В современной трубопроводной арматуре дисковые затворы занимают одну из лидирующих позиций благодаря простоте конструкции, надежности и широкому диапазону применения — от питьевой воды до агрессивных сред.
Однако выбор между затворами с эксцентриситетом и без эксцентриситетатребует понимания конструкции, режимов работы и эксплуатационных требований.
1 Что такое дисковый затвор?
Дисковый затвор — это тип трубопроводной арматуры, у которого регулирующий или запирающий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды.
Основные части дискового затвора:
- Корпус — несущая конструкция;
- Диск — запорный элемент, перекрывающий или регулирующий поток;
- Шток (ось) — соединяет привод с диском;
- Уплотнительная манжета (седловое уплотнение) — обеспечивает герметичность.
Принцип работы дискового затвора очень простой: При вращении диска на угол 90° поток среды свободно проходит через затвор (позиция «Открыто»). При повороте диск перекрывает условный проход, создавая запорную поверхность (позиция «Закрыто»).
2 Что такое эксцентриситет?
Эксцентриситет в конструкции дискового затвора — это преднамеренное смещение оси вращения диска относительно геометрического центра корпуса и/или плоскости уплотнения.
В классическом дисковом затворе ось вращения проходит строго через центр диска и совпадает с осью трубопровода. В затворах с эксцентриситетом это положение изменено, что принципиально влияет на характер контакта диска с уплотнением.
Основная задача эксцентриситета — минимизировать трение между диском и седлом в момент открытия и закрытия затвора.
В симметричных затворах:
- диск постоянно контактирует с уплотнением при вращении;
- возникает трение скольжения;
- требуется больший крутящий момент для управления.
В затворах с эксцентриситетом:
- при начале открытия диск сначала отходит от седла, и только потом поворачивается;
- контакт с уплотнением происходит только в финальной фазе закрытия;
- резко снижается износ уплотнительных поверхностей.
Эксцентриситет изменяет траекторию движения диска, то есть происходит прижим по касательной, запирание осуществляется за счет геометрии, а не давления и трения и уплотнение работает в более щадящем режиме.
Эксцентриситет в конструкции дискового затвора — это преднамеренное смещение оси вращения диска относительно геометрического центра корпуса и/или плоскости уплотнения.
В классическом дисковом затворе ось вращения проходит строго через центр диска и совпадает с осью трубопровода. В затворах с эксцентриситетом это положение изменено, что принципиально влияет на характер контакта диска с уплотнением.
Основная задача эксцентриситета — минимизировать трение между диском и седлом в момент открытия и закрытия затвора.
В симметричных затворах:
- диск постоянно контактирует с уплотнением при вращении;
- возникает трение скольжения;
- требуется больший крутящий момент для управления.
В затворах с эксцентриситетом:
- при начале открытия диск сначала отходит от седла, и только потом поворачивается;
- контакт с уплотнением происходит только в финальной фазе закрытия;
- резко снижается износ уплотнительных поверхностей.
Эксцентриситет изменяет траекторию движения диска, то есть происходит прижим по касательной, запирание осуществляется за счет геометрии, а не давления и трения и уплотнение работает в более щадящем режиме.
3 Виды дисковых затворов KVANT по числу эксцентриситетов
Компания КВАНТ производит три основных типа дисковых затворов:
- Без эксцентриситета (концентрический или с симметричным диском);
- С двойным эксцентриситетом;
- С тройным эксцентриситетом.
Рассмотрим каждый тип подробно.
3.1 Затворы KVANT без эксцентриситета
В данном типе затвора ось вращения диска проходит строго через центр корпуса и диска. Диск вращается симметрично относительно оси трубопровода. Уплотнение в концентрическом затворе KVANT может быть выполнено из различных материалов, а именно: EPDM, NBR, VITON, PTFE. (подробнее про уплотнительные манжеты). На рисунке 2 продемонстрирован крупным планом чертеж фланцевого концентрического затвора KVANT и запирающего элемента.
При открытии и закрытии диск скользит по уплотнению на протяжении всего хода, усилие привода возрастает по мере увеличения диаметра и давления, а уплотнение постоянно подвергается механическому воздействию.
Таким образом ключевой особенностью концентрического затвора KVANT является простота конструкции, но при интенсивной эксплуатации, уплотнение в затворе имеет ограниченный ресурс.
3.2 Затворы KVANT с двойным эксцентриситетом.
Конструкция затвора выполнена с двойным эксцентриситетом - ось вращения штока и ось симметрии уплотнения смещены относительно оси симметрии корпуса. Благодаря данной конструкции в процессе открывания/закрывания затвора уплотнительное кольцо диска не контактирует с седлом и, как следствие, полностью разгружается от напряжения.
Диск перемещается плавно без трения, обеспечивая однородное открытие и полный контакт по всему периметру уплотняющей поверхности при закрывании.
Конструкцией уплотнительного кольца обеспечивается самоуплотнение поверхности за счёт внутреннего давления рабочей среды в затворе.
Уплотнительное кольцо фиксируется винтами, обеспечивающими простоту монтажа/демонтажа.
Затворы KVANT с двойным эксцентриситетом применяются в качестве запорно-регулирующего устройства в трубопроводах различного давления и сред (вода, морская вода, нефтепродукты и др. в зависимости от применяемого уплотнения) предприятий нефтяной, металлургической, химической промышленности, строительства, коммунального хозяйства и т.д.
3.3 Затворы KVANT с тройным эксцентриситетом.
Это наиболее технологически сложный и надежный тип дисковых затворов, в данном типе затворов:
- Первый эксцентриситет - ось симметрии поверхности уплотнения смещена от оси симметрии корпуса затвора.
- Второй эксцентриситет - ось вращения штока смещена от оси симметрии корпуса затвора.
- Третий эксцентриситет - ось уплотнительной поверхности наклонена относительно оси вращения, контакт между диском и седлом происходит по конической поверхности.
Пластинчатый уплотнитель диска - металл/графит (спаянные между собой графитовые и нержавеющие пластинки), пластинчатый уплотнитель на диске легкозаменяем в случае необходимости.
В затворах KVANT с тройным эксцентриситетом поток рабочей среды допускается только в одном направлении.
В основном данные затворы применяются в таких рабочих средах как пар, вода и нефтепродукты, а диапазон температуры рабочей среды варьируется от -70 °С до +600°С.
ЗатворыKVANT с тройным эксцентриситетом обеспечивают максимальный ресурс и надежность при невысокой стоимости.
4 Сравнение: затворы без эксцентриситета и с эксцентриситетом
После того как мы разобрали конструкцию дисковых затворов KVANT и принцип эксцентриситета, логично перейти к прямому сравнению двух основных подходов к запорной арматуре: симметричных (концентрических) и затворов с эксцентриситетом.
! Важно понимать, что ни один из типов не является универсально “лучше”. Каждый из них проектировался под конкретные условия эксплуатации.
Именно поэтому при выборе затвора необходимо учитывать не только цену изделия, но и: рабочее давление; температуру рабочей среды; характер рабочей среды; требования к герметичности и ресурсу.
Ниже в таблице приведено обобщенное сравнение, отражающее ключевые эксплуатационные и конструктивные отличия.
Исходя из этого можно выделить преимущества затворов с эксцентриситетом над концентрическими и наоборот.
4.1 Преимущества затворов с эксцентриситетом по сравнению с симметричными.
1. В первую очередь в затворах с эксцентриситетом существенно меньший износ уплотнений, а именно диск не скользит по уплотнению при открытии и закрытии и контактирует с седлом только в конце хода.
Это позволяет увеличить ресурс уплотнений в несколько раз, сохранить герметичность на протяжении всего срока службы и снизить частоту обслуживания и замен.
2. Более стабильная герметичность.
В затворах с эксцентриситетом конструкциях уплотнение работает в оптимальном режиме и геометрия затвора обеспечивает самоприжатие.
Это особенно важно для агрессивных и горячих сред.
3. Возможность работы в тяжелых условиях.
Затвор с тройным эксцентриситетом сметаллическим уплотнением эксплуатируются с высокими температурами и давлением в ответственных узлах.
4.2 Преимущества симметричных затворов по сравнению с эксцентриситетом.
1. Простота конструкции.
Затворы без эксцентриситета имеют меньше деталей, простую геометрию и меньше требований к точности изготовления.
Это делает их надежными в базовых условиях и простыми в ремонте и обслуживании.
2. Более низкая стоимость.
Которая формируется за счет простоты конструкции, применения эластомерных уплотнений и отсутствия сложной механики.
Особенно важно для типовых проектов, при больших объемах закупок и для систем с невысокими требованиями.
3. Универсальность для стандартных сред.
Для воды, воздуха, нейтральных жидкостей затворы полностью оправдывают себя, так как не требуют сложного подбора и легко заменяются и обслуживаются.
Таким образом, дисковые поворотные затворы — это универсальное и эффективное решение для перекрытия потоков в трубопроводных системах. Однако выбор между симметричным и затвором с эксцентриситетом должен основываться на реальных условиях эксплуатации, а не только на стоимости изделия.
Затворы без эксцентриситета:
- оптимальны для стандартных инженерных систем;
- экономичны и просты;
- подходят для умеренных давлений и температур.
Затворы с эксцентриситетом:
- обеспечивают высокий ресурс и стабильную герметичность;
- лучше работают в тяжелых и циклических режимах;
- являются предпочтительным решением для промышленности и высокопроизводительных процессов.
Для производителей качественной трубопроводной арматуры, таких как КВАНТ, важно не просто предлагать изделия, а помогать заказчику подобрать технически обоснованное решение, которое обеспечит надежность, безопасность и долгий срок службы оборудования.
Уважаемые читатели, подписывайтесь на наш канал и не пропускайте интересные публикации и актуальные новости о компании КВАНТ!
Для заказов и более подробного ознакомления с применением, конструкцией и техническими характеристиками:
📲Телефон: +7(812) 346-54-77, 337-68-29
✉️ Email: sales@kvant-pkf.ru
🌐 Сайт: https://kvant-pkf.ru