Вентиль запорный фланцевый: классификация, конструкция и принцип работы

Технология монтажа вентилей

То, каким образом устанавливается в систему запорно-регулирующий вентиль, зависит от способа исполнения его корпуса, согласно которому арматура бывает:

муфтовой (резьбовой);
фланцевой;
сварной.

Муфтовые конструкции предназначены для установки на трубопроводы диаметром 10-40 мм. В зависимости от конфигурации резьбы муфта может быть внутренней (ВР – внутренняя резьба) либо наружной (НР). Также встречаются комбинированная арматура типа ВР-НР, в которой одна муфта наружная, а вторая – внутренняя.

Наиболее распространенными на рынке являются вентили ВР с накидной гайкой типа американка. Такие конструкции имеют преимущества в плане простоты монтажа, при их установке нет необходимости вращать саму арматуру – гайка не имеет фиксации на корпусе и затягивается независимо.

Муфтовый вентиль с комбинированной резьбой ВР-НР

Технический алгоритм установки вентилей ВР и НР идентичен: на резьбу трубы наматывается тонкий слой уплотнителя (пеньки, льна либо ФУМ-ленты), после чего арматура стыкуется с трубопроводом и фиксируется гайкой, которая затягивается с помощью разводного ключа.

Фланцевые конструкции преимущественно устанавливаются на промышленные трубопроводы диаметром 40-1600 мм. С помощью фланцев могут монтироваться как угловые, так и прямоточные корпуса. Фланец представляет собой стальную пластину круглой либо квадратной формы, в центральной части которой расположено входное отверстие под трубу, а ближе к краям – равноудаленные друг от друга посадочные гнезда под фиксирующие шпильки или болты.

Процесс соединения начинается с приваривания фланцев к торцевым частям стыкующихся труб (их пропускные отверстия должны строго совпадать), после чего между фланцами размещается уплотнительная прокладка и пластины стягиваются друг с другом посредством болтов и гаек.

Частые неисправности и особенности ремонта

Наиболее распространенной причиной потери вентилями герметичности является износ либо деформация уплотнительных элементов из-за превышения максимально допустимой рабочей температуры. Ремонт конструкции осуществляется посредством замены поврежденных узлов арматуры, при серьезных поломках – трещинах на корпусе либо деформации седла, вентиль меняется целиком.

Схема разборки вентиля

Первоначально необходимо отсечь подачу воды на поврежденный участок трубопровода, перекрыв смежную запорную арматуру. Демонтаж конструкции фланцевого типа осуществляется последовательной разборкой резьбовых пар – с каждого болта необходимо по очереди скручивать гайки на 3-4 оборота. Разъединять фиксирующие элементы можно по завершению раскручивания всех гаек. Данный процесс может быть достаточно затруднительным, поскольку фланцы нередко прикипают друг к другу, что часто встречается на высокотемпературных трубопроводах.

Далее выполняется разборка вентиля, визуальный осмотр конструктивных узлов и выявление подлежащих замене комплектующих. Отметим, что вентили выполненные в “взрывобезоспасной” конфигурации, в которых шток утоплен внутрь корпуса, не подлежат ремонту, поскольку разобрать такую конструкцию нельзя.

Реализация регулирующей арматуры

предлагает возможность купить недорого все виды регулирующей, запорно-регулирующей и предохранительной арматуры для трубопроводов самого разного назначения. В том числе нами осуществляется продажа передовой автоматики.

Перечень предлагаемой арматуры включает следующие виды устройств:

регулирующие клапаны и электроприводы для них;
термостатические смесительные клапаны;
клапаны и краны балансировочные;
предохранительные клапаны;
электромагнитные клапаны;
обратные клапаны и затворы;
регуляторы давления;
автоматика;
блоки управления и контроллеры.

Все предлагаемые в нашем каталоге устройства поставляются от ведущих мировых и отечественных производителей. Арматура соответствует всем требованиям российских стандартов, отвечает высоким критериям функциональности и надежности, что делает ее эффективной в эксплуатации. Благодаря поставкам арматуры непосредственно от производителей у нас действует максимально выгодная оптовая цена в Москве.

Разновидности арматуры запорного типа

Различают следующие типы запорной трубопроводной арматуры:

краны;
вентили (клапаны);
задвижки;
заслонки.

Классификация кранов

Запорные краны преимущественно предназначены для бытовых трубопроводов с малым давлением.

Устройство запорной арматуры-крана следующее:

корпус;
запорный элемент;
рукоять;
набор уплотнительных прокладок.

Элементы, входящие в состав запорного крана

Классификация устройств может быть произведена по нескольким признакам:

типу запорного элемента;
методу установки.

Элементом, перекрывающим поток проходящей среды, может быть:

шар. В соответствие с этим кран носит название шаровой (рисунок выше);
конус в виде пробки (пробковый кран).

Запорный кран пробкового вида

Крепиться к трубопроводу краны могут:

муфтовым способом. Фиксирующие гайки наворачиваются на подготовленную на трубе резьбу;

Кран, устанавливаемый на резьбу

фланцевым способом. В качестве фиксирующих элементов выступают фланцы, соединяемые между собой болтами;
методом сварки.

Устройства, устанавливаемые на фланцы и методом сварки

Каждый кран имеет свое условное обозначение. На маркировке, нанесенной на корпус устройства, в обязательном порядке отражаются:

диаметр условного прохода (DN);
условное давление, на которое рассчитано устройство (РN);
материал, примененный для изготовления крана;
предприятие-изготовитель;
дополнительные справочные материалы (дата изготовления, номер партии и так далее).

Условные обозначения основных параметров крана

Если знать маркировку, то всегда можно самостоятельно подобрать запорное устройство.

Использование вентилей

Запорный клапан (вентиль) состоит из корпуса с двумя концами для крепления устройства и седла, перекрываемого затвором.

Клапан для перекрытия трубопровода

Основная отличительная особенность вентиля от крана – это высокий класс герметичности, что позволяет использовать устройство на газопроводах.

Клапан, как и кран, может присоединяться к трубопроводу при помощи муфт, фланцев или сварки.

Выпускаются вентили, приводимые в действие:

маховиком (ручное управление);
электроприводом (электронное управление), в том числе и с помощью дистанционного пульта управления.

Маркировка запорной арматуры – вентиля также содержит:

условное обозначение модели устройства;
проход;
обозначение типа присоединения к трубопроводу;
давление;
материал исполнения;
климатическое исполнение;
документ, на основании которого вентиль изготовлен.

Обозначение параметров вентиля

Предназначение и разновидности задвижек

Наиболее часто используемым элементом любых трубопроводов является задвижка. Устройство представляет собой корпус и крышку, между которыми располагается затвор.

Простейший вид запорной арматуры

Назначение запорной арматуры – задвижки – любые трубопроводы, диаметр которых варьируется от 15 мм до 2000 мм.

Преимуществами устройства, по сравнению с другими видами запорной арматуры, являются:

простота обслуживания и конструкции;
небольшие размеры;
малое сопротивление.

Задвижки могут изготавливаться из следующих материалов:

стали;
чугуна;
цветных металлов и сплавов из них.

Управление задвижками происходит:

ручным способом (вращением рукояти);
электроприводом;
гидроприводом.

Задвижки с электроприводом или гидроприводом преимущественно устанавливаются на промышленные трубопроводы.

Обозначение запорной арматуры (задвижки) определяет:

вид и наименование устройства;
условный рабочий диаметр;
максимальное давление в системе;
тип привода;
положение устройства в рабочем состоянии;
категорию размещения;
климатическое исполнение;
тип соединения устройства с трубопроводом.

Обозначение параметров задвижки

Назначение заслонок

Запорным элементов в заслонке является диск, который вращается вокруг оси.

Разновидность запорной арматуры для трубопровода

Заслонки преимущественно используются на трубопроводах, имеющих большой диаметр и находящихся под небольшим давлением, так как класс герметичности устройства достаточно низкий.

Заслонка может управляться:

маховиком, приводящим в действие ось вращения (ручное управление);
гидроприводом;
электроприводом.

В большинстве случаев корпус запорного устройства изготавливается из чугуна, а поворотный диск – из стали.

Устанавливаются заслонки:

методом сварки;
фланцевыми крепежами.

Заслонки могут использоваться в трубопроводах с химическими жидкостями и канализационных системах. Для водоснабжения или отопления практически не применяются.

Марка запорной арматуры – задвижки, а так же номер партии, диаметр, давление и область определения обозначаются на корпусе устройства аналогично ранее приведенным схемам.

Функциональное назначение

В зависимости от выполняемой функции изделие может быть следующих видов:

Запорная. При закрытии крана, вентиля или задвижки полностью прекращается движение рабочей среды. Запорная арматура позволяет веществу двигаться без ограничения при открытии соответствующих механизмов. Необходимость открытия или закрытия движения потока по трубопроводу чаще всего возникает по техническим причинам. Классификация видов запорной арматуры для трубопроводов также включает элементы, предназначенные для спуска вещества из емкости или поступления его в контрольно-измерительные приборы (подробнее: «Какая запорная арматура для трубопроводов есть на рынке и какую лучше использовать»).
Регулирующая. С помощью различных вентилей, конденсатоотводчиков и клапанов можно регулировать температуру, давление, напор или уровень рабочей среды. Регулирующие механизмы позволяют контролировать расход транспортируемого вещества. Предохранительная. При значительном повышении давления транспортируемых веществ автоматически срабатывают предохранительные клапаны или мембранные предохранители. В результате сбрасывается избыток рабочей среды.
Защитная. В случае непредвиденного изменения параметров транспортируемых веществ отключается оборудование или участок магистрали, а также блокируется обратный ток рабочей среды. В результате основная магистраль и механизмы остаются защищенными. В качестве защитной арматуры используются пневмозадвижки, обратные и отсечные клапаны.
Фазоразделительная. Такая арматура делит вещества, которые имеют разную фазу состояния. Например, отделение конденсата, масел, газов или воздуха.
Распределительно-смесительная. С помощью специальных кранов или клапанов потоку рабочей среды задается определенное направление. А с помощью смесителей несколько потоков соединяются в один.
Контрольная. Сюда относятся датчики уровня и пробко-спускные краны, которые контролируют уровень транспортируемого вещества и его движение.

Разновидности шпинделей

Все задвижки также подразделяются на две большие группы в зависимости от механизма движения шпинделя:

Фланцевая задвижка с выдвижным шпинделем. Устройство функционирует за счет винтовых или поступательных движений шпинделя. Такой вариант вентиля одинаково подойдет для любых рабочих сред. Легкость обслуживания подобных устройств также причисляют к их несомненным достоинствам. Из недостатков стоит отметить значительную высоту задвижки, особенно в поднятом состоянии.
Фланцевая задвижка с невыдвижным шпинделем. Затвор поднимается или опускается посредством вращения шпинделя непосредственно внутри устройства

Важное преимущество такого вида задвижек – компактные габариты, что позволяет использовать их в труднодоступных местах. Недостаток – ограничение выбора рабочих сред в пользу наименее агрессивных, поскольку воздействие осуществляется на весь механизм.

Условные обозначения запорной арматуры

Каждый вид и подвид запорной арматуры, применяемой при строительстве трубопровода, имеет свое условное обозначение, которое облегчает строителям выбор устройства.

Например, вентиль проходной обозначается двумя, соединенными между собой вершинами, треугольниками.

Как обозначается иная арматура указано на рисунке ниже.

Условные обозначения основных видов запорной арматуры

Таким образом, каждый вид запорной арматуры предназначается для определенных трубопроводов. Чтобы подобрать наиболее подходящее устройство, можно воспользоваться маркировкой, которая наносится на корпус изделия или указывается в схеме трубопровода.

Категории трубопроводной арматуры

Блоки предохранительных клапанов2
Вентили стальные104
Вентили чугунные47
Задвижки нержавеющие16
Задвижки стальные — ХЛ3
Задвижки стальные77
Задвижки чугунные37
Задвижки шланговые1
Канализационная арматура6
Клапана обратные96
Клапана предохранительные50
Клапана регулирующие72
Конденсатоотводчики стальные3
Краны бронзовые23
Краны стальные — ХЛ45
Краны нержавеющие31
Краны стальные79
Вентили бронзовые18
Краны титановые1
Краны чугунные2
Метизы3
Насосы2
Отводы20
Отопительное оборудование36
Переключающие устройства1
Переходы18
Регулирующая арматура31
Пожарная арматура44
Счетчики воды31
Тройники14
Трубы46
Указатели уровня3
Уплотнительные материалы18
Фильтры, грязевики54
Фитинги26
Фланцы32
Элеваторы7
Электроприводы1
Шаровые краны81
Другое28
Пневмоприводы2
Конденсатоотводчики чугунные2
Затворы стальные38
Затворы чугунные31
Вентили энергетические1
Задвижки энергетические3
Клапана энергетические1
Клапана отсечные12
Компенсаторы сильфонные40

Назначение и применение запорных фланцевых вентилей

Вентиль фланцевый из стали или чугуна в основном применяется для включения потока среды или полного его отключения во время проведения ремонтных работ, переключения отдельных линий и оборудования. Рабочей средой может быть любая жидкость, пар и газообразное вещество.

К преимуществам запорных вентилей можно отнести:

небольшие геометрические параметры;
небольшое гидравлическое сопротивление;
отсутствие застойных зон.

Недостатками являются:

необходимость в регулярном техобслуживании;
ограничение в применении по уровню давления в системе;
низкую износостойкость мест соединения корпуса с трубопроводом.

Соединение устройств с трубами

Вентили по способу монтажа подразделяются на два вида:

Муфтовые и резьбовые. Главный соединительный элемент при таком способе соединения – это резьба. Она может быть внутренней и внешней на вентиле (в народе называют «мама-папа»). Арматура такого типа устанавливается в трубопроводы с давлением не более 1,6 Мпа.
Фланцевые. На торцевых частях патрубков имеются фланцы, при помощи которых осуществляется соединение чугунных или стальных изделий. Монтаж таких устройств осуществляется на магистральных и промышленных трубопроводах, в которых давление воды превышает 10 МПа.

Пластиковые вентили соединяются с трубопроводами посредством специальной сварки. Зная особенности рассматриваемых устройств, можно подобрать оптимальный вариант для соответствующего монтажа. В последнее время широкой популярностью пользуются шаровые вентили, которые имеют высокий срок службы, несмотря на отсутствие возможности проведения их ремонта.

Вентилем называют клапан, затвор которого перемещается при помощи резьбовой пары (ходовой гайки и шпинделя) и управление которым осуществляется вручную. Как и клапан, устройство позволяет перекрыть поток рабочей среды при помощи затвора, выполненного в форме плоской или конусной тарелки. Но в клапане перемещение затвора обеспечивается за счет поступательного движения шпинделя – элемента конструкции арматуры, осуществляющего передачу крутящего момента от исполнительного механизма (например, привода) к диску затвора. У такой конструкции есть существенный недостаток – необходимость использования дополнительных устройств для фиксации тарелки затвора. В вентиле эта конструкционная задача решена при помощи неподвижной ходовой гайки, которая прикреплена к крыше или бугелю вентиля, и в резьбу которой вкручивается шпиндель. Резьба обладает свойствами самоторможения, поэтому положение тарелки не изменяется под действием давления рабочей среды.

Конструктивные разновидности и принцип работы вентилей

Конструктивно вентиль представляет собой цельный литой или сварной корпус с крышкой и перегородкой посередине. В полости корпуса расположен затворный орган, состоящий из неподвижного элемента — седла и подвижной детали — золотника. Седло находится в средней части перегородки, оснащено пропускным отверстием.

Золотник крепится к шпинделю, проходящему через уплотнитель сальникового или сильфонного типа и крышку к штурвалу. Штурвал может управляться вручную или с помощью электропривода. Для присоединения к линии трубопровода в корпусе имеются входной и выходной патрубки.

В основе его принципа работы лежит передача крутящего момента от штурвала через шпиндель золотнику. Золотник, совершая поступательные движения, доходит до крайнего нижнего положения, где плотно прижимается к седлу и полностью останавливает движение среды.

По конструкции запорного органа вентили различаются на:

шаровые поворотные — в них вместо золотника и седла в качестве запорного органа используется седловина с закреплённым в ней затвором в форме шара, имеющего сквозной проход для среды. Шар свободно вращается вокруг своей оси, изменяя положение этого отверстия для пропуска, перекрытия или регулировки интенсивности движения потока рабочего вещества;
клиновые — у подвижной детали затвора предусмотрена форма в виде зауженной с одной стороны пластины (клина). Клин перекрывает седло в горизонтальной плоскости параллельно ходу транспортируемого вещества, заставляя его поток совершать двойной изгиб под углом 90º.

Вентили с электрическим приводом

Вентили, оснащённые электроприводом, устанавливаются в системах водоподготовки плавательных бассейнов. При подаче напряжения электрофицированный вентиль срабатывает на открытие или закрытие пропускного отверстия, осуществляет регулировку потока воды, управляет в автоматизированном режиме процессом наполнения и долива воды бассейна.

Разновидности шпинделей

Все задвижки также подразделяются на две большие группы в зависимости от механизма движения шпинделя:

Технология изготовления и материалы

Для изготовления вентиля используются разные материалы:

Латунь. Изделие из латуни отличается небольшими габаритами, малым весом, коррозионной стойкостью и большой продолжительностью срока службы. Его можно монтировать в систему как холодного, так и горячего водоснабжения из стальных и пластиковых труб. К недостатком можно отнести высокую стоимость таких изделий.
Чугун. Вентили из чугуна имеют довольно большую массу, но надёжные, способные выдержать повышенный уровень давления, устойчивые к разному роду деформациям. Имеют невысокую цену, поэтому часто применяются для сооружения системы водоснабжения в частных и многоквартирных домах, дачных построек и гаражей.
Сталь. У стальных изделий вместо ручки на корпусе установлено колесо, проворачивая которое можно отрегулировать уровень давления или прекратить напор движущейся среды. Они легче чугунных, имеют простую конструкцию, ремонтнопригодные, могут использоваться в системах отопления с более высокой рабочей температурой и давлением, а также в сетях где существует опасность возникновения гидроударов.

Характеристики и материал изготовления

В производстве литых корпусов часто используется сплав алюминия с кремнием.

Различные модели изготавливаются из следующих материалов:

бронза;
латунь (часто декорируются гальваническим покрытием);
медь;
чугун;
легированная сталь;
пластик (полипропилен или полиэтилен).

Классификация водопроводных устройств стандартизирована ГОСТами 19681-94 и 25809-96. Характеристики зависят от нескольких параметров:

Пропускная способность. Различают 3 группы смесителей с параметрами 40-50%, 70-80%, 90-100%.
Класс герметичности, допустимое давление. Класс 1 предусматривает напор до 1 МПа, класс 2 – до 0,63 МПа.
Уровень шума. Смесители делятся на 3 группы: до 20 дБ, 20-30 дБ и более 30 дБ.
Температурный режим. Краны бывают для холодной и горячей воды (до 75°C).

Каждое изделие сопровождается технической документацией, где указаны параметры.

Конструкция и принцип работы классического водопроводного вентиля

Клапанный (классический) вентиль состоит из литого двухкамерного корпуса и подвижного запирающего механизма с приводом. Проходной (прямоточный) клапан устанавливается на прямых участках трубопроводов для отключения или регулирования потока жидкости. Особенности конструкции углового вентиля позволяют устанавливать его в местах поворота труб. Принцип действия арматуры этих видов аналогичен друг другу, а отличие состоит в форме корпуса.

Запорный механизм представляет собой шток (шпиндель) с резьбой и закрепленной на нем тарелкой клапана с уплотняющим материалом. При вращении маховика шпиндель перемещает тарелку вниз, к седлу клапана (отверстию), тем самым уменьшая его сечение.

При этом происходит дросселирование жидкости, и давление в верхней камере уменьшается, что приводит к снижению расхода жидкости.

Слабым местом конструкции является резьбовой блок, т. к. при чрезмерном усилии при закрытии резьбу срывают. Это приводит к выходу из строя всего узла. Для герметизации штока используется сальниковое уплотнение.

Чтобы устранить протечки по шпинделю, подтягивают накидную гайку, которая через грундбуксу прижимает набивку к штоку.

Конструкция и принцип работы шарового водопроводного вентиля

Более простую конструкцию имеет кран со сферическим запорным органом. Корпус прямоточной конструкции чаще всего изготавливается неразборным. Роль запорного механизма выполняет металлический шар с отверстием (клапан).

Герметичность достигается благодаря наличию прокладок, установленных между сферическим клапаном и корпусом. В большинстве случаев они выполнены из фторопласта или резины. В некоторых, более дорогих, моделях применяются износостойкие тефлоновые уплотнители.

Шар изготавливается из латуни с напылением хрома или никеля. Такая обработка запорной части позволяет создать полностью герметичную конструкцию. Клапан управляется ручным приводом, выполненным в виде штока, приваренного к шару.

Уплотнение места выхода штока из корпуса достигается установкой прокладок, которые прижимаются резьбовой втулкой. На приводе вентиля имеются опущенные вниз лепестки, которые не дают повернуть клапан более чем на четверть окружности.

Назначение запорно-регулирующая арматуры

Запорная и запорно-регулирующая арматура активно применяется в различных сферах деятельности. Такие элементы системы трубопровода используются для регулировки определенных параметров.

Такие элементы изготовляются с целью обеспечения регулировки и перенаправления основного потока рабочей среды. Обычно такое устройство можно увидеть в зоне, где система разбивается на несколько направлений. В зависимости от требований один поток открывается, а другой закрывается. Это используется для проведения ремонтных работ, что позволяет не отключать всю систему, а только ее часть.

Последовательность действий при обжимочном соединении

На арматурных стержнях в месте стыковки устанавливаются обжимные элементы.
Муфта опрессовывается гидравлическим приспособлением.
Визуально проверяется качество сборки.
Комплексная проверка всей собранной конструкции.

Если применять для механизированной стыковки специальные обжимочные приспособления, гарантируется прочная фиксация стыков муфтовой арматуры на долгий срок.

Изготавливаются стыковочные муфты из труб с небольшим диаметром, соответствующим размерам арматурных прутков. Для закручивания ключом верхняя поверхность имеет вид шестигранника. Внутри нарезается дюймовая резьба с минимальным шагом. Использование труб с толстыми стенами позволяет нарезать витки необходимой глубины и обеспечивать прочность соединения. Эксперты считают муфтовую арматуру идеальным решением для стыковки штырей внахлёст.