Конструктивные особенности шиберных задвижек

Основное назначение фонтанной арматуры - длительная беспрерывная работа в обстановке высоких температур и давлений. При таких жестких условиях работы из деталей и элементов арматуры  наблюдается активное вымывание материала, элементы уплотнения теряют свои первоначальные характеристики, снижается герметичность, из-за чего увеличиваются затраты на реконструкцию оборудования и поддержания их работоспособности. Поэтому перед производителями такого оборудования при конструировании и производстве, в том числе запорной арматуры, ставят весьма высокие запросы.

Шиберные задвижки изготавливаются многими организациями, но все они имеют ряд общих особенностей, по которым их можно отличить от другой запорной арматуры:

1. не выдвижной шпиндель (шток) или  выдвижной  с  контрштоком;
2. осевые нагрузки от давления на шпиндель принимают упорные подшипники;
3. периодически требуется наполнять корпус задвижек смазкой;
4. плоская задвижка (шибер);
5. тарельчатые пружины поджимают седла к шиберу.

Далее подробнее рассмотрим некоторые из приведенных конструктивных особенностей этих задвижек. Не выдвижная конструкция штока – нестандартное решение в шиберных задвижках применяется по следующей причине. Так как арматура может быть установлена друг за другом, то задвижку с обычным штоком закрыть практически невозможно, так как жидкость находящаяся внутри почти не сжимаемая.

Так, во время закрытия некоторый объем шпинделя вводится в полость корпуса задвижки, поэтому аналогичный объем жидкой среды необходимо вытеснить или извлечь такой же объем контрштока, и во многих конструкция задвижек на высокое давление реализован этот принцип.  Кроме того при управлении снижается момент, это происходит потому что контршток компенсирует  вытесняющую осевую силу от действия давления среды на шток.   

В шиберной задвижке ходовая гайка размещается в пазу в верхней части шибера. В этом случае вращается только шпиндель, а шибер с расположенной в нем гайкой движется вниз или вверх.  Такая конструкция имеет как плюсы, так и минусы – при данном расположении ходовая гайка покрывается смазкой, которая находится в корпусе. Однако, если смазки не достаточно, то гайка соприкасается с рабочей средой и в результате быстро изнашивается. 

Кроме того необходимость смазки вызвана еще тем, что она не дает оседать в нижней части корпуса различным твердым элементам, которые могут содержаться в рабочей среде. При значительном скоплении таких элементов или замерзания воды задвижка становится не управляемой, так как нарушается ее работоспособность (затрудняется движение шибера), что в итоге может вызвать аварию. Поэтому внутреннюю полость задвижки заполняют специальной смазкой, таким образом, препятствуя проникновению в корпус рабочей среды. При открытии задвижки часть смазки вымывается, поэтому требуется постоянное ее наполнение. Для это имеются специальные штуцера, расположенные сверху или снизу, оснащенные обратным клапаном.

Из рассмотренных особенностей конструкции шиберных задвижек «вытекают» их недостатки:

- необходимость регулярно наполнять смазкой корпус изделия;

- давление среды создает высокие нагрузки на шток, в результате чего требуется применение упорных подшипников;

- наличие вероятности снижения работоспособности или полный выход из строя задвижки при присутствии постороннего осадка в нижней части корпуса;

- возможность контакта ходовой гайки с рабочей средой.

При проектировании новой задвижки основной задачей стало создание арматуры, не обладающей перечисленными выше недостатками, а ее конструкция должна гарантировать:

- снижение стоимости, как результат отсутствия обратных кранов, необходимых для наполнения корпуса смазкой;

- изоляцию от рабочей среды ходовой гайки;

- исключение обязательных работ по набивки смазки;

-  полное устранение негативного влияния воды, различных включений, находящихся в рабочей среде,  на работоспособность задвижки;

- уменьшение крутящего момента при управлении.

Всем выше перечисленным  условиям в большей степени отвечают дисковые задвижки благодаря своим конструктивным особенностям. В таких задвижках шибер не плоский, а  исполнен в виде диска, и крутится вокруг оси, а не движется поступательно.