Тема 3.4 Трубопроводы и трубопроводная арматура

Занятие №2 Общая характеристика трубопроводной арматуры. Требования, предъявляемые к арматуре, устанавливаемой на трубопроводах. Классификация трубопроводной арматуры. Условное обозначение различных типов арматуры. Номинальное давление и номинальный размер (условный проход) трубопроводной арматуры. Задвижки и их краткая характеристика. Устройство, принцип действия. Конструктивные особенности различных типов задвижек.

Продолжительность: 2часа

Лекционный материал

Трубопроводная арматура является неотъемлемой частью любого трубопровода. Под трубопроводной арматурой понимаются устройства, предназначенные для управления потоками рабочей среды, транспортируемой по трубопроводам, т.е. это устройства, которые предназначены для отключения, распределения, регулирования, смешивания или сброса транспортируемых веществ.

К арматуре, устанавливаемой на нефтепроводах, предъявляется ряд требований, основными из которых являются: прочность, долговечность, безотказность, герметичность, транспортабельность, ремонтнопригодность, готовность к выполнению цикла срабатывания (открытие, закрытие) после длительного периода нахождения в открытом или закрытом положении.

Прочность арматуры обеспечивается изготовлением деталей из соответствующих конструкционных материалов. Наиболее важной является прочность корпусных деталей, поломка которых по своим последствиям особенно опасна. Требуемая прочность диктуется в основном рабочим давлением и температурой. Рабочие давления и температуры практически могут иметь любые значения из довольно широких диапазонов в зависимости от конкретных технологических процессов.

Долговечность арматуры в зависимости от условий ее работы может ограничиваться различными факторами. Ресурс могут определять износ деталей, коррозия материала, эрозия деталей рабочего органа, старение резиновых или пластмассовых деталей.

Безотказность арматуры сохраняется при правильной ее эксплуатации и тщательном техническом обслуживании, если конструкция и материал деталей выбраны правильно и соответствуют условиям работы. Наибольшее число отказов возникает в рабочем органе арматуры в результате коррозии, эрозии, замерзании воды и вибрации.

Требование к арматуре по готовности к открытию без затруднений после длительного пребывания в закрытом положении ( и наоборот – к закрытию) вызывается тем, что во многих случаях запорная и предохранительная арматура должна срабатывать редко и при этом возникают благоприятные условия для «прикипания» уплотнительных поверхностей затвора и седла друг к другу, а для их разделения или перемещения требуется приложить значительное усилие. Для обеспечения безотказной работы изделий необходимо в объем работ по техническому обслуживанию включать периодическое выполнение цикла «открыто – закрыто», чтобы удостовериться в работоспособности арматуры

При выборе арматуры, в состав которой входит электрооборудование, необходимо учитывать возможную взрывоопасность нефти и нефтепродуктов и использовать электрооборудование во взрывозащищенном исполнении.

Классификация трубопроводной арматуры

По характеру выполняемых функций арматуру подразделяют на следующие основные классы:

Запорная арматура, предназначенная для полного перекрытия потока среды в трубопроводе. По количеству применяемых единиц она составляет около 80 % всей арматуры. К запорной относят также пробно-спускную, или контрольно-спускную арматуру, предназначенную для проверки уровня жидкой среды в емкостях, отбора проб, выпуска воздуха из аппаратов, дренажа. Характерным для этой арматуры является малое значение условного диаметра прохода (Dу). Пробно-спускная арматура выпускается в больших количествах.

• Регулирующая арматура, предназначенная для регулирования расхода рабочей среды с целью поддерживать в заданном диапазоне параметры технологического процесса (температуру, давление, состав материалов, участвующих в процессе). Регулирующую арматуру составляют регулирующие вентили и клапаны, регуляторы давления, регуляторы уровня. К регулирующей относится и дросселирующая арматура, предназначенная для работы при больших перепадах давления.

• Распределительно-смесительная арматура, используемая для распределения потока среды по определенным направлениям. К ней относятся распределительные клапаны (распределители) и распределительные краны. Распределительно-смесительная арматура используется и для смешения различных сред, например холодной и горячей воды.

• Предохранительная арматура, служащая для предохранения обслуживаемого объекта от чрезмерного повышения давления путем выпуска избыточного количества рабочей среды. К предохранительной арматуре относятся предохранительные клапаны, импульсные предохранительные устройства, мембранные разрывные устройства, перепускные клапаны.

• Защитная арматура, предназначенная для защиты оборудования от аварийных изменений параметров рабочей среды. В отличие от предохранительной защитная арматура при возникновении аварийных условий закрывается и отключает обслуживаемый участок, чем предохраняет его от недопустимых воздействий. К защитной арматуре относятся защитные (отсечные) клапаны, обратные клапаны, отключающие клапаны. В качестве защитной арматуры часто применяют различные быстродействующие типы запорной арматуры (клапаны, задвижки, заслонки, краны).

По способу присоединения к трубопроводам арматура подразделяется на:

• приварную, имеющую патрубки под сварку с трубопроводом и применяемую для трубопроводов с повышенными требованиями к плотности соединения. Сварное соединение не требует никакого ухода и подтяжки, что очень важно для магистральных трубопроводов, где желателен минимум обслуживания. Сварное соединение дает большую экономию металла и снижает массу арматуры и трубопровода. Недостатком сварных соединений является сложность демонтажа и замены арматуры, так как для этого ее приходится вырезать из трубопровода;

• фланцевую, имеющую фланцевые присоединительные патрубки.

Преимущества фланцевого присоединения арматуры – возможность многократного монтажа и демонтажа на трубопроводе, хорошая герметизация стыков и удобство их подтяжки, большая прочность и применимость для очень широкого диапазона давлений и проходов.

Недостатки фланцевого соединения – возможность ослабления затяжки и потеря герметичности со временем (особенно в условиях вибраций, изменения температур и давлений), повышенная трудоемкость сборки и разборки, большие габаритные размеры и масса;

• резьбовую, которая подразделяется на муфтовую, имеющую на присоединительных патрубках внутреннюю резьбу и цапковую – наружную. Муфтовое соединение используют обычно в литой арматуре. В связи с этим основная область применения муфтовых соединений – арматура низких и средних давлений. Для мелкой арматуры высоких давлений, которую изготовляют из поковок или проката, чаще всего применяют цапковое соединение с наружной резьбой под накидную гайку.

По способу герметизации:

• Сальниковая. Герметизация штока или шпинделя относительно внешней среды обеспечивается эластичным элементом, который находится в контакте с подвижным штоком или шпинделем;

• Мембранная. В качестве рабочего органа используется мембрана, которая выполняет функции уплотнения корпусных деталей и неподвижных элементов относительно внешней среды;

• Сильфонная. Для герметизации подвижных частей (шток, шпиндель) относительно внешней среды используется сильфон, который является также силовым элементом конструкции;

Типы запорной арматуры

По способу перекрытия потока среды арматура подразделяется на следующие основные типы.

• Задвижка – это запорная арматура, у которой затвор имеет форму диска, пластины или клина, перемещается возвратно-поступательно вдоль своей плоскости, перпендикулярно к оси потока среды.

Задвижки предназначены для полного перекрытия потока рабочей среды и являются одним из наиболее распространенных типов запорной трубопроводной арматуры, устанавливаемой на технологических и магистральных трубопроводах. Запирающий элемент в задвижках перемещается возвратно-поступательно, перпендикулярно направлению потока рабочей среды и имеет два крайних рабочих положения - «открыто» и «закрыто». Принцип работы задвижки показан на рис. 12, а.

• Клапан – арматура, у которой затвор имеет форму тарелки или конуса и перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока среды в седле корпуса арматуры. Клапан, в котором затвор перемещается вручную с помощью винтовой пары(шпиндель и неподвижная ходовая гайка), называется вентилем. Принцип работы клапана показан на рис. 12, б

В зависимости от назначения клапаны подразделяются на:

• запорные– предназначены для полного перекрывания потока;

• регулирующие(вентили)– предназначены для пропорционального (аналогового) регулирования расхода;

• предохранительные– предназначены для автоматического сброса среды при повышении давления сверх установленного;

• перепускные– предназначены для поддержания давления среды на требуемом уровне путём перепуска её через ответвления трубопровода;

• отсечные– предназначены для быстрого перекрытия потока;

• дыхательные – предназначены как для выпуска накопившихся в резервуарах паров, так и для впуска в них воздуха при «большом» и«малом» дыхании

• обратные– предназначены для предотвращения обратного потока среды.

Среди всего этого многообразия нас в первую очередь интересуют вентили, так как наряду с задвижками они широко применяются на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии для управления расходами потоков. Вентиль – представляет собой клапан со шпинделем, ввинчиваемый в резьбу неподвижной ходовой гайки, расположенной в крышке или бугеле.

• Кран – затвор, имеющий форму тела вращения (или части его), поворачивается вокруг своей оси, расположенной перпендикулярно к оси потока среды. Принцип работы крана показан на рис. 12, в.

• Заслонка (затвор поворотный дисковый) – затвор, имеющий форму диска, который поворачивается вокруг оси, расположенной в плоскости затвора или параллельно ей. Принцип работы заслонки показан на рис. 12, г.

Рисунок 12 -Типы запорной арматуры: а – задвижка, б – клапан, в- кран, г- заслонка

Условное обозначение различных типов арматуры

Условное обозначение запорной арматуры состоит из букв и цифр. Первые две цифры обозначают тип арматуры. Основные типы арматуры представлены в таблице 2

Таблица 2 - Условные обозначения конструктивных типов арматуры

№ п/п	Тип арматуры	Условное обозначение
1	Кран пробно-спускной	10
2	Кран трубопроводный	11
3	Запорное устройство указателя уровня	12
4	Запорный клапан	13, 14, 15
5	Клапан обратный подъемный и приемный с сеткой	16
6	Клапан предохранительный	17
7	Обратный затвор	19
8	Регулятор давления	21
9	Клапан запорный и отсечной	22
10	Клапан регулирующий	25
11	Клапан смесительный	27
12	Задвижка	30,31
13	Затвор	32
14	Конденсатоотводчик	45

Буквы, следующие за первыми цифрами, обозначают материал корпуса. Далее в маркировке могут следовать от одной до тех цифр. При наличии трех цифр первая из них обозначает вид привода, две последние – номер модели.

Последние буквы в маркировке трубопроводной арматуры обозначают материал уплотнительных поверхностей. Если уплотнительные поверхности выполнены непосредственно в самом корпусе, обозначение их отсутствует или указываются буквы «бк» (без колец).

Для изделий, поставляемых для Крайнего Севера, добавляются буквы хл.

Например, шифр 30с41нж2 обозначает: 30 – Задвижка, с – корпус из углеродистой стали, 41 – порядковый номер модели (с ручным приводом маховиком), нж – с уплотнительными кольцами из нержавеющей стали, 2 – конструктивное исполнение 2.

Условное обозначение арматуры для нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности построены по другой системе. Здесь обычно сначала идет ряд букв, обозначающих сокращенное наименование арматуры, а затем цифры, указывающие условный диаметр и условное давление. Например, ЗКЛ1 – 300 – 63, задвижка клиновая литая первой модификации ручного привода с условным диаметром 300мм и с условным давлением 63 кГс/см²; ЗКЛПЭ – 1200 – 80 – задвижка клиновая литая с электроприводом с условным диаметром 1200 мм и с условным давлением 80 кГс/см²; СППК4 - 200 – 16 – стальной полноподъемный пружинный клапан четвертой модификации с условным проходом 200 мм и с условным давлением 16 кГс/см².

Номинальное давление и номинальный размер (условный проход) трубопроводной арматуры

Основными параметрами трубопроводной арматуры являются:

• условный диаметр (проход), это номинальный внутренний диаметр, присоединяемого к арматуре трубопровода. Условный проход арматуры не совпадает и с фактическим проходным диаметром трубопровода. Так, трубопровод из трубы размером 426х18 мм имеет фактический внутренний диаметр (без учета допусков) 390, а номинальный диаметр – 400 мм.

• условное давление, это наибольшее избыточное рабочее давление (при температуре среды 20⁰С), при котором обеспечивается длительная работа арматуры.

Задвижка - трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды.

Широкое распространение задвижек объясняется рядом достоинств этих устройств, среди которых:

• сравнительная простота конструкции;

• отсутствие поворотов потока рабочей среды;

• относительно небольшая строительная длина;

• возможность применения в разнообразных условиях эксплуатации (большая вязкость);

• малое гидравлическое сопротивление.

Последнее качество делает задвижки особенно ценными для использования в магистральных трубопроводах, для которых характерно постоянное высокоскоростное движение среды.

К недостаткам задвижек можно отнести:

• большую строительную высоту (особенно для задвижек с выдвижным шпинделем, что обусловлено тем, что ход затвора для полного открытия должен составить не менее одного диаметра прохода;

• значительное время открытия и закрытия;

• изнашивание уплотнительных поверхностей в корпусе и в затворе, сложность их ремонта в процессе эксплуатации.

За редким исключением задвижки не предназначены для регулирования расхода среды, они используются преимущественно в качестве запорной арматуры — запирающий элемент в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто».

Задвижки обычно изготовляются полнопроходными, то есть диаметр проходного отверстия арматуры примерно соответствует диаметру трубопровода, на который она устанавливается. Однако в некоторых случаях для уменьшения крутящих моментов, необходимых для управления арматурой, и снижения износа уплотнительных поверхностей, применяются суженные задвижки. Некоторое увеличение гидравлического сопротивления при этом практически не влияет на работу системы, нежелательна установка таких задвижек лишь на магистральных трубопроводах больших диаметров.

Наиболее распространено управление задвижкой с помощью штурвала (вручную), также задвижки могут оснащаться электроприводами, гидроприводами и, в редких случаях, пневмоприводами. На задвижках большого диаметра с ручным управлением, как правило, устанавливают редуктор для уменьшения усилий открытия-закрытия.

По характеру движения шпинделя различаются задвижки с выдвижным или невыдвижным (вращаемым) шпинделем. В первом случае при открытии и закрытии задвижки шпиндель совершает поступательное или вращательно-поступательное движение, во втором — только вращательное.

Основные различия задвижек — в конструкции запорного органа, по этому признаку задвижки различаются на клиновые, параллельные, шиберные.

ПАО «АК «Транснефть» оснащает линейную часть МТ, в основном, шиберными и клиновыми задвижками российского и иностранного производства. Задвижки диаметром 400 мм и более устанавливаются на фундаментные плиты, укладываемые на уплотненное основание.

Устройство и принцип действия

В общем виде конструкция задвижки (рис. 13) состоит из корпуса и крышки, образующих полость, в которой находится рабочая среда под давлением и внутри которой помещен затвор (на чертеже он клиновой). Корпус имеет два конца для присоединения задвижки к трубопроводу (применяются присоединительные концы фланцевые и под приварку).

Внутри корпуса расположены, как правило, два седла, параллельно или под углом друг к другу (см рис.13), к их уплотнительным поверхностям в положении «закрыто» прижимаются уплотнительные поверхности затвора. Затвор перемещается в плоскости, перпендикулярной оси прохода среды через корпус, при помощи шпинделя или штока. Шпиндель с ходовой гайкой образует резьбовую пару, которая при вращении одного из этих элементов обеспечивает перемещение затвора в нужном направлении. Такое решение наиболее распространено, и применяется при управлении вручную или электроприводом. Шпиндель одним концом внутри корпуса соединён с затвором, а другим — проходит через крышку и сальник (который в основном применяется в качестве уплотнительного устройства в задвижках) для соединения с элементом управления задвижкой (в данном случае штурвалом).

Рисунок 13 - Задвижка клиновая:

1 – клин; 2 – седло; 3 – шпиндель; 4 – корпус; 5 – крышка; 6 – сальник; 7 – маховик

Клиновые задвижки

Клиновые задвижки (Рис.14) имеют затвор в виде плоского клина. В клиновых задвижках седла и их уплотнительные поверхности параллельны уплотнительным поверхностям затвора и расположены под некоторым углом к направлению перемещения затвора. Преимущества таких задвижек – повышенная герметичность прохода в закрытом положении, а также относительно небольшая величина усилия, необходимого для обеспечения уплотнения.

Рисунок 14 – Устройство клиновой задвижки

К недостаткам задвижек этого типа можно отнести необходимость применения направляющих для перемещения затвора, а также технологические трудности получения герметичности в затворе.

Все клиновые задвижки по конструкции затвора могут быть с цельным, упругим или составным клином.

Задвижки с цельным клином нашли широкое применение, так как их конструкция проста и, следовательно, имеет небольшую стоимость в изготовлении. Цельный клин представляет собой весьма жесткую конструкцию, достаточно надежен в рабочих условиях и может быть применен для перекрытия потоков при довольно больших перепадах давления на затворе.

Задвижка (Рис 15) состоит из литого корпуса, в который ввинчены уплотнительные седла. Как правило, их изготавливают из легированных, износостойких сталей. Вместе с корпусом отлиты, а затем механически обработаны направляющие для фиксации направления перемещения клина. Клин имеет две кольцевые уплотнительные поверхности и шарнирно через сферическую опору подвешен к шпинделю. Верхняя крышка соединяется с корпусом посредством болтов или шпилек. Для центровки крышки по отношению к корпусу в ней имеется кольцевой выступ, который входит в проточку корпуса. Уплотнение между крышкой и корпусом обеспечивается прокладкой, которая закладывается в проточку корпуса. Для предотвращения перекосов шпинделя в верхнюю часть крышки запрессовывается направляющая втулка.

Существует также конструкция задвижки с цельным клином, но с невыдвижным шпинделем, там ходовая гайка закреплена в верхней части затвора. В гайку ввинчен шпиндель, жестко соединенный с маховиком. Система винт – гайка служит для преобразования вращательного движения маховика (при открытии или закрытии задвижки) в поступательное движение затвора.

Рисунок 15 - Полнопроходная задвижка с цельным клином

1 – корпус; 2 – седло; 3 – направляющая движения клина; 4 – клин; 5 – шпиндель; 6 – верхняя крышка; 7 – шпилька; 8 – уплотнительная прокладка; 9 – направляющая втулка, 10 – сальник; 11 – нажимной фланец; 12 – бугель; 13 – ходовая гайка; 14 – маховик.

Задвижки с упругим клином (Рис. 16). В них затвор представляет собой разрезанный клин, обе части которого связаны между собой упругим (пружинящим) элементом (упругим ребром), который позволяет уплотнительным поверхностям клина поворачиваться относительно друг друга на некоторый угол, что обеспечивает лучшее их прилегание к уплотнительным поверхностям седел. Эта особенность упругого клина исключает необходимость индивидуальной технологической подгонки уплотнения и уменьшает опасность заклинивания. Задвижки этого типа изготавливают как с выдвижным, так и с невыдвижным шпинделем (Рис. 17).

Конструкция затвора задвижек этого типа обеспечивает лучшее уплотнение прохода в закрытом положении без индивидуальной технологической подгонки. Под действием усилия прижатия, которое передается через шпиндель, в закрытом положении упругий элемент может изгибаться в пределах упругих деформаций, обеспечивая плотное прилегание обоих уплотнительных поверхностей клина и седел.

В задвижках этого типа повышена надежность при высоких температурах (вследствие уменьшения опасности неравномерного теплового расширения, приводящего к заклиниванию затвора). Однако опасность заклинивания в закрытом положении полностью не устранена. Крупным недостатком задвижек этого типа является повышенный износ уплотнительных поверхностей клина и седел, так как они вступают во взаимный контакт значительно раньше, чем в задвижках с цельным клином.

Рисунок 16 - Задвижка с упругим клином и выдвижным шпинделем

1 – седло; 2 – затвор; 3 – корпус; 4 – ходовая гайка; 5 – уплотнительная прокладка; 6 – шпиндель; 7 – верхняя крышка; 8 – кольцевая прокладка; 9 – сальник; 10 – нажимная втулка; 11 – маховик.

Рисунок 17 - Задвижки с выдвижным и не выдвижным шпинделем.

Задвижки с составным клином применяются когда требуется высокая степень герметичности прохода при закрытом положении затвора.

Затвор задвижки с составным клином состоит из двух дисков, между которыми размещен разжимной элемент, выполненный в виде грибка с шаровой поверхностью. Грибок упирается в подпятник, закрепленный на другом диске. Во избежание распада диски при открывании прохода размещают в обойме. Усилие от нажатия шпинделя передается при помощи внутреннего диска.

Часто встречаются конструкции без подпятника. При этом грибок сферическим концом упирается во внутреннюю поверхность одного из дисков. Усилие от привода передается через обойму на внутренний диск. При движении шпинделя из открытого положения в закрытое диски не разжимаются и трение между седлами и затвором отсутствует. В момент касания нижних кромок дисков с седлами усилие привода передается на разжимной элемент и проход герметизируется. Выпускаемые промышленностью задвижки с составным клином имеют только выдвижной шпиндель.

Несмотря на сложность конструкции и, следовательно, высокую стоимость, а также нежесткий затвор, эти задвижки имеют явные преимущества перед другими типами задвижек: незначительный износ уплотнительных поверхностей затвора и седел; высокая герметизация прохода в закрытом положении; меньшее усилие привода, необходимое для закрытия задвижки.

Отсутствие трения уплотнительных поверхностей на всем пути движения затвора позволяет в двухдисковых задвижках уплотнить проход с помощью эластичных колец, смонтированных на дисках затвора.

Шиберные задвижки

В задвижках этого типа уплотнительные поверхности седел параллельны друг другу и расположены перпендикулярно к направлению потока рабочей среды. Затвор в этих задвижках обычно называют "диском", "шибером" или "ножом".

Преимуществами такой конструкции являются: простота изготовления затвора; легкость сборки, разборки и ремонта; отсутствие заедания затвора в полностью закрытом положении.

Шиберные задвижки по своей конструкции подразделяются на однодисковые (Рис. 18).и двухдисковые.

Рисунок 18- Шиберная однодисковая задвижка.

1 – шибер; 2 – патрубок; 3 – корпус; 4 – узел крепления шпинделя и шибера; 5 – седло; 6 – шпилька; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – прокладка; 9 – верхняя крышка; 10 - набивка сальника; 11 – нажимная планка; 12 – шпиндель; 13 – кожух; 14 – выходной элемент привода; 15 – стойка.

В однодисковых задвижках затвор (шибер) выполнен в виде щита с кольцом, имеющим в нижней части отверстие, равное диаметру прохода, которое при закрытии задвижки смещается вниз. Проход перекрывается глухой частью шибера. Герметичность прохода обеспечивается прижатием затвора давлением среды к уплотнительным поверхностям седла со стороны низкого давления.

Основными недостатками шиберных задвижек являются: большой расход энергии на открытие и закрытие, вызванный тем, что на всем пути движения привод преодолевает трение между уплотнительными поверхностями седел и затвора; значительный износ уплотнительных поверхностей.

Несмотря на перечисленные недостатки, шиберные задвижки достаточно легко обслуживаются и ремонтируются. Величина износа очень легко компенсируется при ремонте путем смещения (вывертывания) седел. Шиберные задвижки применяют, в основном тогда, когда не требуется высокая герметичность прохода.

Шиберные задвижки типа УК 19001 по ТУ 647 РК-05772090-032-97 предназначены для установки в качестве запорных устройств на линейной части магистральных нефтепроводов и на технологических трубопроводах НПС.

Конструкция шиберной задвижки предусматривает постоянное расчетное прижатие седла к шиберу с помощью специальных пружин, не зависящее от перепада давления на шибере. Шибер выполнен из углеродистой стали с покрытием, обеспечивающим надежность при работе в нефти. Конструкция задвижек обеспечивает возможность нагнетания герметизирующей смазки в сальниковый узел и замену сальника шпинделя без снижения рабочего давления в трубопроводе (Рис. 19). Корпус задвижки разгружен от избыточного давления, создаваемого тепловым расширением транспортируемой среды.

Рисунок 19- Конструкция шиберной задвижки

Большое значение для работы и области применения задвижек имеет расположение ходового узла — шпиндель-гайка. Он может быть расположен внутри задвижки в рабочей среде или вне полости корпуса.

Размещение системы «винт – гайка» в задвижке в идеальном случае должно было бы обеспечить одновременно ее компактность и легкий доступ к резьбовой паре для подачи смазки и проведения текущее го ремонта без разборки.

С точки зрения компактности предпочтительнее размещать ходовую гайку непосредственно на затворе. При этом шпиндель совершает только вращательное движение и поэтому задвижка имеет минимальную высоту, определяемую только ходом затвора и длиной сальника. Такая конструкция задвижек получила название «задвижки с невыдвижным шпинделем».

В этом случае ходовая резьба находится внутри полости задвижки и при открывании шпиндель не выдвигается из крышки, сохраняя своё первоначальное положение по высоте. Ходовая гайка в этих задвижках соединена с затвором и при вращении шпинделя для открытия прохода как бы наворачивается на него, увлекая за собой затвор.

В задвижках с невыдвижным шпинделем ходовой узел погружён в рабочую среду и поэтому подвержен действию коррозии и абразивных частиц в рабочей среде, к нему закрыт доступ и отсутствует возможность технического обслуживания во время эксплуатации, что приводит к снижению надёжности работы ходового и сальникового узлов.

Учитывая недостатки задвижек с невыдвижным шпинделем, стали применять конструкции, в которых ходовая гайка закреплена в маховике или непосредственно в приводе, т.е. вне рабочей полости корпуса. В этих конструкциях шпиндель совершает только поступательное движение и перемещается вместе с затвором, как бы выдвигаясь из задвижки. Поступательное движение шпинделя обеспечивает наилучший режим работы сальникового уплотнения. Конструкция позволяет заменять изношенную ходовую гайку, не демонтируя задвижку, а иногда и не останавливая технологический процесс. Тем не менее, в конструкциях с выдвижным шпинделем имеются следующие недостатки:

• увеличение высоты задвижки (за счет выхода шпинделя);

• необходимость защищать резьбовую часть шпинделя от загрязнения, коррозии и механических повреждений.

В такой конструкции резьба шпинделя и ходовая гайка расположены снаружи корпуса арматуры. Шпиндель нижним концом соединён с затвором и при вращении ходовой гайки для открытия задвижки совершает вместе с затвором только поступательное перемещение, при этом верхний конец шпинделя выдвигается на величину хода затвора. Для возможности перемещения шпинделя ходовая гайка поднята над верхней частью крышки (то есть над сальником) примерно на величину хода затвора в конструкции, которую называют бугельным узлом.

Достоинствами такой конструкции являются отсутствие вредного воздействия рабочей среды на ходовой узел и свободный доступ для его технического обслуживания, а следовательно меньший износ сальникового уплотнения и более высокая надёжность резьбовой пары и сальника.

Контрольные вопросы

1. Дать определение трубопроводной арматуры

2. Классификация арматуры по характеру выполняемых функций.

3. Классификация арматуры по конструкции присоединительных патрубов.

4. Классификация арматуры по способу герметизации.

5. Дать определение задвижки.

6. Дать определение а) условного; б) рабочего; в) пробного давления.

7. Дать определение условного диаметра прохода.

8. Типы запорной приводной арматуры.

9. Классификация задвижек по виду запорного элемента

10. Преимущества и недостатки клиновых и параллельных задвижек.

11. Классификация задвижек в зависимости от конструкции системы винт-гайка

12. Преимущества и недостатки задвижек с невыдвижным и выдвижным шпинделем

13. Конструктивные особенности задвижек с выдвижным и не выдвижным штоками

14. Назначение, устройство и принцип работы клиновой задвижки.

15. Назначение, устройство и принцип работы шиберной задвижки, достоинства по равнению с клиновой.

Программа: Повышения квалификации рабочих по профессии «Трубопроводчик линейный» (4 и 5 разряд)