Wprowadzenie
Zawory zasuwowe są jednymi z najczęściej stosowanych zaworów. Inne popularne typy to korkowe, motylkowe, kulowe i grzybkowe.
Przekrój zaworu zasuwowego
Zawory zasuwowe są używane do otwierania i zamykania przepływu, ale nie są odpowiednie do regulacji przepływu. Przepływ przez zawór zasuwowy nie jest proporcjonalny do stopnia otwarcia zaworu, co jest głównym powodem, dla którego nie nadają się do regulacji. Jeśli zawór jest regulowany, przepływ przez zawór jest bardzo turbulentny i o dużej prędkości, co prowadzi do zużycia gniazda i tarczy.
Zawory zasuwowe oferują prawie zerowy opór przepływu, gdy są w pozycji otwartej; w konsekwencji różnica ciśnień przez zawór jest bardzo niska, gdy zawór jest otwarty.
Podobnie jak większość zaworów, zawór zasuwowy jest nazwany od tarczy, którą wykorzystuje.
Zawory zasuwowe są zawsze zaworami o ruchu liniowym, a nie ruchu obrotowym, tj. wymagają więcej niż ¼ obrotu, aby przejść z pozycji otwartej do zamkniętej.
Podobnie jak w przypadku innych konstrukcji zaworów, konstrukcja zaworu zasuwowego może być podzielona na kilka podkategorii. Pierwsza kategoria opiera się na kształcie tarczy, który jest klinowy lub równoległy. Druga kategoria dotyczy konstrukcji trzonu wznoszącego się lub niewznoszącego się. Inne kategorie opierają się na typie używanej tarczy:
- Solidna (klinowa)
- Elastyczna (klinowa)
- Podzielona (klinowa)
- Równoległa (równoległa)
Podoba Ci się ten artykuł? Koniecznie sprawdź nasz Kurs wideo Wprowadzenie do zaworów! Kurs zawiera quiz, podręcznik, a po ukończeniu kursu otrzymasz certyfikat. Ciesz się!
Konstrukcja
Główne komponenty zaworu zasuwowego to pokrywa, tarcza, gniazdo, uszczelnienie (uszczelnienie dławnicy, komora dławnicy itp.), trzon, korpus i siłownik.
Komponenty zaworu zasuwowego
Zawory zasuwowe mogą być sterowane ręcznie (koło ręczne) lub elektrycznie za pomocą silnika o wysokim momencie obrotowym.
Przesuwna zasuwa (tarcza) może mieć kształt klinowy (stożkowy) lub równoległy. Konstrukcje klinowe obejmują solidne, elastyczne i podzielone kliny.
Pierścienie gniazdowe są używane, aby ułatwić wymianę zużytego lub nieszczelnego gniazda. Pierścienie gniazdowe mają gwint na odwrotnej stronie, który można wkręcić w główny korpus zaworu, płaska powierzchnia po przeciwnej stronie to powierzchnia uszczelniająca, która przylega do tarczy. Jeśli pierścienie gniazdowe nie są używane, możliwe jest obróbka płaskiego gniazda na głównym korpusie zaworu, niestety to uniemożliwia wymianę gniazda i gniazdo można obrabiać tylko kilka razy, zanim cały zawór musi zostać wymieniony.
Pokrywy zaworów zasuwowych są często wykonane z żeliwa. Żeliwo jest kruche, co sprawia, że pokrywa jest podatna na pękanie. Należy zachować szczególną ostrożność podczas obsługi i konserwacji zaworów z pokrywami z żeliwa.
Gdy trzon przechodzi przez pokrywę zaworu, konieczne jest zainstalowanie uszczelnienia dławnicy, aby zapobiec wyciekom przez szczelinę między trzonem a pokrywą; uszczelnienie jest zazwyczaj osiągane za pomocą włóknistego materiału uszczelniającego.
Kołnierze są instalowane po stronie ssącej i tłocznej zaworu, aby można było łatwo podłączyć rurociągi.
Jak działają zawory zasuwowe
Poniższy film jest fragmentem naszego Kursu wideo Wprowadzenie do zaworów.
Przesuwna zasuwa (tarcza) jest opuszczana pod kątem prostym do ścieżki przepływu, aż osiągnie gniazdo zaworu, gdzie uszczelnia i całkowicie zatrzymuje przepływ. Aby otworzyć zawór, przesuwna zasuwa jest cofana do pokrywy.
Warunki eksploatacji
Zawory zasuwowe są zazwyczaj stosowane w temperaturach od -20 do 60 °C, ciśnieniach do 16 bar(g) i przepływach od 5 (ciecze) do 20 (gazy) metrów na sekundę. Wyższe ciśnienia nie mogą być osiągnięte, ponieważ doszłoby do uszkodzenia uszczelnienia.
Konstrukcje trzonu wznoszącego się i niewznoszącego się
Zawory zasuwowe są klasyfikowane jako wznoszące się lub niewznoszące się trzon. „Wznoszące się” odnosi się do trzonu i tego, czy wznosi się z pokrywy zaworu, gdy zawór jest otwierany.
Zawór zasuwowy wznoszący się
„Niewznoszące się” odnosi się do trzonu, który nie wznosi się z pokrywy zaworu niezależnie od pozycji zaworu.
Zawór zasuwowy niewznoszący się
Konstrukcje trzonu wznoszącego się usuwają zarówno tarczę, jak i trzon z drogi przepływu, gdy zawór jest otwarty. Konstrukcje trzonu niewznoszącego się zazwyczaj pozostawiają trzon w drodze przepływu, gdy zawór jest otwarty, chociaż możliwe jest również umieszczenie trzonu całkowicie wewnątrz tarczy.
Zawór zasuwowy z trzonem niewznoszącym się jest preferowany, jeśli środowisko zewnętrzne jest korozyjne, np. mgła morska itp., i nie jest pożądane, aby trzon był stale wystawiony, gdy zawór jest otwarty. Z drugiej strony, jeśli medium przepływające jest korozyjne, zawór niewznoszący się może nie być dobrym wyborem, ponieważ trzon pozostaje w drodze przepływu, gdy zawór jest otwarty.
W przypadku trzonów niewznoszących się, trzon obraca się w uszczelnieniu, ale nie porusza się pionowo, co zmniejsza ryzyko uszkodzenia uszczelnienia przez brud lub cząstki obce lub ich przedostania się do systemu.
Zawory niewznoszące się są prawie zawsze wyposażone w lokalny wskaźnik wizualny, który wskazuje pozycję zaworu. Konstrukcja trzonu wznoszącego się jest preferowana, jeśli pożądane jest szybkie lokalne wskazanie wizualne (łatwo jest zidentyfikować, czy zawór jest otwarty czy zamknięty w przypadku konstrukcji trzonu wznoszącego się).
Konstrukcje tarczy pochylonej
Solidne kliny
Solidne kliny są najprostszymi, najmocniejszymi i najbardziej odpowiednimi dla wielu mediów przepływających. Solidne kliny są często wytwarzane z jednego kawałka metalu, a rozmiar powierzchni tarczy odpowiada rozmiarowi powierzchni gniazda zaworu.
Elastyczne kliny
Elastyczne kliny są obrabiane wokół obwodu klina, aby ułatwić tarczy łatwiejsze znalezienie powierzchni uszczelniającej. Rozmiar obrabianej powierzchni nie powinien być zbyt duży, ponieważ zmniejsza to wytrzymałość tarczy (cieńsza tarcza jest słabsza).
Elastyczne kliny są stosowane w systemach działających z dużymi wahaniami temperatury. Gdy temperatura systemu się zmienia, wymiary rur i zaworów również się zmieniają z powodu współczynnika rozszerzalności cieplnej. Posiadanie elastycznej/zmiennej powierzchni uszczelniającej pozwala zaworowi na prawidłowe uszczelnienie nawet przy pewnym rozszerzaniu i kurczeniu się części.
Przykład elastycznego klina
Solidny klin zaworu jest zainstalowany w systemie parowym. Jeśli zawór jest w pozycji zamkniętej, gdy system jest gorący, klin może zostać zablokowany/zakleszczony przeciwko gniazdu zaworu, gdy temperatura komponentów zaworu spadnie. To sprawia, że zawór jest całkowicie nieoperacyjny i pozostanie w pozycji zamkniętej, dopóki temperatura systemu ponownie się nie zmniejszy lub dopóki wszystkie części zaworu nie osiągną tej samej temperatury. Tego typu problem nazywa się „wiązaniem zaworu”.
Klin podzielony
Kliny podzielone oferują elastyczne uszczelnienie po obu stronach ssącej i tłocznej klina. Klin składa się z dwóch oddzielnych połówek, z których każda może samodzielnie dopasować się, aby prawidłowo uszczelnić; ta funkcja samodopasowania jest możliwa dzięki elastyczności uzyskanej przy użyciu dwóch oddzielnych połówek dla jednego klina.
Konstrukcja tarczy równoległej
Tarcza równoległa
Równoległe tarcze przesuwne wykorzystują sprężynę umieszczoną między dwiema równoległymi tarczami. Sprężyna jest utrzymywana w stanie sprężonym między równoległymi tarczami, co wywiera stałą siłę na wewnętrzne powierzchnie tarcz. Gdy zawór jest opuszczany do gniazda zaworu, sprężyna jest dodatkowo sprężana, a wynikająca z tego siła wywierana przez sprężynę zapewnia, że każda tarcza jest mocno dociskana do gniazda.
Zawory typu tarczy równoległej mogą być używane zarówno w aplikacjach wysokociśnieniowych, jak i niskociśnieniowych. Zawór jest dobrze dostosowany do każdego systemu, w którym występują duże wahania temperatury.
Zalety
Zawór zasuwowy jest bardzo prosty w konstrukcji, stosunkowo tani i łatwy w utrzymaniu.
Przy pełnym otwarciu zaworu występuje prawie brak spadku ciśnienia przez zawór.
Wymiana tarczy zaworu zasuwowego zazwyczaj nie jest trudnym zadaniem.
Wymiana pierścieni gniazdowych zazwyczaj nie jest trudnym zadaniem.
Wady
Zawory zasuwowe nie nadają się do regulacji (każda pozycja zaworu między całkowicie otwartą a całkowicie zamkniętą), ponieważ powoduje to turbulentny przepływ i straty tarcia. Zawór pozostawiony w prawie zamkniętej pozycji spowoduje, że medium przepływające będzie przepływać z bardzo dużą prędkością przez powierzchnie uszczelniające zaworu, co może prowadzić do uszkodzenia powierzchni („przeciąganie drutów”) i przeciekania zaworu.
Zawory zasuwowe powodują turbulentny przepływ podczas regulacji i doświadczają nadmiernych wibracji w wyniku tego. Tę sytuację należy unikać, aby zapobiec uszkodzeniu uszczelnienia zaworu i innych wewnętrznych części.
W porównaniu do zaworu grzybkowego, powierzchnie uszczelniające zaworu zasuwowego są trudniejsze do odnowienia (jeśli pierścienie gniazdowe nie są używane).
Szczegóły modelu 3D
Ten model 3D pokazuje wszystkie główne komponenty związane z typowym zaworem zasuwowym, w tym:
- Uchwyt/Siłownik
- Trzon
- Pokrywa
- Korpus
- Zasuwa/Tarcza
- Gniazdo
Dodatkowe zasoby
https://en.wikipedia.org/wiki/Gate_valve
https://www.avkvalves.eu/en/insights/product-insights/gate-valves/what-is-a-gate-valve