Выдвижной шпиндель: Что такое шпиндель в задвижке?

Фланцевая клиновая задвижка с выдвижным шпинделем

Задвижка – наиболее распространенная разновидность запорной трубопроводной арматуры в сфере промышленного использования. Функциональное назначение задвижек – отсечение подачи рабочей среды на заданный участок трубопровода путем перекрытия пропускного отверстия запорным элементом.

Задвижки с выдвижным шпинделем

В данной статье представлена задвижка с выдвижным шпинделем. Мы рассмотрим конструктивные особенности и принцип работы арматуры, ее разновидности и отличия от аналогов с фиксированным штоком.

Cодержание статьи

Сфера применения и преимущества

Трубопроводные задвижки производятся в диапазоне диаметров от 15 до 2000 мм. Они предназначены для монтажа в системы с температурой рабочей среды до 550 градусов и давлением до 25 МПа включительно. Сфера использования задвижки непосредственно зависит от материала, из которого изготовлен ее корпус. Наиболее распространенные стальные конструкции могут применяться:

• в сфере жилищно-коммунального хозяйства для установки на трубопроводы центрального водоснабжения и отопления;
• в нефтегазовой и энергетической промышленности на транспортных магистралях;
• в производственных сферах на трубопроводах подачи парообразных, жидких и сыпучих веществ.

Также производятся задвижки в корпусах из нержавеющей стали, за счет устойчивости которой к коррозийным воздействиям они получили широкое распространение в химической и фармацевтической промышленности.

Конструктивные особенности задвижки не позволяют использовать ее в качестве регулирующей арматуры, запорный элемент всегда должен находиться в крайних положениях – “закрыто” либо “открыто”, в противном случае значительно ускорится износ уплотнительных поверхностей и, как следствие, рабочий ресурс конструкции.

Фланцевые задвижки с выдвижным шпинделем имеют следующие эксплуатационные преимущества:

• простота компоновки, надежность и ремонтопригодность;
• минимальное гидравлическое сопротивления;
• небольшая габаритная длина;
• возможность комплектации механизированными приводами гидравлического, электрического либо пневматического типа;
• простота установки и возможность быстрого демонтажа за счет фланцевого соединения.

Высота клиновой задвижки

Есть у конструкции и недостатки, основной из них – большая габаритная высота за счет шпинделя, длина которого идентична диаметру пропускного отверстия в корпусе. При открытии затвора шпиндель полностью выходит из корпуса, что требует наличия свободного пространства над трубопроводом.

Задвижка с невыдвижным шпинделем отличается от рассматриваемой нами конструкции тем, что ее шпиндель при открытии затвора совершает исключительно вращательное движение, тогда как выдвижной шток движется вращательно-поступательно. В сравнении с фиксированной арматурой конструкция с выдвижным шпинделем требует значительно меньших затрат времени на открытие.

К недостаткам задвижек также относится достаточно быстрый износ уплотнительных поверхностей на седлах и затворе за счет их постоянного трения, что требует частого планового ремонта, выполнить который без монтажа арматуры с трубопровода невозможно.

Принцип работы и особенности конструкции

Задвижки в большинстве случаев выполняются в полнопроходной конфигурации, предусматривающей одинаковое сечение пропускного отверстия корпуса по отношению к диаметру трубопровода, на который устанавливается арматура.

Клиновая задвижка двухдискового типа в разразе

Конструкция клиновой задвижки состоит из следующей элементов:

1. Корпус (стальной, чугунный либо нержавеющий).
2. Клиновидный запорный механизм.
3. Два седла, в которые затвор упирается при перекрытии пропускного отверстия.
4. Привод ручного либо механического типа.
5. Шпиндель зафиксированный ходовой гайкой, направляющей его перемещение внутри корпуса.

При активации привода шток, вращаясь вокруг своей оси внутри ходовой гайки, опускается в низ и перемещает запорный механизм, который перекрывает пропускное отверстие. Герметизации отсечения рабочей среды достигается за счет покрытия затвора и седел эластичным материалом. В зависимости от типа покрытия выделяют несколько видов арматуры, наиболее часто встречается  задвижка с обрезиненным клином и конструкции с затвором покрытым фторопластом.

Нижняя часть корпуса задвижки цельносварная, к ней винтами крепится крышка, из которой выходит шпиндель. На боковых частях корпуса расположены оборудованными фланцами присоединительные патрубки. Фланец представляет собой круглую стальную пластину, по периметру которой размещены посадочные отверстия под крепежные винты.

При монтаже арматуры на трубопровод наваривается ответный фланец, имеющий аналогичные размеры и шаг между винтами, что и фланец задвижки. Между пластинами размещается уплотнительная прокладка из резины либо паронита и фланцы стягиваются крепежами друг с другом. За счет уплотнительной прокладки обеспечивается максимальная герметичность соединения.

Процесс изготовления задвижек с выдвижным шпинделем (видео)

Разновидности клиновых задвижек

В зависимости от исполнения клинового запорного элемента задвижки классифицируются на следующие типы:

• с жестким клином;
• с упругим клином;
• двухдисковые.

Жесткие клиновые затворы выполняются из металла. Такая конструкция способна обеспечить полную герметичность перекрытия рабочей среды только при условии идеального совпадения угла клина и угла контактирующих с ним седел. К преимуществам жесткого клина относится способность затвора выдерживать повышенное давление в трубопроводе (до 25 МПа), к недостаткам – риск заклинивания запорного механизма при резких изменениях температуры рабочей среды либо износе уплотнительных поверхностей.

Компоновка двухдисковой задвижки

Двухдисковая фланцевая задвижка имеет затвор в виде 2-ух дисков, размещенных по отношению друг к другу под определенным углом и соединенных с помощью жесткой перемычки. Такой затвор способен самостоятельно устанавливаться по отношению к седлам корпуса, благодаря чему при наличии небольших дефектов в исполнении седел арматура не потеряет герметичность. Преимуществом двухдисковых задвижек является значительно меньший износ уплотнительных поверхностей и, как следствие, меньший риск заклинивания.

Арматура с упругим клином имеет модифицированный двухдисковый затвор, диски которого соединяются не жесткой перемычкой а эластичным, способным изгибаться, материалом. За счет упругого элемента достигается плотный контакт между затвором и седлами при перекрытии рабочей среды, также плюсом является способность упругого клина компенсировать возникающие в корпусе задвижки деформации.

Параллельная задвижка с выдвижным шпинделем

В отдельную группу арматуры входит задвижка параллельная с выдвижным шпинделем. В ней седла выполнены в виде двух пластин, расположенных параллельно друг другу и имеющих сквозное пропускное отверстие. Затвор также имеет форму пластины, которая перемещаясь между двумя седлами перекрывает пропускной канал.  Такая конструкция не способна обеспечить максимальную герметичность отсечения рабочей среды, но при этом она достаточно надежна и проста в ремонте.

Обзор производителей

Основными отечественными поставщиками фланцевых клиновых задвижек являются компании “МЗТА” (Муромский завод трубопроводной арматуры) и “Гранар”. Их продукция, широко используемая во всех  сферах промышленности, зарекомендовала себя как надежная арматура с оптимальным соотношением цены и качества.

Фирма “МЗТА” производит стальные задвижки из углеродистых сплавов марки 35Л и 20 ГЛ в корпусе с ручным либо электроприводом. Изделия соответствуют классу герметичности “А” (нулевой уровень протечек). Типоразмеры – от 50 до 400 мм в диаметре. Задвижки рассчитаны на эксплуатацию в температурном режиме от -40 до +400 градусов.

Компания Гранар получила признание выпустив на рынок недорогую задвижку Гранар KR11, предназначенную для установки на трубопроводы водоснабжения, отопления и канализационные коммуникации. KR11 выдерживает давление до 1.6 МПа и имеет рабочую температуру в 85 градусов. Корпус арматуры KR11 выполнен из стали марки G40, клин  – из аналогичного сплава, покрытого слоем синтетического каучука.  Гранар KR11 выпускается в диаметрах 40-600 мм.

Гранар KR12 с электроприводом

Также компания Гранар производит следующие фланцевые задвижки:

• Гранар KR12 – аналог модели KR11 который, в зависимости от пожеланий заказчика, оборудуется механическим редуктором либо электроприводом;
• Гранар KR14 – клиновая арматура, предназначенная для эксплуатации в системах пожаротушения;
• Гранар KR15 – фланцевые конструкции с обрезиненным клином и электроприводом.

Как отличить вентиль от задвижки

Задвижки и вентили – наиболее популярные виды запорной арматуры, применяемые для оперативного перекрывания потока рабочей среды в технологических трубопроводах, инженерных коммуникациях и магистральных линиях. Вентили и задвижки различаются по конструктивному исполнению запорного органа, а также по направлению его перемещения относительно потока транспортируемой среды. Существенные конструктивные различия влияют на особенности режима эксплуатации, что учитывается при выборе оптимального оборудования для определенных условий применения.

Рис. 1 Внешний вид вентиля

Запорный узел вентиля перемещается параллельно потоку рабочей среды. По этой причине корпус вентиля визуально отличается от аналогичного элемента чугунной или стальной задвижки. Более сложная конфигурация металлического корпуса вентиля обусловлена необходимостью поворота потока рабочей среды. Чугунные и стальные корпуса задвижек отличаются лаконичной простотой форм за счет простой конструкции запорного узла, перемещающегося перпендикулярно потоку рабочей среды.

Потребитель, задающийся вопросом как отличить вентиль от задвижки, прежде всего может обратить внимание на внешние особенности корпуса запорной арматуры. Заметные внешние различия, основанные на особенностях перемещения запорного органа, дополняются специфическими характеристиками внутренних компонентов запорной арматуры. Задвижки могут использоваться для оборудования трубопроводов большого диаметра с высоким давлением транспортируемой среды. Одностороннее давление на запорный орган задвижки способствует максимально плотному примыканию заслонки арматуры к седлу. При большом напоре вентилем легче перекрыть подачу, но сложнее ее открыть.

Особенности применения вентилей

Вентили, именуемые запорными клапанами, отличаются относительно небольшими размерами в сравнении с задвижками, предназначенными для оснащения трубопровода аналогичного диаметра. Перемещение запирающего органа параллельно оси потока рабочей среды производится с уменьшенными физическими усилиями.

Относительно небольшой ход шпинделя запорного клапана не превышает четверти диаметра трубопроводной магистрали. Необходимость разворота потока среды внутри металлического корпуса приводит к заметному увеличению строительной длины вентилей. Увеличение гидравлического сопротивления провоцируется конструктивным исполнением, изменяющим направление потока, а также относительно небольшим проходным сечением седла запорной арматуры. Преимущества вентилей:

•          Высокая скорость выполнения технологических операций;
•          Малый ход затвора, необходимый для полного открытия;
•          Относительно небольшая масса и строительная высота;
•          Для перекрытия потока требуется небольшое механическое усилие;
•          Высокая герметичность за счет применения эластичных уплотнительных колец;
•          Отсутствие трения затвора, обеспечивающее минимизацию износа запорного органа;
•          Простое техническое обслуживание;
•          Возможность ремонтного восстановления изношенного оборудования;
•          Применение в трубопроводах с агрессивными рабочими средами;
•          Эксплуатация при высоком давлении транспортируемой среды;
•          Широкий диапазон рабочих температур.

Более высокое гидравлическое сопротивление вентилей, обусловленное особенностями конструктивного исполнения запорной арматуры, провоцирует значительные потери энергии за счет необходимости повышения рабочего давления в эксплуатируемой системе. В большинстве случаев увеличение гидравлического сопротивления системы за счет применения вентилей относительно невелико, но этот фактор необходимо учитывать при проектировании трубопроводных систем и планировании рабочих режимов.

При эксплуатации вентилей необходимо соблюдать определенное направление потока рабочей среды, указанное на корпусе запорной арматуры. Противоположная ориентация вентиля приводит к заметным затруднениям при открывании, а также может спровоцировать срыв тарелки со стального штока и полный выход оборудования из строя.

Запорные вентили обеспечивают высокий уровень герметизации при перекрытии потока рабочей среды, что позволяет использовать компактные устройства для оборудования трубопроводов, эксплуатируемых в сложных условиях. Прочный стальной корпус выдерживает высокое давление и большие колебания температур. Запорные клапаны применяются на трубопроводах относительно небольшого диаметра. Более сложная конфигурация корпуса сопряжена с потенциальным риском наличия застойных зон, накапливающих загрязнения, проникающие в систему.

Особенности применения задвижек

Стальные и чугунные задвижки различного конструктивного исполнения применяются для герметичного перекрывания технологических линий, инженерных коммуникаций и магистральных трубопроводов. Запорная арматура, отличающаяся простым конструктивным исполнением, оптимизирована для безаварийного применения в различных условиях технической эксплуатации.

Рис. 2 Фланцевая чугунная задвижка

Малое гидравлическое сопротивление за счет полнопроходного исполнения корпуса позволяет применять задвижки для комплектации магистральных трубопроводов с высокой скоростью движения транспортируемой среды. Преимущества задвижек:

•          Стабильная эксплуатация при любых характеристиках среды;
•          Простота конструктивного исполнения;
•          Герметичное перекрытие потока транспортируемой среды;
•          Широкий диапазон предельно допустимых температурных показателей;
•          Минимальное гидравлическое сопротивление;
•          Надежная конструкция запорного механизма;
•          Широкое разнообразие типоразмеров;
•          Относительно небольшая строительная длина;
•          Ремонтопригодность эксплуатируемого оборудования;
•          Возможность выполнения операций при различном уровне давления в системе;
•          Удобное техническое обслуживание.

Для минимизации физических усилий, при выполнении технологических операций открывания и перекрывания потока, задвижки могут оснащаться редукторными механизмами с прочным металлическим штурвалом. Штурвалы маркированы указателями направления вращения для безошибочных действий персонала при открывании или закрывании запорного механизма. Некоторые модели задвижек оснащаются дублирующими указателями направления на крышке.

Задвижки с выдвижным шпинделем отличаются относительно большой строительной высотой, ограничивающей потенциальную возможность применения запорного оборудования внутри малогабаритных помещений. Сравнительно большое время открывания и закрывания задвижек исключает возможность применения популярной разновидности запорной арматуры на технологических линиях, где актуально высокоскоростное выполнение операций.

Возможность применения на трубопроводах, транспортирующих агрессивные жидкости, зависит от материала корпуса и запорного элемента задвижки. Стабильно популярная чугунная запорная арматура оптимизирована для комплектации водопроводных, отопительных, противопожарных и канализационных систем, где рабочей средой является холодная, горячая, чистая или загрязненная вода. Стальные задвижки могут применяться для комплектации нефтепроводов и технологических линий, транспортирующих агрессивные вещества и химически активные соединения. Применение коррозионностойких элементов в различных модификациях задвижек обеспечивает стабильно высокую прочность компонентов, регулярно подвергаемых высоким нагрузкам.

Правильное положение при монтаже

Оснащение различных типов запорной арматуры типовыми стальными фланцами обеспечивает простое выполнение монтажных операций. Фланцевые соединения позволяют оперативно заменять неисправную запорную арматуру без необходимости выполнения сложных подготовительных операций. Замена арматуры, оснащенной фланцами, производится без демонтажа соседних участков и проведения сварочных операций. Для герметизации соединений, стягиваемых стальными шпильками с гайками, применяются прокладки соответствующей конфигурации, размещаемые между ответными фланцами, идентичными по размеру.

При монтаже задвижек, нет необходимости учитывать направление потока рабочей среды. В задвижках рабочая среда может транспортироваться в обе стороны.

Рис. 3 Типоразмеры задвижек

При установке задвижек допускается любая ориентация устройства независимо от потока рабочей среды. Конструктивное исполнение запорного элемента клиновых и параллельных задвижек обеспечивает гарантированную работоспособность оборудования при любом направлении потока транспортируемой жидкой или газообразной среды.

Выбор оптимального технического решения

При выборе оптимальной разновидности запорной арматуры учитываются индивидуальные особенности режима предстоящей эксплуатации. Кроме технических параметров на выбор оборудования влияют ценовые показатели, особо актуальные при необходимости приобретения большого количества запорной арматуры.

Сферы применения вентилей

Для комплектации трубопроводов относительно небольшого диаметра могут применяться запорные клапаны (вентили), отличающиеся простым конструктивным исполнением и низкой себестоимостью. Вентили стабильно функционируют при скачках и перепадах давления в системе. Компактные устройства с небольшой строительной высотой оптимальны для оборудования участков трубопроводов, пролегающих внутри тесных промышленных и подсобных помещений.

Конструктивное исполнение запорного механизма вентиля позволяет применять практичную арматуру для комплектации трубопроводов с различными характеристиками транспортируемой среды, обеспечивая стабильную работу технологического оборудования. Ручное управление, исключающее необходимость стабильного электроснабжения для функционирования электропривода, обеспечивает гарантированную работоспособность вентиля при аварийных ситуациях, когда особо актуальна возможность оперативного перекрывания трубопровода. Малый ход маховика позволяет предельно ускорить выполнение операции перекрывания или открывания трубопровода. Уплотнение затвора вентиля при перемещении не перетирается о седло, что позитивно отражается на периоде безаварийной эксплуатации арматуры.

Особенности применения задвижек

При оборудовании трубопроводных сетей диаметром более 300 мм целесообразно применение задвижек, адаптированных для бесперебойной работы в сложных технических условиях. Небольшая строительная длина задвижек позволяет максимально плотно выполнять монтаж оборудования, что особо актуально в промышленных условиях при необходимости рациональной компоновки многочисленных устройств. В зависимости от режима эксплуатации применяются задвижки с выдвижным или не выдвижным шпинделем, обладающие индивидуальными техническими преимуществами.

Выдвижной шпиндель

Арматура с выдвижным шпинделем, отличающаяся увеличенной строительной высотой, может устанавливаться исключительно в просторных помещениях при отсутствии физических ограничений. Свободный доступ к ходовому узлу задвижки обеспечивает удобное техническое обслуживание оборудования в процессе эксплуатации.

Отсутствие негативного воздействия рабочей среды помогает сохранить безупречную функциональность ходового узла для удобного управления и бесперебойной эксплуатации технологического оборудования. Основной недостаток применения задвижек с выдвижным шпинделем – необходимость планирования места для свободного хода рабочего узла при закрывании и открывании потока транспортируемой среды.

Не выдвижной шпиндель

Задвижки, оборудованные не выдвижным шпинделем, отличаются уменьшенной строительной высотой, оптимальной для монтажа оборудования в условиях ограниченного пространства. Отсутствие технического обслуживания ходового узла, погруженного в рабочую среду, сокращает период безремонтной эксплуатации оборудования. Задвижки с не выдвижным шпинделем не рекомендованы к применению на ответственных объектах.

Сфера применения необслуживаемых задвижек с не выдвижным шпинделем ограничена водой, и неагрессивными нефтепродуктами. Рабочая среда должна не иметь абразивных частиц, твердых примесей и коррозионных свойств. Компактные задвижки удобно размещаются в небольших помещениях, технологических колодцах, нефтяных скважинах и подземных коммуникациях.

Температурные режимы

Диапазон допустимых температур при эксплуатации запорной арматуры зависит от материала корпуса внутренних компонентов. Стальные вентили и различные модификации стальных задвижек способны безотказно функционировать при высокой температуре транспортируемой среды, достигающей несколько сотен градусов. Применение термостойких компонентов, не подверженных коррозии, обеспечивает высокий уровень герметичности при транспортировке холодной воды, пара, нефтепродуктов и технологических жидкостей. Шпиндель из углеродистой стали обладает высокой прочностью и неизменной функциональностью при работе в различных температурных режимах.

Недорогие чугунные модели задвижек оптимизированы для управления потоками рабочей среды температурой до +90 °С. Чугунные задвижки могут применяться для оборудования водопроводных, противопожарных, отопительных и канализационных сетей. Арматура для трубопроводов большого диаметра оснащена редукторным механизмом, упрощающим выполнение операций закрывания и открывания запорного узла. Применение высокопрочных полимерных уплотнителей обеспечивает гарантированную герметичность перекрывания потока независимо от температурных показателей.

выдвижной шпиндель — со всех языков на русский

• 1 выдвижной шпиндель

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > выдвижной шпиндель

• 2 выдвижной шпиндель

  Англо-русский словарь технических терминов > выдвижной шпиндель

• 3 ram-type spindle

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > ram-type spindle

• 4 spindle bar

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > spindle bar

• 5 ram-type spindle

  Англо-русский словарь технических терминов > ram-type spindle

• 6 spindle bar

  Англо-русский словарь технических терминов > spindle bar

• 7 bar spindle

  Англо-русский словарь по машиностроению > bar spindle

• 8 cartridge spindle

  Англо-русский словарь по машиностроению > cartridge spindle

• 9 sliding spindle

  Англо-русский словарь по машиностроению > sliding spindle

• 10 traversing spindle

  Англо-русский словарь по машиностроению > traversing spindle

• 11 feed-out spindle

  English-Russian dictionary of mechanical engineering and automation > feed-out spindle

• 12 quill-spindle

  English-Russian dictionary of mechanical engineering and automation > quill-spindle

• 13 ram-type spindle

  English-Russian dictionary of mechanical engineering and automation > ram-type spindle

• 14 sliding spindle

  English-Russian dictionary of mechanical engineering and automation > sliding spindle

• 15 spindle bar

  English-Russian dictionary of mechanical engineering and automation > spindle bar

• 16 transfer spindle

  Англо-русский словарь по машиностроению > transfer spindle

• 17 rising stem

  Англо-русский словарь нефтегазовой промышленности > rising stem

• 18 ram-type spindle

  English-Russian big polytechnic dictionary > ram-type spindle

• 19 sliding spindle

  English-Russian big polytechnic dictionary > sliding spindle

• 20 ram-type

  English-Russian big polytechnic dictionary > ram-type

См. также в других словарях:

• выдвижной шпиндель — Шпиндель станка, имеющий осевое перемещение. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом …   Справочник технического переводчика

• ГОСТ 25427-91: Головки силовые с выдвижной пинолью агрегатных станков. Основные размеры. Нормы точности — Терминология ГОСТ 25427 91: Головки силовые с выдвижной пинолью агрегатных станков. Основные размеры. Нормы точности оригинал документа: 2.4.2. На расстоянии L Рис. 4 Таблица5 Ширина основания силовой головки В, мм Номер проверки L, мм Допуск,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Радиальное биение — 3.6.1. Радиальное биение Примечание Радиальное биение собранного подшипника является результатом нескольких отдельных, но сведенных воедино факторов. Источник: ГОСТ 520 2002: Подшипники качения. Общие технические условия оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Пресс — I         Ирина Натановна (р. 10.3.1939, Харьков), советская спортсменка (лёгкая атлетика), заслуженный мастер спорта (1960). Окончила Ленинградский институт инженеров ж. д. транспорта (1962). Кандидат педагогических наук (1972). Член КПСС с 1964 …   Большая советская энциклопедия

• Параллельность оси вращения шпинделя направляющему пазу корпуса силовой головки с гидравлическим приводом подачи — 2.12. Параллельность оси вращения шпинделя направляющему пазу корпуса силовой головки с гидравлическим приводом подачи Черт. 12 Таблица 13 Ширина основания силовых головок В, мм L, мм Допуск, мкм, для силовых головок класса точности Н П До 80 75… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• прямолинейность — 3.3 прямолинейность: Отсутствие отклонения продольной кромки полотна материала от прямой линии. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Пресс — [press] (от латинского presso давить, жать) машина неударного (статического) действия для обработки материалов давлением, пресс широко применяют в разных отраслях промышленности для обработки металлов, пластических масс, резины, сельско… …   Энциклопедический словарь по металлургии