изготовления задвижек, как правило, выше, особенно для изделий с большим диаметром или высоким давлением. Конструкция задвижек сложна, а точность обработки пластин и седел задвижек высока, что требует большего количества операций и времени на производство. Кроме того, задвижки тяжелее, что увеличивает стоимость транспортировки и монтажа.
Как видно из рисунка выше, при том же DN100 задвижка значительно больше, чем дисковый затвор.
4. Долговечность
Долговечность поворотного клапана
Долговечность дисковых затворов зависит от материалов седла и корпуса клапана. В частности, уплотнительные материалы дисковых затворов с мягким уплотнением обычно изготавливаются из резины, ПТФЭ или других эластичных материалов, которые могут изнашиваться или стареть при длительной эксплуатации. Конечно, уплотнительные материалы дисковых затворов с жестким уплотнением изготавливаются из высокопрочных синтетических материалов или металлических уплотнителей, что значительно повышает их долговечность.
В целом, поворотные затворы имеют хорошую долговечность в системах низкого и среднего давления, но эффективность уплотнения может снижаться в условиях высокого давления и высокой температуры.
Стоит также отметить, что поворотные дисковые затворы могут изолировать среду, обертывая корпус клапана седлом, что предотвращает его коррозию. Кроме того, тарелка клапана может быть полностью герметизирована резиной и полностью покрыта фторопластом, что значительно повышает её стойкость к агрессивным средам.
Долговечность задвижек
Упругие седловые уплотнения задвижек сталкиваются с той же проблемой, что и дисковые затворы: износом и старением в процессе эксплуатации. Однако задвижки с жёстким уплотнением хорошо работают в условиях высокого давления и высоких температур. Благодаря высокой износостойкости и коррозионной стойкости уплотнительной поверхности задвижки, срок её службы, как правило, выше.
Однако затвор задвижки легко засоряется примесями в среде, что также может повлиять на ее долговечность.
Кроме того, его внешний вид и структура обуславливают сложность изготовления полной футеровки, поэтому при одинаковой агрессивной среде, независимо от того, изготовлен ли он из цельного металла или с полной футеровкой, его цена значительно выше, чем у задвижки.
5. Регулирование потока
Регулировка расхода дроссельной заслонки
Трехэксцентриковый дисковый затвор позволяет регулировать расход при различных открытиях, но его характеристика расхода относительно нелинейна, особенно при почти полном открытии клапана, расход значительно меняется. Поэтому дисковый затвор подходит только для сред с низкими требованиями к точности регулировки, в противном случае можно выбрать шаровой кран.
Регулирование расхода задвижки
Задвижка предназначена для полного открытия или закрытия, но не для регулирования расхода. В частично открытом состоянии задвижка вызывает турбулентность и вибрацию жидкости, что может привести к повреждению седла и задвижки.
6. Установка
Установка дроссельной заслонки
Установка поворотного затвора относительно проста. Он лёгкий, поэтому не требует слишком большой поддержки при установке; он компактен, поэтому особенно подходит для мест с ограниченным пространством.
Дисковый затвор может устанавливаться на трубопроводы в любом направлении (горизонтальном или вертикальном), при этом строгих требований к направлению потока в трубопроводе нет. Следует отметить, что в системах с высоким давлением или большим диаметром диск должен находиться в полностью открытом положении во время установки, чтобы избежать повреждения уплотнения.
Установка задвижек
Монтаж задвижек, особенно задвижек большого диаметра и с жёстким уплотнением, более сложен. В связи с большим весом задвижек при монтаже требуются дополнительные меры поддержки и фиксации, обеспечивающие устойчивость задвижки и безопасность монтажника.
Задвижки обычно устанавливаются на горизонтальных трубопроводах, и для правильной установки необходимо учитывать направление потока жидкости. Кроме того, ход задвижек, особенно с выдвижным штоком, длинный, и необходимо предусмотреть достаточно места для управления маховиком.
7. Техническое обслуживание и ремонт
Техническое обслуживание дисковых затворов
Дисковые затворы состоят из меньшего количества деталей и легко разбираются и собираются, что облегчает их обслуживание. При ежедневном техническом обслуживании в основном проверяется износ и старение пластины и седла клапана. При значительном износе уплотнительного кольца его необходимо своевременно заменить. Поэтому мы рекомендуем клиентам приобретать сменные дисковые затворы с мягкой задвижкой. Если плоскостность и качество обработки поверхности пластины клапана затрудняют достижение хорошего уплотнения, её также необходимо заменить.
Кроме того, необходимо смазать шток клапана. Хорошая смазка обеспечивает гибкость и долговечность работы поворотного клапана.
Техническое обслуживание задвижек
Задвижки состоят из множества деталей и сложны в разборке и сборке, особенно в крупных трубопроводных системах, где объём работ по техническому обслуживанию велик. Во время обслуживания следует обращать особое внимание на плавность подъёма и опускания задвижки, а также на отсутствие посторонних предметов в канавке корпуса задвижки.
Если контактная поверхность седла клапана и шибера поцарапана или изношена, её необходимо отполировать или заменить. Конечно, также необходимо смазать шток клапана.
Техническому обслуживанию сальника следует уделять больше внимания, чем обслуживанию поворотного затвора. Сальник задвижки используется для герметизации зазора между штоком и корпусом клапана, предотвращая утечку рабочей среды. Старение и износ сальника являются распространёнными проблемами задвижек. Во время технического обслуживания необходимо регулярно проверять герметичность сальника и при необходимости регулировать или заменять его.
8. Заключение
Подводя итог, можно сказать, что дисковые затворы и задвижки имеют свои преимущества и недостатки с точки зрения производительности, стоимости, долговечности, регулирования расхода и установки:
1. Принцип: поворотные затворы имеют высокую скорость открытия и закрытия и подходят для быстрых случаев открытия и закрытия; задвижки имеют длительное время открытия и закрытия.
2. Конструкция: поворотные затворы имеют простую конструкцию, а задвижки — сложную.
3. Стоимость: поворотные затворы имеют более низкую стоимость, особенно для применений с большим диаметром; задвижки имеют более высокую стоимость, особенно для применений с высоким давлением или с особыми требованиями к материалам.
4. Долговечность: поворотные затворы более долговечны в системах низкого и среднего давления; задвижки хорошо работают в условиях высокого давления и высоких температур, но частое открытие и закрытие может повлиять на их срок службы.
5. Регулирование расхода: поворотные затворы подходят для грубого регулирования расхода; задвижки больше подходят для полностью открытых или полностью закрытых операций.
6. Монтаж: Поворотные затворы просты в установке и применимы как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах; задвижки сложны в установке и подходят для установки на горизонтальных трубопроводах.
7. Техническое обслуживание: Техническое обслуживание дисковых затворов направлено на устранение износа и старения тарелки и седла клапана, а также на смазку штока клапана. Кроме того, задвижка также требует обслуживания сальника.
На практике выбор дисковых затворов или задвижек должен всесторонне рассматриваться в соответствии с конкретными условиями эксплуатации и требованиями, чтобы обеспечить наилучшую производительность и экономичность.