Принцип работы и конструкция шиберных задвижек
Для регулировки потоков рабочих сред в трубопроводах используют разнообразную арматуру. Одним из представителей запорно-регулирующих механизмов является шиберная задвижка. Яркий и самый давний пример использования шибера — задвижка в печном дымоходе. Принцип ее работы настолько прост и надежен, что шиберная арматура постепенно стала использоваться для регулировки рабочих сред во многих сферах быта и промышленности — от сброса стоков до нефтепереработки.
Принцип работы и конструкция шиберных задвижек
Перемещающийся, как и «положено» для задвижек, перпендикулярно движению потока рабочей среды, шибер открывает и закрывает проходное отверстие. Усилие, которое создает привод задвижки шиберной, передается ему через шпиндель (шток).
Конструкция шиберной задвижки включает следующие основные узлы и детали: корпус, нож (шибер), стойку, уплотнительный элемент, сальниковый узел уплотнения.
Герметичность шиберной задвижки в закрытом состоянии обеспечивается прижатием ножа (шибера) к уплотнению под воздействием давления рабочей среды. Шиберные задвижки изготавливают с односторонней и двухсторонней герметичностью.
В их конструкции используют как выдвижной, так и невыдвижной шток. Второй вариант особенно популярен при дефиците пространства.
Корпус
Корпус шиберной задвижки, имеющий прямоугольную или цилиндрическую форму, выполняется цельным монолитным или сборным, сварным, например. Особенностью конструкции шиберной задвижки могут быть съемная нижняя крышка и сквозной нож (шибер).
Для изготовления корпусов шиберных задвижек используют серый или высокопрочный чугун с шаровидным графитом и различные стали — углеродистые, низколегированные, нержавеющие.
Материал шиберной задвижки не может не оказывать влияния на ее стойкость к агрессивным средам. Задвижка чугунная шиберная несколько хуже стальной противостоит воздействию бензина, дизельного топлива, индустриального и моторного масел. Возможен комбинированный вариант — корпус чугунный, а детали, контактирующие с агрессивной средой, сделаны из нержавеющей стали. Защиту корпуса от коррозии может обеспечивать эпоксидное покрытие.
Для корпусов используют не только черные металлы, но и цветные (алюминиевые сплавы) и даже неметаллические материалы. В ассортименте некоторых производителей представлена задвижка шиберная из ПВХ (поливинилхлорида).
Шибер (нож)
Шибер задвижки может иметь вид плиты, изготовленной из толстого проката, с параллельными уплотнительными поверхностями. В плите сверлится отверстие, диаметр которого равен диаметру расположенных напротив патрубков, — это т. н. шибер с проходным отверстием. Когда отверстие располагается ровно против патрубков, шиберная задвижка полностью открыта, а когда оно «уходит», — задвижка закрывается.
Шибер может иметь острую кромку, делающую его похожим на гильотину или нож. Следствием сходства шибера с ножом является название — «задвижка шиберная ножевая», а с гильотиной — «задвижка гильотинного типа».
Наличие скошенного полированного края позволяет шиберу, словно нож в масло, проникать в рабочую среду, обеспечивая быстрое перекрытие потока даже самых вязких, содержащих огромное количество механических включений, материалов.
Для ножей (шиберов) и шпинделей (штоков), как правило, используют нержавеющую сталь.
Нож полируют, гладкая поверхность обеспечивает свободное скольжение в местах контакта с уплотнительными материалами и позволяет избежать разного рода торможений и заклиниваний, что особенно актуально, когда рабочая среда содержит множество механических включений.
Уплотнения
Шиберные задвижки могут выполняться с уплотнением металл по металлу (металл/металл) или с применением более герметичных мягких уплотнений из синтетических материалов.
Нитриловая резина хорошо противостоит воздействию продуктов нефтехимии.
Как чрезвычайно надежное, зарекомендовало себя уплотнение на основе этиленпропилендиенового каучука. Российская аббревиатура СКЭПТ; международное обозначение EPDM.
Работоспособностью в контакте с маслами и топливом, в т. ч. в районах с холодным климатом, отличаются резиновые смеси на основе СКН.
Высокую герметичность даже при воздействии агрессивных жидкостей и высоких температур демонстрирует Viton.
В шиберных задвижках, используемых в пищевой и фармацевтической промышленности, применяют уплотнения, выполненные из силикона.
Благодаря сальнику обеспечивается герметичность верхней части шиберной задвижки. Для его набивки используют хлопчатобумажное волокно (промасленное и сухое), синтетические волокна, графитсодержащие материалы и др.
Способы управления шиберными задвижками
Шиберные задвижки могут быть оснащены различными видами управления: ручным или гидро-, пневмо-, электроприводом.
При относительно небольших номинальных диаметрах часто применяется ручной привод — задвижка шиберная ручная. Это может быть маховик (штурвал) с выдвижным или невыдвижным штоком, рычаг или квадратная насадка для T-образного ключа. Маховик с цепью применяют при расположении задвижки в труднодоступном месте. Рычаг используют при небольших значениях номинального диаметра (DN до 200-300). Редуктор — при достаточно больших значениях DN и PN.
Если необходимо управлять шиберными задвижками больших размеров, прибегают к помощи механизированного (автоматического) привода.
Используют пневматический привод одностороннего или двустороннего действия, в т. ч. с ручным дублером. Крайние положения ножа выставляются с помощью регулировочных болтов.
Шиберные задвижки с электроприводом для фиксации крайних положений ножа оснащены концевыми выключателями.