Задвижки с обрезиненным клином Ду100
Задвижки с обрезиненным клином Ду100: конструкция, применение и технические аспекты
Задвижка с обрезиненным клином (ЗОК) Ду100 представляет собой трубопроводную арматуру с условным проходом 100 мм, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды. Ее ключевая конструктивная особенность – цельный или двухдисковый клин, на наружные поверхности которого методом вулканизации нанесен эластичный герметизирующий материал (резина, EPDM, NBR и др.). При закрытии задвижки клин входит в седловой узел корпуса, и обрезиненное покрытие, деформируясь, обеспечивает плотный, двухсторонний контакт по всему периметру, гарантируя высокую герметичность. Данный тип арматуры относится к классу запорной и не предназначен для регулирования расхода среды.
Конструктивные особенности и принцип действия
Основными элементами задвижки Ду100 с обрезиненным клином являются:
- Корпус. Изготавливается из чугуна марки ВЧШГ (высокопрочный чугун с шаровидным графитом), реже – из углеродистой стали. Корпус имеет фланцевое присоединение по ГОСТ 33259 или EN 1092-2, что соответствует давлению PN10/PN16. Внутри расположены литые седла, образующие посадочное место для клина.
- Обрезиненный клин. Сердечник клина – литой, из ВЧШГ или стали. На него нанесен слой износостойкой резины, химически стойкой к транспортируемой среде. Клин может быть цельным жестким или двухдисковым, компенсирующим небольшие перекосы и температурные деформации.
- Шпиндель (шток). Передает крутящий момент от привода к клину. Может быть выдвижным (невращающимся) или невыдвижным (вращающимся). Для Ду100 чаще применяется невыдвижная конструкция, что сокращает габариты задвижки.
- Уплотнительные узлы. Сальниковое уплотнение шпинделя (набивка) или более современное сильфонное, исключающее утечки в атмосферу. Уплотнение между корпусом и крышкой – фланцевое с прокладкой.
- Привод. Ручной (маховое колесо, редуктор) или электрический (электропривод). Для Ду100 ручное управление, как правило, не требует редуктора из-за относительно низкого крутящего момента.
- Водоснабжение и водоотведение (холодная и горячая вода, сточные воды).
- Теплоснабжение (сети отопления, тепловые пункты).
- Пожаротушение (спринклерные и дренчерные системы).
- Технологические трубопроводы промышленных предприятий.
- Оросительные и мелиоративные системы.
- Корпус и крышка: ВЧШГ (EN-GJS-400/500/600).
- Клин: ВЧШГ с обрезиниванием EPDM (этиленпропиленовый каучук) для сред до 120°C или NBR (нитрильный бутадиеновый каучук) для сред с содержанием масел, топлива.
- Шпиндель: Нержавеющая сталь AISI 430/304.
- Фланцы: Плоские или с выступом, с просверленными отверстиями под крепеж.
- Высокая герметичность (класс «А»), достигаемая за счет эластичности резины.
- Относительно низкое усилие на привод при закрытии/открытии, так как резина обеспечивает «мягкую» посадку в седла.
- Коррозионная стойкость проточной части – резина защищает металлический клин от прямого контакта с агрессивной средой.
- Устойчивость к наличию мелких механических включений в среде (окалина, песок) – резина способна к некоторой деформации и амортизации.
- Не требуют технического обслуживания и смазки в процессе эксплуатации.
- Меньшая металлоемкость и стоимость по сравнению со стальными задвижками.
- Ограниченный температурный диапазон, определяемый стойкостью резины (как правило, не выше +120°C для EPDM).
- Ограниченное давление (обычно до PN16/PN25).
- Износ резинового покрытия при частых циклах срабатывания или абразивной среде.
- Невозможность применения для сред, агрессивных к конкретному типу резины (требуется тщательный подбор).
- Непригодность для регулирования потока – работа в частично открытом положении приводит к вибрации, кавитации и ускоренному износу обрезиненного клина.
Принцип работы основан на возвратно-поступательном движении клина перпендикулярно потоку среды. В крайнем верхнем положении проход полностью открыт, в крайнем нижнем – клин, за счет эластичной деформации резины, перекрывает сечение, обеспечивая герметичность класса «А» по ГОСТ 9544 (полная непроницаемость).
Сферы применения и транспортируемые среды
Задвижки Ду100 с обрезиненным клином нашли широкое применение в системах, требующих надежного отсечения потока при умеренных давлениях и температурах:
Типовые рабочие среды: вода (питьевая, техническая, морская), воздух, пар низкого давления, нейтральные газы, слабоагрессивные жидкости. Критически важным является соответствие материала резинового покрытия химическому составу и температуре среды.
Материалы исполнения и типоразмеры
Стандартное исполнение задвижки Ду100:
| Условный проход, Ду (мм) | Условное давление, PN | Длина строительная, L (мм) | Высота, H (прим., мм) | Масса (кг, ручное упр.) |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 10 | 350 | ~450 | 25-30 |
| 100 | 16 | 350 | ~480 | 28-35 |
| Материал обрезинивания | Температурный диапазон | Рекомендуемые среды | Не рекомендуемые среды |
|---|---|---|---|
| EPDM | -20°C до +120°C (кратко +135°C) | Горячая/холодная вода, пар, щелочи, слабые кислоты | Минеральные масла, жиры, углеводороды |
| NBR | -15°C до +80°C | Вода, воздух, нефтепродукты, масла, сжиженный газ | Озонированная вода, окислители, полярные растворители |
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами задвижек
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж задвижки Ду100 осуществляется на прямолинейном участке трубопровода между фланцами с использованием прокладок, соответствующих рабочей среде. Болтовые соединения должны затягиваться крест-накрест с рекомендуемым моментом. Запрещается использование задвижки в качестве опоры для трубопровода или монтаж ее под напряжением. Перед вводом в эксплуатацию обязательна промывка трубопровода для удаления окалины и мусора.
Эксплуатация допускается только в положениях «полностью открыто» или «полностью закрыто». Периодичность технического обслуживания включает визуальный осмотр, проверку герметичности сальникового уплотнения и работоспособности привода. Регламентные работы по замене сальниковой набивки или ревизии клина проводятся согласно инструкции завода-изготовителя, обычно раз в 3-5 лет или при обнаружении протечек.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем задвижка с обрезиненным клином Ду100 отличается от шарового крана Ду100?
Задвижка ЗОК имеет более компактную строительную длину, но большую высоту. Шаровой кран обеспечивает более быстрое перекрытие (поворот на 90°), но его плавающий шаровой затвор может создавать большее усилие при больших давлениях. Для воды и пара при PN16 оба типа близки по герметичности, но шаровой кран может работать на более высоких давлениях. Задвижка с клином часто дешевле шарового крана на Ду100. Выбор зависит от конкретных условий монтажа, бюджета и требований к циклу службы.
Какая герметичность обеспечивается задвижкой с обрезиненным клином?
Современные задвижки ЗОК Ду100, как правило, соответствуют высшему классу герметичности по ГОСТ 9544 (или ISO 5208) – класс «А». Это означает полное отсутствие видимых протечек через затвор и уплотнения при испытаниях на герметичность. На практике это обеспечивает надежное отсечение потока в магистралях.
Можно ли использовать задвижку Ду100 с EPDM-уплотнением для пара?
Да, но с строгими ограничениями. EPDM-резина может кратковременно выдерживать температуру насыщенного пара до +135°C, что соответствует давлению пара примерно 3,2 бар. Для постоянной работы с паром рекомендуется выбирать исполнение с указанием «для пара» и уточнять у производителя максимально допустимые параметры (температуру и давление). Для пара высоких параметров применяются стальные задвижки с металлическими седлами.
Что означает маркировка «30s41h» на корпусе задвижки?
Это условное обозначение по каталогу ЦКБА (Центральное конструкторское бюро арматуростроения). Расшифровка: «30» – задвижка, «s» – с обрезиненным клином, «41» – модель, «h» – корпус из чугунного сплава (ВЧШГ). Полная маркировка также включает Ду, Ру и данные о материале уплотнений.
Как правильно хранить задвижку до монтажа?
Задвижка должна храниться в закрытом сухом помещении, в упаковке производителя. Затвор должен быть в закрытом положении, но не до упора (примерно 95%), чтобы избежать постоянной деформации резины. Фланцевые поверхности и резьбовые соединения должны быть защищены от коррозии. Срок хранения обычно ограничен гарантийным сроком (1-2 года).
Почему задвижку с обрезиненным клином нельзя использовать для регулирования потока?
При частичном открытии поток среды с высокой скоростью проходит через узкую щель между клином и седлом, вызывая вибрацию, кавитацию (образование и схлопывание пузырьков) и гидроабразивный износ резинового покрытия. Это быстро разрушает герметизирующий слой, после чего задвижка теряет свою основную функцию – запорную. Для регулирования применяются специальные регулирующие клапаны или заслонки.
Заключение
Задвижка с обрезиненным клином Ду100 является оптимальным решением для систем водоснабжения, теплоснабжения и других инженерных сетей, где требуется надежное отсечение потока при умеренных давлениях (до PN16) и температурах (до +120°C). Ее ключевые достоинства – высокая герметичность, коррозионная стойкость и простота эксплуатации – обеспечили ей стабильное место в номенклатуре трубопроводной арматуры. Правильный подбор по материалу уплотнения, соблюдение правил монтажа и эксплуатации (только в крайних положениях) гарантируют длительный и безотказный срок службы данного оборудования.