Статьи

Подробно об известном

Говоря о делении запорной арматуры по виду исполнительного органа, я бы не делал резкого различия между шаровым краном и поворотным затвором. В обоих случаях перекрытие потока осуществляется поворотом рабочего органа, который имеет форму тела вращения или сегмента этого тела, вращающего вокруг оси, перпендикулярной оси трубопровода.

Однако, ряд существенных отличий в принципе работы шаровых кранов и различных конструкций поворотных затворов есть.
 
Самым простым примером может служить поворотный затвор, рабочий орган (диск) которого выполнен из твердых материалов (различные металлы, пластмассы), а уплотнение по диску на седле затвора из пластических, упругих (различные виды резины). Герметичность по диску в этом случае достигается за счет сжатия мягкого уплотнения. На рисунке видно, что вал (1) расположен по центру диска (2) без всякого смещения. При повороте из положения открыто в положение закрыто на диск не воздействует сила трения, что могло бы найти их широкое применение. Однако, большим недостатком данного затвора являются ограниченные свойства мягких уплотнений (3) при высокой и низкой температурах, по стойкости к агрессивным средами и т. д., которые значительно сужают область их применения.
 
В шаровом кране центр вала (1) смещен относительно уплотнения (3) на величину s1, т.е. кран это запорная арматура с одинарным смещением. Шар (2) поворачивается от положения открыто до положения закрыто на угол 90 градусов, при этом на него и на уплотнение воздействует сила трения, что приводит к относительно быстрому износу соприкасающихся поверхностей и, как следствие,  к потере герметичности.
 
В поворотном затворе с двойным смещением  (эксцентриситете) центр вала (1) смещен относительно диска (2) на величины s1 и s2.  Уплотнение по седлу (3) в данном случае может быть выполнено из твердого материала, стойкого к различным средам, например, из металла. Процесс трения между рабочей поверхностью диска и уплотнения в таких затворах присутствует при угле поворота в 30 градусов, что значительно влияет на количество циклов, при которых достигается герметичность класса А (как правило, не более 20-30 циклов).
 
В затворе с тройным эксцентриситетом с уплотнением металл-металл центр вала (1) смещен относительно уплотнения (3) на величины s1, s2 и s3. Рабочая поверхность диска (2) соприкасается с уплотнением при угле поворота всего на 3 градуса, т.е. сила трения воздействует на поверхности незначительно, что позволяет сохранять полную герметичность, включая вакуумную, при десятках тысяч циклов. Седло и рабочая поверхность диска в данном затворе представляет собой не окружность, а овал. Данная конструкция позволяет применять такие затворы при высокой и низкой температурах, для сильно агрессивных сред, таких как водород и хлор, с полной гарантией сохранения герметичности при длительной эксплуатации. В компании "КВО-АРМ" для таких затворов разработана протекторная защита, которая дополнительно защищает изделие и дает возможность их применения для такой среды, как морская вода.
Поворотные затворы в таком исполнении были поставлены на ледостойкую нефтяную платформу " Приразломная" в Баренцевом море и успешно прошли все виды испытаний. На диске может быть применен такой металл, как инконель (металл с высоким содержанием никеля), обладающий свойствами упругости и пластичности даже при очень низких температурах (до минус 200 градусов), что позволяет обеспечивать дополнительную надежность затвора.
 
В настоящее время наш завод совместно с немецкой компанией приступил к выпуску поворотных затворов с четверным эксцентриситетом. Особенностью данной конструкции является то, что при определенном угле разреза рабочих поверхностей диска (2) и седла (3) эти поверхности представляют собой уже не овал, а строгую окружность. На диск, как и на затворе с тройным смещением, также может быть нанесен инконель. Вал (1) здесь смещен на величины s1, s2, s3 и s4. Данные затворы обладают повышенным коэффициентом Кv.
Приведенный выше анализ показывает, что для специальных сред наиболее предпочтительно применение поворотных затворов с тройным или с четверным смещением. В США и странах западной Европы реализация этой арматуры в разы превышает российское потребление.
 
 
 

 

Многолетнее сотрудничество с ведущими компаниями