двойной эксцентриситет что это
Затворы со смещенным эксцентриситетом
Первоначально затворы такого типа разрабатывались для использования преимущественно в водных средах, но дальнейшие доработки конструкции позволили использовать эти универсальные изделия и в других отраслях промышленности, в том числе и тех, где рабочие среды гораздо агрессивнее, а температурные режимы более экстремальны.
Малые габаритные размеры и строительные длины данной арматуры существенно упрощают монтаж и демонтаж. Затворы, даже больших диаметров, легко могут устанавливаться в малодоступные и ограниченные узлы технологических линий без применения крупногабаритной грузоподъемной техники.
Стоимость дисковых затворов больших диаметров, по сравнению с аналогичными шаровыми кранами или клиновыми задвижками, в разы ниже, что, порой, экономит шестизначные суммы бюджета.
Разборная конструкция затворов обеспечивает возможность быстрой замены уплотнительных поверхностей, входящих в состав ЗИП, что позволяет оперативно и экономично производить ремонт, как на месте эксплуатации затвора, так и в специализированных ремонтных цехах.
Конструктивные особенности затворов со смещенным эксцентриситетом.
(Смещение диска в затворе с двойным эксцентриситетом)
Полезный эффект такого смещения, относительно симметричных затворов, заключается в минимизации воздействия на уплотнения. При работе на закрытие уплотнение деформируется лишь в крайнем положении диска, за счет чего уменьшается его износ. Примыкающие поверхности седла и диска симметричны.
Региональная газовая компания «Палюр» рекомендует в газораспределительных сетях от условного диаметра 200 мм. и с температурным диапазоном рабочей и окружающей сред в пределах +40…-40⁰С использовать дисковые поворотные затворы с двойным эксцентриситетом и мягким фторопластовым уплотнением, обладающими рядом преимуществ, такими как:
В затворах с тройным эксцентриситетом шток (вал) так же смещен относительно центральной оси диска и центральной оси трубопровода. Однако, в отличие от затворов с двойным эксцентриситетом, они имеют несимметричную форму уплотняющих поверхностей. Данная особенность сказывается на цене конечного изделия в сторону увеличения, но и значительно повышает пределы эксплуатационных характеристик.
(Смещение диска в затворе с тройным эксцентриситетом)
Комбинация трех смещений в момент прижима и размыкания уплотнительных поверхностей обеспечивает полное отсутствие трения уплотнительных поверхностей, способствуя минимизации износа седла и уплотнения в течение всего срока службы затвора.
Кроме того, оптимизированный угол зацепления исключает прилипание или заедание диска и уменьшает рабочий крутящий момент затвора, что позволяет применять менее мощные приводы, снижая впоследствии общую стоимость арматуры и электропотребление.
Металлические уплотнения также расширяют температурный диапазон работы изделий, позволяя осуществлять установку эксцентриковых затворов в технологических узлах, рабочие среды которых обладают очень высокими либо сверхнизкими температурами (-196…+550⁰С). При экстремальных режимах или суровых природных условиях данный тип арматуры обеспечивает надежность и качество работы.
Тенденции использования эксцентриковых затворов в разных отраслях.
Эксцентриковые дисковые затворы традиционно можно встретить во многих отраслях промышленности, таких, например, как нефтедобыча и нефтепереработка, индустрия СПГ, химия, нефтехимия, добыча и перекачка газа, коммунальное хозяйство, судостроение, целлюлозно-бумажное и сталелитейное производство, опреснение и очистка воды.
(Затвор фланцевый эксцентриковый с редуктором)
1. Уплотнение металл-металл, металл–металл+графит. Обладая металлическим седлом и металлическим же уплотнением, затворы со смещенным эксцентриситетом могут обеспечить надежное запирание с высокой герметичностью. При эксплуатации в нефтяной и прочих отраслях промышленности, оперирующих пожароопасными рабочими средами, металлические уплотнения позволяют данной арматуре соответствовать высоким требованиям пожаробезопасности.
2. Крутящий момент. Крутящий момент в эксцентриковых затворах позволяет запорному элементу «самонастраиваться» для равномерного распределения уплотнения. «Плавающее» уплотнительное кольцо и широкая уплотнительная кольцевая прокладка обеспечивают превосходное уплотнение и герметичное запирание. Небольшое увеличение крутящего момента при закрытии затвора дает лучшее запирание ввиду более равномерного распределения уплотняющего кольца по всей площади седла.
(Затвор фланцевый эксцентриковый с редуктором и электроприводом)
Региональная газовая компания «Палюр» производит и поставляет дисковые поворотные затворы с двойным и тройным эксцентриситетом.
В каталоге компании представлены следующие затворы:
О тройном эксцентриситете дисковых затворов рассказала компания «Палюр»
Конструктивные особенности затворов со смещенным эксцентриситетом
Поворотные дисковые затворы подразделяются в соответствии с материалами изготовления, способам управления и присоединения. В зависимости от конструкции запорного органа (диска), затворы могут быть симметричными или эксцентриковыми. По степени смещения диска, затворы со смещенным эксцентриситетом подразделяются на двухэксцентриковые и трехэксцентриковые.
Эксцентриковые затворы могут быть оптимальным решением комплектации технологической узлов запорной арматурой в тех случаях, когда требуется высокий класс герметичности оборудования.
Двойной эксцентриситет
Полезный эффект такого смещения, относительно симметричных затворов, заключается в минимизации воздействия на уплотнения. При работе на закрытие, уплотнение деформируется на короткое время в самый последний момент закрытия, за счет чего уменьшается его износ.
Примыкающие поверхности седла и диска симметричны. Это значительно удешевляет обработку, а значит, сказывается и на конечной цене изделия.
Тройной эксцентриситет
В затворах с тройным эксцентриситетом центральный вал также отстоит относительно центральной оси диска и центральной оси трубопровода. Однако, в отличие от затворов с двойным эксцентриситетом, они имеют несимметричную форму уплотняющих поверхностей. Это очень сильно сказывается на цене конечного изделия, в сторону увеличения, однако значительно повышает степень герметичности затвора.
Комбинация этих трех смещений обеспечивает непрерывную уплотняющую поверхность, минимизирует износ между седлом и уплотнением и сохраняет целостность уплотнения в течение всего срока службы затвора. Кроме того, оптимизированный угол зацепления минимизирует прилипание или заедание диска и снижает рабочий крутящий момент затвора. Таким образом, затворы эксцентрикового типа требуют наименьший момент при открытии/закрытии, обладают самым большим ресурсом и высокими эксплуатационными характеристиками
Относительно высокая стоимость подобных затворов компенсируется снижением эксплуатационных затрат. Отсутствие эластомерных и полимерных уплотнений, а значит и необходимости их замены, а также низкий крутящий момент эксцентриковых затворов (что позволяет использовать меньшие приводы), выливается в дополнительную экономию средств.
Металлические уплотнения также расширяют температурный диапазон изделий, дают возможность установки эксцентриковых затворов в технологических узлах, работающих с очень высокими, либо очень низкими температурами.
Тенденции использования эксцентриковых затворов в разных отраслях
Эксцентриковые дисковые затворы традиционно можно обнаружить во многих отраслях промышленности, таких, например, как нефтедобыча и нефтепереработка, индустрия СПГ, химия, нефтехимия, добыча и перекачка газа, коммунальное хозяйство, судостроение, целлюлозно-бумажное и сталелитейное производство, опреснение и очистка воды.
Все это вынуждало операторов проектов искать решения, которые были бы наиболее эффективными в плане предотвращения опасных утечек на производствах. К тому же определенную роль сыграли такие свойства эксцентриковых затворов, как простота в эксплуатации, надежность и устойчивость к абразивным средам и химикатам до определенной температуры или давления.
1. Уплотнение металл-металл. Обладая металлическим седлом и металлическим же уплотнением, затворы со смещенным эксцентриситетом могут обеспечить надежное и двунаправленное запирание, с коэффициентом протечки, близким к нулю. Кроме того, уплотнение «металл по металлу» может лучше регулировать тепловые колебания, а стандартная конструкция с прямым углом конуса трехэксцентрикового затвора обеспечивает уплотнение с низким коэффициентом трения в потоке, что является важной особенностью в технологических узлах с высокой температурой или высоким давлением. При использовании в нефтяной или газовой промышленности, или в других пожароопасных линиях металлические седла и уплотнения позволяют затворам соответствовать клапану требованиям пожаробезопасности.
2. Оптимизированный угол седла. Конструкция седла в сочетании с использованием стеллита в седле корпуса клапана обеспечивает более длительный срок службы уплотнения, а также улучшенную стойкость к истиранию, даже после длительного цикла работы. Этот оптимизированный угол седла может минимизировать клин или привязку диска и снизить рабочий крутящий момент.
3. Крутящий момент. Крутящий момент в эксцентриковых затворах позволяет клапану «самонастраиваться» для равномерного распределения уплотнения. «Плавающее» уплотнительное кольцо и широкая уплотнительная кольцевая прокладка обеспечивают превосходное уплотнение и герметичное запирание. Небольшое увеличение крутящего момента дает лучшее уплотнение из-за более равномерного распределения уплотняющего кольца по всей площади уплотнения. Приложенный крутящий момент также обеспечивает двунаправленное уплотнение.
4. Конструкция вала. Расположение штыревого разъема в нижней части диска обеспечивает хорошие показатели теплового расширения и минимизирует отклонение вала, что позволяет увеличить срок службы клапана. Благодаря внедрению новых уплотнений вала, эксцентриковые затворы могут также обеспечивать предотвращение выбросов в результате утечек при термоциклировании. Это возможно благодаря обновленным конструкциям уплотнения вала и методам сборки уплотнений, которые позволяют затвору взаимодействовать с более высокими температурами. Благодаря внедрению этих новых типов функций, в состав технологических линий, пригодных для использования затворов могут входить высокотемпературные паровые установки, службы аварийного контроля и пожаробезопасные системы.
Почему выгодно использовать затворы с эксцентриситетом?
Таким образом, несмотря на то, что многие типы запорной арматуры также могут быть очень эффективными в вопросах предотвращения утечек, в пользу выбора именно затворов может говорить их более компактные размеры и строительная длина.
Компактная конструкция упрощает установку. Затворы даже больших диаметров легко могут устанавливаться в очень неудобных и ограниченных элементах технологических линий, по сравнению, например, с шаровыми кранами или клиновыми задвижками.
Затворы с тройным эксцентриситетом обеспечивают наилучшее уплотнение и максимальный срок службы среди всех дисковых затворов. При экстремальных температурных режимах или суровых природных условиях эти затворы обеспечивают приемлемую надежность и качество работы.
Уплотнение «металл по металлу», даже после длительного цикла использования, обеспечивает целостность уплотнения, ранее ассоциировавшуюся только с полимерными уплотнениями.
Низкий крутящий момент на четверть оборота позволяет использовать меньшие приводы, за счет чего снизить стоимость.
Пресс-служба МЦ Armtorg по материалам региональной газовой компании «Палюр»
Сравнение двухэксцентрикового и трехэксцентрикового поворотного затвора
Поворотным затвором называется тип трубопроводной арматуры, в котором запирающий элемент имеет форму круглой пластины. Запорный компонент поворачивается относительно вертикального или расположенного почти под прямым углом основания к оси трубопровода. Поворотные затворы дисковой формы имеют простую конструкцию, небольшой вес и состоят из малого количества элементов. Возможно их оснащение приводами ручного типа, пневмоприводами или электрическими приводами.
Поворотные затворы могут регулировать или перекрывать поток рабочей среды. В них практически не бывает потерь давления при высокой производительности. Диск может вращаться под углом от 60 до 90 градусов, что зависит от применяемой конструкции. Для их установки не требуется много места, а условный проход в них может составлять от 40мм до 2400мм. Основные материалы, из которых изготавливаются поворотные затворы – сталь, чугун, титановый сплав. Для уплотнений используются различные типы каучуков, гипалон, фторопласт, выбор которых зависит от рабочей среды.
Основными разновидностями поворотного затвора являются двухэксцентриковые и трехэксцентриковые затворы. Они могут полноценно заменять задвижки благодаря улучшенной герметичности и габаритам. По сравнению с обычными поворотными затворами затворы с двойным эксцентриситетом более надежны и сохраняют работоспособность в экстремальных условиях. Они выдерживают частые открытия и закрытия, перепады давления, температуры. Отличительной особенностью двухэксцентрикового затвора является несимметричное расположение диска относительно осевой линии трубопровода. Диск и седло характеризуются коническим профилем. Они меньше поддаются износу за счет выхода из контакта друг с другом даже при малых углах открытия. Это обеспечивается двойным смещением оси вращения.
Затворы, имеющие конструкцию с тройным эксцентриситетом, были разработаны всего несколько лет назад и являются инновацией в трубопроводной арматуре. Применение подобного решения стало возможно благодаря применению новейших технологий в отрасли. В его конструкции запирающий диск характеризуется наличием тройного смещения. Во время закрытия или открытия поворотного затвора диск смещается одновременно в 3-х плоскостях. В первой плоскости производится сдвиг оси диска относительно его центра и оси уплотнения. Положение запорного элемента во второй плоскости осуществляется сдвигом оси его поворота по отношению к центру трубопровода. В третьей плоскости наблюдается коническое прилегание диска во время закрытия.
Трехэксцентриковые затворы отличаются от двухэксцентриковых существенным продлением срока эксплуатации, уменьшением потерь давления, увеличением пропускной способности, сравнительно большим диапазоном рабочих температур. Объединяет оба типа данных затворов то, что они могут использоваться практически на любых рабочих средах для промышленных и коммунальных предприятий, обладают высокой надежностью и качественными эксплуатационными характеристиками. Особой популярностью и хорошей репутацией обладают поворотные затворы от фирмы Ari-armaturen, которая предлагает новейшие разработки в данном сегменте.
Конструктивные особенности дисковых затворов с эксцентриситетом
Дисковые поворотные затворы – одна из наиболее используемых разновидностей запорной арматуры. Это объясняется способностью выдерживать значительные температурные и механические нагрузки и при этом обеспечивать быстрое перекрытие трубопровода. Однако некоторые конструктивные особенности не позволяют отнести их к числу наиболее долговечных и герметичных устройств. Лишь эксцентриковые дисковые затворы лишены данных недостатков.
В обычном дисковом поворотном затворе шток проходит через центр запорного органа и располагается строго симметрично относительно оси трубопровода. Это приводит к достаточно сильному трению уплотнительных поверхностей с момента их соприкосновения до полного закрытия, а также при открытии от начала движения до разъединения. Проблема усугубляется также неравномерным прилеганием разных участков диска и седла друг к другу в ходе этого процесса. Следствием этого является образование со временем задиров и снижение герметичности.
Затворы с двойным эксцентриситетом конструктивно отличаются тем, что шток их смещен относительно кромки диска и продольной оси трубопровода. Благодаря этому процесс соприкосновения уплотнительных поверхностей схож с происходящим при открытии и закрытии седельного клапана, но при этом не требует значительных усилий и времени. Осевое смещение в двух плоскостях обеспечивает равномерный контакт затвора и седла по всей окружности, тем самым позволяя избежать дополнительных нагрузок в отдельных точках.
В настоящее время наряду с вышеописанными двухэксцентриковыми производители выпускают затворы с тройным эксцентриситетом. В этих изделиях дополнительно смещена вершина конуса уплотнительной поверхности диска относительно его центра, что обеспечивает ещё более качественное прилегание её к седлу. В данном случае движение от момента соприкосновения до полной герметизации практически отсутствует, а площадь контакта при закрытии больше.
Основные преимущества эксцентриковых затворов:
Благодаря вышеперечисленным преимуществам эксцентриковой конструкции в сочетании с характерными для любых дисковых затворов достоинствами область их применения становится ещё шире. Запорную арматуру данного типа активно используют на трубопроводах большого диаметра, предназначенных для транспортировки агрессивных и неагрессивных сред с высокой температурой (до 550º С) – горячей воды, нефтепродуктов, газа, пара и т. д.
Сферы применения дисковых поворотных затворах с эксцентриситетом:
Поворотный дисковый затвор с двойным эксцентриситетом
В настоящее время использование дисковых поворотных затворов с двойным эксцентриситетом оправданно в тех элементах технологической системы, где предъявляются определенные требования к строительной длине элемента. В данной статье будут отражены наиболее важные характеристики таких затворов.
(Наиболее распространенная конструкция поворотного дискового затвора с двойным эксцентриситетом.)
Что такое «двойной эксцентриситет» и в чем его преимущества?
Если в характеристике поворотного дискового затвора указано «двойной эксцентриситет«, то это означает, что уплотнительные кромки диска и ось вала диска отстоят друг от друга на определенный промежуток по двум разным направлениям. Подробно это показано на рисунке 2:
Рис.2
В отличии от симметричных дисковых затворов, в которых ось вала проходит через центр корпуса и диска, затворы со смещенным эксцентриситетом, где вал расположен вне зоны уплотнения диска (А) и смещен относительно оси трубопровода (В) позволяют обеспечить полную герметизацию, и исключить протечки среды.
Ответственный выбор затвора
При подборе дисковых затворов для комплектации технологических линий, следует обращать пристальное внимание на опыт и квалификацию производителя этих затворов, а также на соответствие их всем возможным стандартам, в том числе и международным, а также обеспеченность необходимыми сертификатами.
Однако, конкретные особенности конструкции каждого затвора прописаны в стандартах не так четко, а ведь знание этих особенностей зачастую позволяет значительно повысить срок эксплуатации запорной арматуры.
Особенности конструкции двухэксцентриковых затворов.
Наиболее важные характеристики затворов со смещенным эксцентриситетом касаются конструкции корпусов затворов, точнее геометрии их проточной части. Наиболее пристальное внимание следует обратить на область в зоне седла, в той ее части, где имеется уплотнение между корпусом и диском (рис.3).
Очень важен контроль этой части затвора, т. к. при появлении впадин, сколов, разрывов, выступов, трещин и т. д, поток воды при сильном давлении получает неправильное направление, что, в свою очередь может привести к аварии. Нужно следить за тем, чтобы эта область затвора была ровной и гладкой.
В современной практике машиностроения по возможности отказываются от штифтового соединения вращающихся деталей, поскольку штифтовое соединение зачастую не может выдержать то усилие сдвига, создаваемое крутящим моментом, которое легко выдерживает шпоночное соединение. В случае возникновения гидроудара, либо при заклинивании диска, в соединении вала возникает перенапряжение, которое может привести к аварии.
Нелишне, однако, вспомнить о таких параметрах, как взаимозаменяемость и ремонтопригодность затворов, и тут более широкие возможности демонстрирует штифтовое соединение, так как оно требует обработки совмещенных вала и диска при помощи единой установки, чем достигается необходимая точность.
Уплотнение дисковых затворов со смещенным эксцентриситетом.
На представленных выше рисунках видно, что у всех эксцентричных поворотных дисковых затворов уплотнение имеет форму кольца без разрывов. На такую конструктивную особенность повлияла заложенная в конструкции сила трения, а также сила сжатия уплотнения в закрытом положении. Возможность точной настройки в соответствии с существующим давлением среды способствует значительному увеличению срока службы уплотнения, а также сокращает крутящий момент при управлении затвором.
Таким образом, можно сказать, что наиболее удачная конструкция, позволяющая добиться наибольшей герметичности затвора, представляет собой седло корпуса в сочетании с профильным резиновым кольцом, которое, в свою очередь крепиться и удерживается зажимным кольцом. Седло может быть выполнено из нержавеющей стали, при этом оно может быть либо приварено, либо завальцовано. В идеале, зажимное кольцо должно регулировать профильное кольцо (рис 5.)
Используя предусмотренный конструкцией зазор «Х» возможно осуществить поджатие уплотнительного кольца, отрегулировав силу F, которая обеспечивает необходимое сжатие, препятствующее проникновению рабочей среды. Технические характеристики такого затвора гораздо выше, чем у затвора с нерегулируемым уплотнением. В результате значительно увеличивается срок службы затвора.
Уплотнение вала
Уплотнение вала, не позволяющее рабочей среде выходить наружу, состоит из собственно уплотнения, и опорных подшипников. (рис 6). В этих узлах применяются обычно опорные подшипники из стандартных материалов, предпочтение отдается материалам, не требующим смазки.
При снятии управляющего привода, или редуктора, существует вероятность, что все кольца будут выбиты давлением рабочей среды, что вызовет утечку. Во избежание этого, в конструкции предусмотрены стопорные кольца, которые упрощают техническое обслуживание затворов.
Региональная газовая компания «Палюр» поставляет дисковые поворотные затворы со смещенным эксцентриситетом. В нашем каталоге представлены затворы