Portventil - rörledningskopplingar , i vilka lås- eller reglerelementet rör sig vinkelrätt mot arbetsmediets flödesaxel [1] . Grindventiler är en mycket vanlig typ av ventiler . De används i stor utsträckning på nästan alla tekniska och transportledningar med diametrar från 15 till 2000 millimeter i bostäder och kommunala tjänster , gas- och vattenförsörjningssystem , oljeledningar , energianläggningar och många andra vid driftstryck upp till 25 MPa och temperaturer upp till 565 °C [2] .
Den utbredda användningen av ventiler beror på ett antal fördelar med dessa enheter, inklusive:
Den senare kvaliteten gör ventiler särskilt värdefulla för användning i huvudrörledningar, som kännetecknas av konstant höghastighetsrörelse av mediet.
Nackdelarna med ventiler inkluderar:
Med sällsynta undantag är grindventiler inte konstruerade för att reglera mediets flöde , de används främst som avstängningsventiler - låselementet är i ytterlägena "öppet" eller "stängt" under drift.
Grindventiler är vanligtvis gjorda med fullt hål, det vill säga diametern på ventilens genomgående hål motsvarar ungefär diametern på rörledningen på vilken den är installerad. Men i vissa fall, för att minska det vridmoment som krävs för att manövrera ventilen, och för att minska slitaget på tätningsytorna, används avsmalnande slussventiler. En liten ökning av det hydrauliska motståndet i detta fall påverkar praktiskt taget inte driften av systemet; det är oönskat att installera sådana ventiler endast på huvudrörledningar med stora diametrar [3] .
Det vanligaste sättet att styra en ventil är med en handratt (manuellt, ibland kallas en handratt även för handratt), och ventiler kan även förses med elektriska drivenheter (för avstängningsventiler är elektriska drivningar enklare än för reglerventiler, signaleringen Låselementets läge är också enklare, endast utformat för "öppna" och "stängda" och inte signalerande mellanlägen), hydrauliska ställdon och, i sällsynta fall, pneumatiska ställdon . På manuellt manövrerade ventiler med stor diameter är som regel en växellåda installerad för att minska öppnings- och stängningskrafterna.
Genom arten av spindelns rörelse särskiljs ventiler med en infällbar eller icke-infällbar (roterande) spindel. I det första fallet, när ventilen öppnas och stänger, utför spindeln translationell eller rotations-translationsrörelse, i den andra endast rotationsrörelsen . [fyra]
Huvudskillnaderna mellan ventiler är i utformningen av avstängningskroppen , enligt denna funktion skiljer sig ventiler i kil , parallell , grind och slang [3] .
I allmänhet består utformningen av grindventilen av en kropp och ett lock, som bildar ett hålrum i vilket arbetsmediet är beläget under tryck och inuti vilket grinden är placerad (på ritningen till höger är det en kil). Kroppen har två ändar för att ansluta ventilen till rörledningen (anslutningsändarna är flänsade , kopplingar och svetsade ). Som regel är två säten placerade inuti kroppen, parallella eller i vinkel mot varandra (som i figuren), ventilens tätningsytor pressas mot deras tätningsytor i "stängt" läge. Slutaren rör sig i ett plan vinkelrätt mot axeln för mediets passage genom kroppen, med hjälp av en spindel eller stång . En spindel med löpmutter bildar ett gängat par , som, när ett av dessa element vrids , säkerställer att slutaren rör sig i önskad riktning. Denna lösning (se förklarande ritning) är den vanligaste och används för manuell eller elektrisk styrning . Vid användning av en hydraulisk eller pneumatisk drivning utför stången endast translationsrörelse tillsammans med ventilen . Spindeln är ansluten till ventilen i ena änden inuti kroppen, och i den andra passerar den genom locket och glanden (som huvudsakligen används som en tätningsanordning i ventiler) för att ansluta till ventilens kontrollelement (i detta fall, handratt) [3] .
I kilslussventiler är sätena i kroppen placerade i en liten vinkel mot varandra, och grinden är en anordning i form av en kil - styv, elastisk eller dubbelskiva, som i "stängt" läge passar tätt in i utrymmet mellan sätena (se förklarande ritning, kilen är i nedre läge, mellan sadlarna). Beroende på driftsförhållandena väljs en eller annan typ av kil.
Hård kilEn styv kil säkerställer tillförlitlig täthet av låselementet, men detta kräver ökad bearbetningsnoggrannhet för att matcha kilens vinkel med vinkeln mellan sadlarna på kroppen. Nackdelen med en stel kil är risken för att ventilen fastnar och omöjligheten eller svårigheten att öppna ventilen till följd av fluktuationer i arbetsmediets temperaturer , slitage eller korrosion av tätningsytorna.
Dubbel skivkilEn sådan kil bildas av två skivor placerade i en vinkel mot varandra och styvt fästa ihop. I den har skivorna förmågan att självjustera i förhållande till kroppssadlarna, så vissa fel som görs vid tillverkning av kroppssadlar påverkar inte tätheten i det "stängda" läget. En kilventil med dubbla skivor minskar avsevärt risken för fastklämning, vilket är karakteristiskt för en styv kil, och har, trots en viss komplexitet i designen, ett antal andra fördelar - lågt slitage på tätningsytorna, hög täthet hos stängningen. av kroppen och mindre kraft krävs för att stänga.
Kilventiler med dubbla skivor som ingår i fartygsbeslag kallas också klinkerventiler .
Elastisk kilDetta är en modifiering av en dubbelskivskil, vars skivor är sammankopplade med ett elastiskt element som kan böjas , vilket säkerställer tät kontakt mellan tätningsytorna i "stängt" läge. I denna ventil är möjligheten till självjusterande skivor reducerad jämfört med dubbelskiva, även om förmågan att kompensera för vissa kroppsdeformationer från rörledningsbelastningar och temperaturfluktuationer behålls. Fördelarna med en elastisk kil är att den inte kräver mödosam montering av slutaren på kroppen (som för en styv kil) och designen är enklare än den för en dubbelskiva. Således jämnar den elastiska kilen till viss del ut bristerna och kombinerar fördelarna med de andra två typerna av kilgrindar [3] .
I parallella ventiler är tätningsytorna på ventilelementen parallella med varandra.
Parallella slussventiler med dubbla skivorSlutaren för sådana grindventiler består av två skivor, som i "stängt" läge pressas mot sätena med hjälp av en speciell kilsvamp, vilket blockerar arbetsmediets passage genom kroppen.
GrindventilerEn slags parallellventil, i vilken låselementet är gjort i form av en platta. Sådana ventiler används i fall där envägsriktning av flödet av arbetsmediet är tillåten och hög täthet av avstängningskroppen inte krävs. De är avsedda för installation som låsanordningar på rörledningar som transporterar avloppsvatten , slam , massa och andra medier som är förorenade med mekaniska föroreningar. Ibland är ventilen gjord med en kniv för att förstöra partiklar i arbetsmiljön, då kallas slussventilerna för knivslussventiler .
Grindventiler i vilka avstängningen eller regleringen av flödet av arbetsmediet utförs genom rotationsrörelsen hos lås- eller reglerelementet.
Grindventiler med en sådan avstängningskropp skiljer sig fundamentalt från andra konstruktioner [5] . Kroppen har inga säten och ventilen har inga tätningsytor. Mediets passage utförs genom en elastisk slang (rör) som är införd i huset och helt isolerar metalldelarna i strukturen från arbetsmediet. För att blockera passagen är slangen helt klämd under påverkan av spindeln (staven), därför kallas sådana anordningar slanganordningar. De kallades grindventiler eftersom ventilstyrspindeln rör sig vinkelrätt mot mediumpassagens axel, det vill säga den fungerar enligt principen om en ventil.
Slangslussventiler är designade för rörledningar som transporterar trögflytande , slurry och andra liknande medier, såväl som lätt aggressiva och aggressiva vätskor. Slangarna är gjorda av olika kvaliteter av gummi , som säkerställer drift av ventiler vid tryck upp till 1,6 MPa och temperaturer upp till 110 °C [3] .
Av stor betydelse för driften och omfattningen av ventiler är placeringen av löpenheten - spindelmutterns gängade anslutning . Den kan placeras inuti ventilen i arbetsmiljön eller utanför kroppshålan.
I denna design är spindelgängan och blymuttern placerade på utsidan av ventilhuset. Den nedre änden av spindeln är ansluten till slutaren, och när löpmuttern vrids för att öppna ventilen, utför den endast translationsrörelse tillsammans med slutaren, medan den övre änden av spindeln sträcker sig med värdet för slutarslaget. För att kunna flytta spindeln höjs löpmuttern ovanför lockets topp (det vill säga över packboxen) med ungefär samma slaglängd i konstruktionen, vilket kallas okaggregatet .
Fördelarna med denna design är frånvaron av skadliga effekter av arbetsmiljön på löpenheten och fri tillgång för dess underhåll, och därför mindre slitage på packboxen och högre tillförlitlighet hos det gängade paret och packboxen.
Nackdelen med sådana slussventiler är ökningen av konstruktionshöjd och vikt på grund av spindelutgången från locket med åtminstone passagens diameter och behovet av detta skäl att lämna fritt utrymme för spindelutgången under installationen .
I det här fallet är blygängan belägen inuti ventilens hålighet och vid öppning rör sig spindeln inte ut ur locket och bibehåller sin ursprungliga position i höjdled. Löpmuttern i dessa ventiler är ansluten till kilen och när spindeln roteras för att öppna passagen verkar den vara fastskruvad på den och drar kilen med sig.
I slussventiler med icke-stigande spindel är driftenheten nedsänkt i arbetsmiljön och utsätts därför för korrosion och nötande partiklar i arbetsmiljön, åtkomsten till den är stängd och det finns ingen möjlighet till underhåll under drift, vilket leder till till en minskning av drift- och packboxenheternas tillförlitlighet.
I detta avseende är sådana slussventiler av begränsad användning - för rörledningar som transporterar mineraloljor , olja , vatten som inte är igensatta med fasta föroreningar och inte har korrosiva egenskaper. Eftersom spjällventiler med icke-stigande spindel gör det svårt att övervaka och underhålla rörelseaggregatet, rekommenderas de inte för kritiska installationer.
Fördelen med denna design är den lägre bygghöjden, vilket gör det tillrådligt att använda dem för underjordiska verktyg, brunnar , oljekällor , etc. [6] .
Ventilernas tätningsytor är gjorda utan ringar, med ringar av mässing , fluoroplast , med ytbeläggning av korrosionsbeständigt stål, gummi (i kilventiler kan det täcka kilen, och i slangventiler används det för att göra en klämslang ).
Spjällventiler med kroppar av gjutjärn och aluminiumlegering tillverkas med hjälp av gjutning . Stålventiler tillverkas också på samma sätt , men en del av dem, liksom ventiler gjorda av titanlegeringar , är gjorda genom att svetsa ämnen som erhålls genom stansning av plåt . Sådana ventiler kallas stämpelsvetsade . Enligt deras egenskaper, funktion och styrka är de inte sämre än gjutna slussventiler, utan tvärtom är delarna av kroppar och lock till sådana slussventiler gjorda av ett material som är mer hållbart och noggrant kontrollerat, vars kvalitet är högre än för gjutning. Samtidigt säkerställer svetstekniken och metoderna för att testa svetsfogar hög kvalitet på kroppsdelar, vilket gör det möjligt att använda sådana slussventiler vid kritiska anläggningar, inklusive kärnenergi . [3] [6]