20.1 Применение различных типов запорной арматуры в зависимости от условий эксплуатации

Условные обозначения: 1 - задвижка; 2 - клапан тарельчатый сальниковый; S - клапан тарельчатый сильфониый; 4 - кран пробковый; 5 - кран шаровой; 6 - заслонка; 7-клапан мембранный (диафрагмовый) или клапан шланговый; 8-электромагнитные клапаны

20.2. Применение различных типов запорной арматуры в зависимости от предъявляемых монтажных и конструкционных требований (Условные обозначения - см. табл. 20.1)

Ниже приводятся ориентировочные значения £ для различных типов запорной арматуры:

Крапы .........

Задвижки полкопроходные Задвижки суженные . . . Вентили проходные . , Вентили прямоточные . . Вентили мембранные . .

0,2-1,2

0,1-1,2

0,2-1,8

4,5-11,0

0,3-2,5

1,5-7,0

Величина Dy запорной арматуры, как правило, равна величине Dy трубопровода. Способ присоединения к трубопроводу решается исходя из условий монтажа трубопровода. Выбрав тип запорной арматуры, уточняют способ управления (ручное, электропривод, пневмопривод). Уточняют материал корпусных деталей и уплотнительных колец, материал набивки сальника (или материал-снльфона).

В случае необходимости уточняется также время срабатывания конструкции (открытие или закрытие). Выполняются и уточняются возможные дополнительные требования к конструкции.

В водопроводных и нефтепроводных магистралях, как правило, используются задвижки. В газопроводах находят применение краны, оснащенные пневмоприводом, поскольку крутящие моменты на пробке крана велики. Применение пневмоприводов позволяет автоматизировать управление кранами.

Краны обладают тем достоинством, что имеют малые габаритные размеры, что особенно важно для подземных коммуникаций. В металлургии для топливного и коксового газов и во многих других случаях используются задвижки. В нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, как правило, в качестве запорной арматуры используются задвижки, но находят применение и пробковые краны. Заслонки (затворы- дисковые) используются в водоводах при сравнительно небольшом напоре и больших диаметрах прохода. В химической промышленности наряду с задвижками используются вентили и клапаны, в том числе мембранные и шланговые. Возрастает применение шаровых кранов в различных отраслях промышленности. Достоинствами этого типа запорной арматуры являются малые габариты, простота конструкции и процесса управления ею, возможность применения коррозионностойких материалов, хорошая герметизация затвора.

20.2. Силовые характеристики запорной арматуры

Для решения вопросов, связанных с управлением запорной арматурой (выбор маховика, рукоятки, привода и т. д.), необходимо знать ее силовую характеристику, т. е. величины усилий и моментов, действующих при ее закрывании и открывании. При закрывании запорного сальникового вентиля с подачей среды под золотник необходимо к маховику приложить крутящий момент, равный

Ж = Жо + Мс + Жш-

Здесь Mf) - Qo о- tg (к + р) - момент в резьбовом механизме. И-см; Мс =

= 7 ---cos а - моменттрения в сальнике, Н-см; Мш= 0,132(?о у °

момент тррнй.: в пяте, Н-см; Qo = Qcp + Qy + Г sin а - усилие вдоль шпинделя, Н; Q(,p = 7B,5Dp - усилие от давления среды на золотник, Н; (?у = = ЗЫВцЬду - усилие, необходимое для герметизации запорного органа, Н; 7=1,1001]; dcsp - сила трения в сальнике, Н; Dk - средний диаметр уплотнительных колец, см; b - ширина уплотнительных колец, см; р - рабочее давление среды, МПа; qy - контактное давление на уплотнительных кольцах, необходимое для герметизации запорного органа,. МПа; - диаметр шпинделя в сальнике, см; S - толщина кольца набивки сальника, см; ч]; - коэффициент, зависящий от конструкции сальника, давления среды и коэффициента трения между набивкой и шпинделем (ч]; == 0,2-3,65) см [3]; dtp - средний диаметр резьбы шпинделя, см; а - угол подъема в градусах винтовой линии ходовой резьбы на шпинделе; р - угол трения в градусах в резьбе шпинделя (tgp = Ц); Ц - коэффициент трения в резьбе, ц = 0,15-0,25; Rj. - радиус шаровой головки шпинделя, см; Е - модуль упругости, МПа.

При закрывании клиновой задвижки с выдвижным шпинделем в простейшем случае, в условиях самоуплотнения, когда усилие от давления среды доста точно для самоуплотнения запорного органа (Qcp > <?у), момент, необходимый для закрывания задвижки, равен

М=Мо + Мб.

Здесь Мо -Со-£-tg (а-f-р)-момент в резьбовом механизме, Н-см; Мб=

~ 1-16 - момент трения в бурте, Н-см; Оо = Ci + <?шп + - усилие вдоль.

Шпинделя, Н; (Ji = (кОср - усилие, необходимое для перемещения клина, Н; шл 78,5dp - усилие среды, выталкивающее шпиндель, Н; Г- lOOipdp- сила трения в сальнике, Н; dcp - средний диаметр ходовой резьбы шпинделя. См; а - угол подъема в градусах винтовой линии ходовой резьбы шпинделя; Р -угол трения в резьбе шпинделя (fg р = fi); fx = 0,15-0,25 - коэффициент трения в резьбе; dc - диаметр шпинделя в сальнике, см; s - толщина кольца набивки сальника, см;гр= 0,2--3,65 - коэффициент [3]; /к- коэффициент трения между уплотнительными кольцами затвора и седла (Цк - 0,25