Задвижки и дисковые затворы — это два типа клапанов, широко используемых в промышленных и муниципальных системах водоснабжения. Они имеют очевидные различия в конструкции, функциях и применении. В этой статье подробно рассматриваются различия между дисковыми и задвижными затворами с точки зрения принципа действия, состава, стоимости, долговечности, регулирования потока, установки и обслуживания.
1. Принцип
Принцип работы дискового затвора
Главная особенностьдроссельной заслонкиЕго отличительной чертой является простая конструкция и компактный дизайн. Принцип работы заключается в том, что круглая заслонка вращается вокруг штока клапана, выступающего в качестве центральной оси, для регулирования потока жидкости. Заслонка действует как контрольная точка, и только с согласия заслонки она может пройти. Когда заслонка параллельна направлению потока жидкости, клапан полностью открыт; когда заслонка перпендикулярна направлению потока жидкости, клапан полностью закрыт. Время открытия и закрытия заслонки очень короткое, поскольку для полного открытия или закрытия требуется всего 90 градусов поворота. Именно поэтому это поворотный клапан и клапан с четвертьоборотным механизмом.
Принцип работы задвижки
Клапанная пластиназадвижкаЗадвижка перемещается вертикально вверх и вниз относительно корпуса клапана. Когда задвижка полностью поднята, внутренняя полость корпуса клапана полностью открыта, и жидкость может проходить беспрепятственно; когда задвижка полностью опущена, поток жидкости полностью перекрыт. Конструкция задвижки обеспечивает практически полное отсутствие сопротивления потоку в полностью открытом состоянии, 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 отклика, то есть время открытия и закрытия больше, поскольку для полного открытия и закрытия требуется несколько оборотов маховика или червячной передачи.
2. Композиция
Состав дроссельной заслонки
Как уже упоминалось выше, конструкция дроссельной заслонки относительно проста и включает в себя основные компоненты, такие как корпус клапана, клапанная пластина, вал клапана, седло клапана и привод. Как показано на рисунке ниже.
Корпус клапана:
Корпус поворотного затвора имеет цилиндрическую форму и вертикальный канал внутри. Корпус может быть изготовлен из различных материалов, таких как чугун, высокопрочный чугун, нержавеющая сталь, углеродистая сталь, алюминиевая бронза и т. д. Конечно, выбор материала зависит от условий эксплуатации поворотного затвора и природы рабочей среды.
Клапанная пластина:
Клапанная пластина представляет собой упомянутую выше дискообразную деталь, открывающуюся и закрывающуюся, по форме напоминающую диск. Материал клапанной пластины обычно такой же, как и у корпуса клапана, или даже лучше, поскольку дроссельный клапан находится в непосредственном контакте со средой, в отличие от осевого дроссельного клапана, где корпус клапана непосредственно отделен от среды седлом клапана. Для некоторых специальных сред требуется повышенная износостойкость, коррозионная стойкость и термостойкость.
Шток клапана:
Шток клапана соединяет клапанную пластину и привод и отвечает за передачу крутящего момента для вращения клапанной пластины. Шток клапана обычно изготавливается из нержавеющей стали 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 затворной пластиной, образуя уплотнение, обеспечивающее герметичность и предотвращающее утечку рабочей среды при закрытии клапана. Существует два типа уплотнений: мягкое и жесткое. Мягкое уплотнение обладает лучшими герметизирующими свойствами. Обычно используются такие материалы, как резина, ПТФЭ и др., которые часто применяются в поворотных затворах. Жесткие уплотнения подходят для работы в условиях высоких температур и высокого давления. Обычно используются такие материалы, как нержавеющая сталь SS304 + гибкий графит и др., которые часто применяются в...тройные эксцентриковые поворотные затворы.
Исполнительный механизм:
Исполнительный механизм используется для вращения штока клапана. Наиболее распространенные типы: ручные, электрические, пневматические или гидравлические. Ручные исполнительные механизмы обычно приводятся в действие рукоятками или шестернями, в то время как электрические, пневматические и гидравлические исполнительные механизмы позволяют осуществлять дистанционное управление и автоматизированную работу.
Состав задвижек
Конструкция задвижки достаточно сложна. Помимо корпуса клапана, клапанной пластины, вала клапана, седла клапана и привода, она также включает в себя сальник, крышку клапана и т. д. (см. рисунок ниже).
Корпус клапана:
Корпус задвижки обычно имеет бочкообразную или клиновидную форму с прямым каналом внутри. Материал корпуса задвижки чаще всего — чугун, литая сталь, нержавеющая сталь, латунь и т. д. Выбор материала должен зависеть от условий эксплуатации.
Крышка клапана:
Крышка клапана соединена с корпусом клапана, образуя закрытую полость клапана. Обычно на крышке клапана имеется сальниковая коробка для установки сальников и герметизации штока клапана.
Заслонка + седло клапана:
Затвор — это открывающая и закрывающая часть задвижки, обычно клиновидной формы. Затвор может быть однозатворным или двухзатворным. Чаще всего мы используем однозатворные задвижки. Материал затвора эластичной задвижки — GGG50, покрытый резиной, а материал затвора задвижки с жестким уплотнением — это корпус из латуни или нержавеющей стали.
Шток клапана:
Шток клапана соединяет затвор и привод, перемещая затвор вверх и вниз посредством резьбовой передачи. Материал штока клапана обычно высокопрочный, например, нержавеющая сталь или углеродистая сталь. В зависимости от движения штока клапана затворы можно разделить на подъемные и неподъемные. Резьба штока подъемного затвора расположена снаружи корпуса клапана, и его открытое и закрытое состояние хорошо видны; резьба штока неподъемного затвора расположена внутри корпуса клапана, конструкция относительно компактна, и монтажное пространство меньше, чем у подъемного затвора.
Упаковка:
Сальниковое уплотнение располагается в сальниковой коробке крышки клапана и используется для герметизации зазора между штоком клапана и крышкой клапана, предотвращая утечку рабочей среды. В качестве материалов для уплотнений обычно используются графит, ПТФЭ, асбест и др. Уплотнение сжимается сальником, обеспечивая герметичность.
Исполнительный механизм:
• Наиболее распространенным ручным приводом является маховик, который приводит в движение резьбовую передачу штока клапана путем вращения маховика для перемещения затвора вверх и вниз. Для затворов большого диаметра или высокого давления часто используются электрические, пневматические или гидравлические приводы для уменьшения усилия при работе и ускорения открытия и закрытия. Конечно, это отдельная тема. Если вас это интересует, пожалуйста, ознакомьтесь со статьей.Сколько оборотов нужно, чтобы закрыть поворотный затвор?Сколько времени это займет?
3. Стоимость
Стоимость дискового затвора
Задвижки-бабочки обычно дешевле, чем задвижки. Это объясняется их небольшой длиной, меньшим количеством материалов и относительно простым процессом изготовления. Кроме того, задвижки-бабочки легче, что также снижает затраты на транспортировку и монтаж. Преимущество задвижек-бабочек в цене особенно очевидно в трубопроводах большого диаметра.
Стоимость задвижки
Стоимость изготовления задвижек обычно выше, особенно для применений с большим диаметром или высоким давлением. Конструкция задвижек сложна, а точность обработки задвижек и седел клапанов высока, что требует больше технологических процессов и времени в процессе производства. Кроме того, задвижки тяжелее, что увеличивает стоимость транспортировки и монтажа.
Как видно из приведенного выше рисунка, при одинаковом диаметре DN100 задвижка значительно больше, чем поворотный затвор.
4. Долговечность
Долговечность дискового затвора
Долговечность дисковых затворов зависит от материалов, из которых изготовлены их седло и корпус. В частности, уплотнительные материалы дисковых затворов с мягким уплотнением обычно изготавливаются из резины, ПТФЭ или других гибких материалов, которые могут изнашиваться или стареть при длительной эксплуатации. Конечно, уплотнительные материалы дисковых затворов с жестким уплотнением изготавливаются из высокоэффективных синтетических материалов или металлических уплотнений, поэтому их долговечность значительно улучшена.
В целом, поворотные затворы обладают хорошей долговечностью в системах низкого и среднего давления, но их герметичность может снижаться в условиях высокого давления и высоких температур.
Стоит также отметить, что в поворотных затворах можно изолировать рабочую среду, обхватив корпус затвора седлом, чтобы предотвратить коррозию корпуса. При этом пластина затвора может быть полностью покрыта резиной и фторсодержащим покрытием, что значительно повышает её долговечность при работе с агрессивными средами.
Долговечность задвижек
Конструкция задвижек с эластичным уплотнением сталкивается с той же проблемой, что и дисковые затворы, а именно износом и старением в процессе эксплуатации. Однако задвижки с жестким уплотнением хорошо работают в условиях высокого давления и высоких температур. Поскольку металлическая уплотнительная поверхность задвижки обладает высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью, срок ее службы обычно дольше.
Однако затвор задвижки легко забивается примесями в рабочей среде, что также может повлиять на ее долговечность.
Кроме того, его внешний вид и конструкция затрудняют изготовление футеровки по всей толщине, поэтому при одинаковой коррозионной среде, независимо от того, изготовлен ли он полностью из металла или с полной футеровкой, его цена значительно выше, чем у задвижки.
5. Регулирование потока
Регулирование потока в поворотном затворе
Трехэксцентриковый поворотный затвор позволяет регулировать расход при различных положениях открытия, однако его характеристика расхода относительно нелинейна, особенно когда затвор находится в почти полностью открытом состоянии, где расход сильно изменяется. Поэтому поворотный затвор подходит только для случаев с низкими требованиями к точности регулировки; в противном случае можно выбрать шаровой затвор.
Регулирование потока задвижки
Задвижка предназначена для полного открытия или полного закрытия, но не для регулирования потока. В частично открытом состоянии задвижка вызывает турбулентность и вибрацию жидкости, что легко может повредить седло и саму задвижку.
6. Установка
Установка поворотного затвора
Установка поворотного затвора относительно проста. Он имеет небольшой вес, поэтому не требует значительной поддержки при монтаже; компактная конструкция делает его особенно подходящим для случаев с ограниченным пространством.
Запорный клапан типа «бабочка» может устанавливаться на трубы в любом направлении (горизонтальном или вертикальном), и нет строгих требований к направлению потока в трубе. Следует отметить, что в системах высокого давления или большого диаметра запорная заслонка должна находиться в полностью открытом положении во время установки, чтобы избежать повреждения уплотнения.
Установка задвижек
Монтаж задвижек представляет собой более сложную задачу, особенно это касается задвижек большого диаметра и с жестким уплотнением. Из-за большого веса задвижек во время монтажа требуются дополнительные меры поддержки и крепления для обеспечения устойчивости задвижки и безопасности монтажника.
Задвижки обычно устанавливаются на горизонтальных трубах, и для обеспечения правильной установки необходимо учитывать направление потока жидкости. Кроме того, ход открытия и закрытия задвижек достаточно длинный, особенно у задвижек с выдвижным штоком, и необходимо предусмотреть достаточно места для управления маховиком.
7. Техническое обслуживание и ремонт
Техническое обслуживание поворотных затворов
Задвижки-бабочки имеют меньше деталей, их легко разбирать и собирать, поэтому они проще в обслуживании. При ежедневном техническом обслуживании в основном проверяются износ и старение пластины и седла клапана. Если обнаруживается сильный износ уплотнительного кольца, его необходимо своевременно заменить. Поэтому мы рекомендуем клиентам приобретать сменные задвижки-бабочки с мягким обратным клапаном. Если плоскостность и качество обработки поверхности пластины клапана затрудняют достижение хорошего герметизирующего эффекта, ее также необходимо заменить.
Кроме того, важна смазка штока клапана. Хорошая смазка способствует гибкости и долговечности работы поворотного затвора.
Техническое обслуживание задвижек
Задвижки состоят из множества деталей и сложны в разборке и сборке, особенно в крупных трубопроводных системах, где объем работ по техническому обслуживанию велик. Во время технического обслуживания следует уделять особое внимание плавности подъема и опускания задвижки, а также наличию посторонних предметов в канавках корпуса задвижки.
Если контактная поверхность седла клапана и заслонки поцарапана или изношена, ее необходимо отполировать или заменить. Разумеется, смазка штока клапана также необходима.
Больше внимания следует уделять техническому обслуживанию сальникового уплотнения, чем самого задвижного клапана. Сальниковое уплотнение задвижного клапана используется для герметизации зазора между штоком клапана и корпусом клапана, предотвращая утечку рабочей среды. Износ и старение сальникового уплотнения являются распространенными проблемами задвижных клапанов. Во время технического обслуживания необходимо регулярно проверять герметичность сальникового уплотнения и при необходимости регулировать или заменять его.
8. Заключение
В заключение, задвижки и поворотные затворы имеют свои преимущества и недостатки с точки зрения производительности, стоимости, долговечности, регулирования потока и монтажа:
1. Принцип работы: Задвижки типа «бабочка» имеют высокую скорость открытия и закрытия и подходят для быстрых циклов открытия и закрытия; задвижки типа «задвижка» имеют длительное время открытия и закрытия.
2. Состав: Задвижки типа «бабочка» имеют простую конструкцию, а задвижки типа «задвижка» — сложный состав.
3. Стоимость: Задвижки типа «бабочка» имеют более низкую стоимость, особенно для применений с большими диаметрами; задвижки типа «задвижка» имеют более высокую стоимость, особенно при высоком давлении или использовании специальных материалов.
4. Долговечность: Задвижки типа «бабочка» обладают большей долговечностью в системах низкого и среднего давления; задвижки типа «задвижка» хорошо работают в условиях высокого давления и высоких температур, но частое открытие и закрытие может сократить срок их службы.
5. Регулирование потока: Задвижки типа «бабочка» подходят для приблизительного регулирования потока; задвижки типа «задвижка» больше подходят для работы в полностью открытом или полностью закрытом состоянии.
6. Монтаж: Задвижки типа «бабочка» просты в установке и подходят как для горизонтальных, так и для вертикальных трубопроводов; задвижки же сложны в установке и подходят для горизонтальных трубопроводов.
7. Техническое обслуживание: Техническое обслуживание задвижек сосредоточено на предотвращении износа и старения пластины и седла клапана, а также на смазке штока клапана. Помимо этого, задвижка также нуждается в обслуживании сальникового уплотнения.
В практических применениях выбор задвижек или поворотных затворов должен осуществляться комплексно, с учетом конкретных условий эксплуатации и требований, чтобы обеспечить оптимальную производительность и экономичность.