Шиберные и клиновые задвижки — два основных типа задвижек в трубопроводных системах. Несмотря на одинаковое назначение, они принципиально различаются конструкцией запирающего элемента и, как следствие, требуют разных колонок управления. Неправильный подбор колонки для шиберной задвижки — частая ошибка, приводящая к поломке оборудования уже в первые месяцы эксплуатации.
В этой статье разберём, чем шиберная задвижка отличается от клиновой с точки зрения управления, какие особенности нужно учитывать при подборе колонки и на что обращать внимание при монтаже.
Чем шиберная задвижка отличается от клиновой
Клиновая задвижка перекрывает поток клинообразным затвором, который опускается в седло при вращении шпинделя. Шпиндель при этом совершает многооборотное вращательное движение, преобразуемое в поступательное перемещение клина через резьбовую пару. Ход шпинделя (расстояние от полного открытия до полного закрытия) обычно равен диаметру прохода.
Шиберная задвижка перекрывает поток плоским ножевым затвором (шибером), который перемещается перпендикулярно потоку подобно гильотине. Шибер движется в направляющих пазах корпуса. Привод шибера может быть как вращательным (через шпиндель с резьбой, аналогично клиновой), так и поступательным (через шток с пневмо- или гидроцилиндром).
Ключевые различия для подбора колонки
Первое различие — тип движения шпинделя. У большинства шиберных задвижек для трубопроводов шпиндель вращательный (аналогично клиновой), и стандартная колонка управления подходит. Однако у шиберных задвижек для каналов и лотков привод часто поступательный — стандартная колонка не подойдёт, требуется специальная конструкция.
Второе различие — крутящий момент. Шиберные задвижки обычно имеют более низкий крутящий момент по сравнению с клиновыми того же диаметра, так как шибер не заклинивается в седле. Это позволяет использовать колонку с меньшим запасом прочности.
Третье различие — размер квадрата шпинделя. У шиберных задвижек размеры квадрата часто не совпадают со стандартами для клиновых. Это критический параметр — необходимо точно измерить или запросить у производителя задвижки.
Типы шиберных задвижек и подходящие колонки
Шиберная задвижка с выдвижным шпинделем
Наиболее распространённый тип в трубопроводных системах. Шпиндель при открытии выдвигается вверх из корпуса задвижки. Управление — вращением шпинделя через резьбовую пару. Для этого типа подходит стандартная колонка управления с соответствующей нижней муфтой. Единственное условие — размер квадрата шпинделя должен совпадать с муфтой колонки.
При заказе колонки для шиберной задвижки с выдвижным шпинделем необходимо учитывать ход шпинделя. При полном открытии шпиндель выдвигается на величину, равную диаметру прохода. Это значит, что верхний конец шпинделя может подняться на 200–500 мм выше корпуса задвижки. Колонка должна быть рассчитана на эту величину — нижняя муфта должна допускать осевое перемещение шпинделя внутри неё.
Шиберная задвижка с невыдвижным шпинделем
У этого типа шпиндель не выдвигается — резьбовая пара расположена внутри корпуса, шпиндель только вращается. Колонка для такой задвижки проще в монтаже, так как нет осевого перемещения шпинделя. Однако невыдвижные шиберные задвижки встречаются реже и обычно выпускаются для специфических применений.
Шиберная задвижка с поступательным приводом
Этот тип используется в каналах, лотках и бункерах. Шибер перемещается вертикально штоком, который толкается вверх-вниз пневмоцилиндром, гидроцилиндром или винтовым механизмом. Стандартная колонка управления задвижкой для этого типа не подходит — требуется специальное устройство, передающее вращение маховика в поступательное движение штока.
НПК «МИКО» проектирует и изготавливает нестандартные колонки управления для шиберных задвижек с поступательным приводом. Конструкция разрабатывается индивидуально под конкретную задвижку и условия установки.
Подбор колонки для шиберной задвижки
Для подбора колонки управления шиберной задвижкой необходимо определить следующие параметры: тип шпинделя (выдвижной или невыдвижной), тип привода (вращательный или поступательный), крутящий момент на шпинделе (указан в паспорте задвижки), размер квадрата шпинделя (измерить или запросить у производителя), ход шпинделя (для выдвижных), глубина заложения трубопровода.
Алгоритм подбора
Шаг 1: Определите тип привода задвижки. Если шпиндель вращательный — переходите к шагу 2. Если поступательный — потребуется нестандартная колонка, обратитесь к производителю.
Шаг 2: Измерьте размер квадрата шпинделя. Сравните со стандартными размерами муфт колонок. Если размер стандартный (18, 22, 27, 32, 36, 50 мм) — подойдёт типовая муфта. Если нестандартный — потребуется изготовление муфты по размерам.
Шаг 3: Определите крутящий момент. Для шиберных задвижек момент обычно на 20–30% ниже, чем для клиновых того же диаметра. Выберите колонку (или редуктор) с запасом 1,3 от момента задвижки.
Шаг 4: Определите глубину заложения и выберите высоту колонки по серии 3.901-13 или по фактическому размеру.
Колонка управления для клиновой задвижки
Колонка управления для клиновой задвижки — стандартное исполнение, подходящее для большинства задвижек типа 30ч6бр, 30ч39р, МЗВ и их аналогов. Клиновые задвижки составляют основную массу установленной арматуры в российских водопроводных и тепловых сетях.
Для клиновых задвижек размеры квадратов шпинделей стандартизированы по ГОСТ 5762: Ду50–Ду80 — квадрат 18 мм, Ду100–Ду150 — 22 мм, Ду200 — 27 мм, Ду250–Ду300 — 32 мм, Ду350–Ду400 — 36 мм. Это упрощает подбор — достаточно знать диаметр задвижки, чтобы определить размер муфты колонки.
Крутящий момент клиновых задвижек выше, чем у шиберных, из-за эффекта заклинивания клина в седле. При длительном простое (месяцы, годы) клин «прикипает» к седлу, и момент расклинивания может в 2–3 раза превышать номинальный. Это необходимо учитывать при выборе колонки — для старых задвижек рекомендуется колонка с коническим редуктором.
Особенности монтажа колонки на шиберную задвижку
Монтаж колонки на шиберную задвижку в целом аналогичен монтажу на клиновую, но есть несколько особенностей.
При выдвижном шпинделе: убедитесь, что нижняя муфта колонки допускает осевое перемещение шпинделя. Муфта должна быть скользящей — шпиндель вращается в ней и одновременно перемещается вверх-вниз. Фиксирующий болт муфты должен стопорить только вращение, не ограничивая осевое перемещение.
При поступательном приводе: монтаж выполняется по индивидуальной инструкции, разработанной совместно с проектом колонки. Универсальных рекомендаций нет — конструкция зависит от конкретной задвижки.
При монтаже проверьте направление вращения: открытие шиберной задвижки может осуществляться в другую сторону, чем у клиновой. Нанесите маркировку на маховик колонки — стрелку с указанием направления открытия и закрытия.
Колонки для шиберных задвижек от НПК «МИКО»
НПК «МИКО» изготавливает колонки управления как для клиновых, так и для шиберных задвижек. Для шиберных задвижек с вращательным приводом мы подбираем стандартную колонку с подходящей муфтой. Для шиберных задвижек с нестандартным квадратом — изготавливаем муфту по размерам заказчика. Для шиберных задвижек с поступательным приводом — проектируем и изготавливаем специальные колонки индивидуально.
При заказе укажите: марку и тип шиберной задвижки, диаметр (Ду), давление (PN), тип шпинделя (выдвижной/невыдвижной), размер квадрата шпинделя, глубину заложения. Если паспорт задвижки утрачен — пришлите фото задвижки и результаты измерений, наши инженеры подберут колонку.
Часто задаваемые вопросы
Подойдёт ли колонка от клиновой задвижки к шиберной?
Если обе задвижки имеют одинаковый размер квадрата шпинделя и вращательный привод — да. Если размеры квадратов разные — нужно заменить нижнюю муфту колонки. Если шиберная задвижка имеет поступательный привод — колонка от клиновой задвижки не подойдёт.
Какой крутящий момент у шиберной задвижки Ду200?
Ориентировочно — 180–300 Н·м (для PN10–PN16). Это на 20–30% ниже, чем у клиновой задвижки того же диаметра. Точное значение зависит от производителя и указывается в паспорте задвижки.
Можно ли использовать колонку с редуктором для шиберной задвижки?
Да, если задвижка имеет вращательный привод. Редуктор снижает усилие на маховике. Для шиберных задвижек редуктор требуется реже, чем для клиновых, благодаря более низкому крутящему моменту.
Как отличить шиберную задвижку от клиновой в колодце?
По внешним признакам: у шиберной задвижки корпус плоский и тонкий (шибер — плоский нож), у клиновой — массивный, округлый. У шиберной часто виден направляющий паз для шибера на корпусе. Если визуально определить не удаётся — обратитесь к документации на трубопровод или запросите информацию у эксплуатирующей организации.