Среди различной регулирующей аппаратуры технологических потоков жидкостей и газов самым распространённым видом являются шиберные задвижки. Шиберной такая арматура названа по рабочему органу, шиберу. Применяются несколько разновидностей таких запорных устройств, подразделяются они по характеру рабочего органа и виду приводного механизма.
Устройство шиберной задвижки
Поток жидкости или газа движется в направляющей конструкции. Это может быть трубопровод, газопровод, воздуховод и подобные трубы. Для того чтобы прервать движение в потоке, необходимо перегородить проход. Для этого и предназначены шиберные задвижки. Устанавливаются они только в разрыв в магистрали с вмонтированными в этом месте с двух сторон фланцевыми соединениями. И шиберная задвижка принадлежит к виду межфланцевых регулирующих соединений.
Детали запорного устройства
Основным механизмом шиберной задвижки является нож, заслонка или шибер. Нож представляет стальную пластину со штоком, на который надевается привод, но может происходить и ручное регулирование. При этом рабочий механизм движется по направляющим между двумя фланцами и прерывает поток. При этом существуют системы уплотнения, сальники, обеспечивающие герметичность работы шиберной задвижки.
Другим регулирующим механизмом может быть поворотная заслонка, которая поворачивается на штыре, закреплённом по диаметру плоскости круглой пластины.
Другими деталями станут в зависимости от применения различные приводные устройства. При этом привод может быть:
- ручным;
- электрическим;
- пневматическим;
- механическим.
Иногда такие задвижки устанавливают под углом к потоку жидкости, это позволяет выполнять открытие с меньшими усилиями. Такое устройство легко ремонтируется, посадочные канавки очищаются от загрязнений.
Область применения шиберных задвижек
Регулирующая и запорная арматура используется при перекачивании пульпы, грязных сточных вод и в технологических процессах химического и целлюлозного производства. На газовых магистралях и в системе воздуховодов также применяют устройства с шиберами различной конструкции. Такие задвижки применяются для регулирования направленного потока пульпы или для пропускания агента в обе стороны.
При этом для разных целей применяются отличающиеся схемы регулирования.
- Одноножевая задвижка применяется в трубопроводах, работающих под давлением. При этом задвижка принимает усилие через шток, который может выдвигаться по мере открытия, а может быть невыдвижным. Открывание происходит за счёт неподвижной гайки, укреплённой в корпусе и штока с нарезанной резьбой.
- Двуножевые задвижки сложны и стоят намного дороже, применяются на газовых магистралях, работающих под большим давлением.
Применение такой запорной аппаратуры оправдано там, где давление в трубопроводе достигает меньше 40 бар и температура менее 400 градусов. Рабочий шибер изготавливается из материала, устойчивого к определённой рабочей среде.
Применение шиберов в отопительных системах
Если нагреватель, использует топливо и создаёт температуру рабочей среды, при горении с поступлением воздуха требуется отсекатель. В противном случае через каналы уйдёт нагретый воздух и помещение остынет. Заслонка, установленная на печной трубе, является простейшей ручной шиберной задвижкой. Устанавливается заслонка так, чтобы отсечь выход горячего воздуха. Таким местом является печная труба в холодной части, под потолочным перекрытием. Тогда весь нагретый воздух останется в помещении.
Однако, в этом случае шиберная задвижка служит и для регулирования расхода воздуха. Зная о том, что угли содержат жар, можно прикрыть воздух и тем самым продлить горение угля, добиваясь эффективной работы печи. Но при активном процессе выделяется угарный газ, поэтому вытяжка из печи должна работать. Считается, что пока над углём есть синие язычки пламени, заслонку закрывать полностью нельзя. Поэтому даже полностью закрытая заслонка по стандарту перекрывает условный проход дымохода на 85%.
Печные заслонки должны отвечать ряду требований. Так, они должны иметь:
- гладкую поверхность;
- не деформироваться при перепаде температуры;
- быть лёгким в управлении.
Ещё не так давно считалось оптимальным применять для установки в трубу конструкцию шибера с пластиной из чугуна. Материал не деформируется, устойчив и лёгок в управлении. Однако новые материалы оказались эффективнее. Качественная нержавеющая сталь не создаёт гидравлического сопротивления и такую задвижку можно перевести на автоматическое управление в зависимости от температуры отходящих газов.
Шибер их нержавеющей стали может быть обычной заслонкой, а может иметь внутриканальный регулировочный узел с переводом его на управление с приводом. Чаще всего используется дроссельная заслонка.
Шиберные задвижки на вентиляционных системах
Вентилятор по принципу действия напоминает центробежный насос, только качает он не жидкость, а воздух. Поэтому задвижка на подаче воздуха в магистраль должна быть обязательно. Установленная после улитки вентилятора шиберная задвижка может работать на открывание автоматически после запуска вентилятора и тогда она называется пусковой. Другим назначением шибера может стать регулирование потока воздуха. Шибер для воздуховодов изготавливается из оцинкованной пластины и может устанавливаться перпендикулярно и под углом в 45 градусов.
Шиберные задвижки по своему рабочему органу не могут работать на системах с повышенным давлением жидкости или газа и на линиях, где основным требованием к арматуре является её полная герметичность.
