Как работает параллельная шиберная задвижка? Работа и дизайн

Принцип работы и технические детали параллельной шиберной задвижки

Задвижка с параллельными шиберами — это важнейшее устройство в промышленных трубопроводных системах, предназначенное для отсечения или соединения сред. Оно особенно подходит для применения в условиях высоких-температур, пара высокого-давления, питательной воды и не-агрессивных газов. В отличие от традиционных клиновых задвижек, для обеспечения уплотнения в нем используются два параллельных диска затвора. Понимание механизма его работы облегчает правильный выбор и обслуживание.

Внутренняя структура и основные компоненты
Типичный параллельный шиберный затвор состоит из корпуса, крышки, двух параллельных дисков затвора, седловых колец, штока, сальника и маховика или привода. Между двумя дисками затвора установлены пружины или устройства балансировки давления для поддержания первоначального контакта с седловыми кольцами с обеих сторон. Кольца седла обычно наплавлены сплавом на основе кобальта- (например, стеллитом 6), достигающим твердости HRC 38-45, способным выдерживать многократное трение и высокотемпературную эрозию.

Поэтапный--пошаговый анализ операций

✔️Закрытая позиция
Когда маховик вращается по часовой стрелке, гайка штока перемещает шток вниз, опуская затвор в сборе вертикально к нижней части пути потока. В этот момент давление среды на входе попадает в полость между двумя шиберными дисками, прижимая каждый параллельный шиберный диск к соответствующему посадочному кольцу. Этот эффект "самоуплотнения-с помощью-давления" увеличивает контактное напряжение между шиберами и седлами по мере повышения давления среды. Измеренное контактное давление уплотнения может достигать 35–50 МПа, обеспечивая нулевую утечку (соответствие стандарту API 598, отсутствие видимой утечки при давлении, в 1,1 раза превышающем номинальное).

✔️Процесс открытия
Вращение маховика против часовой стрелки поднимает шток и затвор в сборе. В течение первых нескольких миллиметров подъема два диска ворот остаются в контакте с седлами, создавая эффект «разгрузки».-давление в полости ворот быстро сбрасывается, и сила уплотнения исчезает. По мере продолжения подъема вся задвижка поднимается, полностью открывая путь потока. В полностью открытом состоянии путь потока представляет собой прямой круглый канал с коэффициентом сопротивления потоку всего 0,02–0,04, что намного ниже, чем у шарового клапана.

✔️Характеристики крутящего момента открытия/закрытия
Потому что параллельшиберный клапансоздает высокую силу уплотнения только на конечной стадии закрытия и начальной стадии открытия, его рабочий крутящий момент плавный и относительно низкий. Например, клапан NPS 6 класса 600 имеет максимальный рабочий крутящий момент около 350 Н·м, тогда как клиновая задвижка той же спецификации может превышать 500 Н·м. Это делает его более подходящим для частой эксплуатации или электропривода.

Ключевые технические параметры и преимущества

• Диапазон номинального давления: от класса 150 до класса 4500.
• Диапазон размеров отверстий: NPS 2 ~ NPS 48
• Применимая температура: -29 градусов ~ 610 градусов (в зависимости от материала корпуса, например, WCB, WC6, WC9)
• Скорость утечки: Меньше или равна 5×10⁻⁵ мм³/с для уплотнения металл-к-металлу (тест гелиевой масс-спектрометрии).

По сравнению с клиновыми задвижками,параллельный шиберный клапанне подвергается «заклиниванию» из-за термоциклирования-клиновая конструкция может застрять из-за теплового расширения при высоких температурах, что затрудняет открытие. Напротив, параллельные диски ворот движутся независимо, что позволяет избежать этого риска. Таким образом, в сложных приложениях, таких как изоляция главного пара на электростанциях и в байпасных линиях питательной воды котлов, параллельные шиберные задвижки являются международным выбором (эталонные стандарты ASME B16.34 и API 600).

Заключение
📝Задвижка с параллельными шиберами благодаря продуманной конструкции параллельных задвижек и уплотнению среднего-давления-обеспечивает двунаправленную нулевую утечку при высоком перепаде давления, сохраняя при этом низкий крутящий момент и противо-характеристики защиты от заедания. Это, несомненно, проверенное решение для долговременной-надежной изоляции в системах пара или жидкости-высокого давления.