Šoupátka jsou nedílnou součástí každého potrubí. Vynikají mezi podobnými zařízeními s různými modely, takže je důležité pochopit, jaké typy ventilů jsou a jak je správně ovládat. Rozumíme zařízení a odrůdám ventilů, výhodám a nevýhodám různých modelů, principu jejich fungování.
Rozsah použití: kde a jak se používají
Šoupátko je zařízení, které se v potrubních systémech používá od konce 19. století. Jako uzamykací mechanismus je zapotřebí ventil, aby se uzavřel tok procházející potrubím, ať už jde o kapalinu, plyn nebo viskózní médium. Používá se při opravách a údržbě v systémech různé úrovně složitosti, kde se používají produkty různých velikostí a provedení.
Šoupátka se instalují na jakékoli potrubí o průměru od několika centimetrů do jednoho a půl až dvou metrů. Jejich ovládání může být ruční (na linkách o průměru do 40 cm), nebo pomocí elektrického pohonu (na velkých linkách). Všechny modely spojuje jednoduchý design, malá stavební délka, schopnost fungovat při různých teplotách a tlacích v systému.
Brány jsou instalovány v systémech jakéhokoli účelu:
- V místních potrubích a dálnicích.
- V přepravních potrubích ropného a plynárenského, chemického, potravinářského průmyslu.
- V průmyslových podmínkách s čerpáním jakéhokoli, včetně agresivního nebo toxického, technologického média: kapalné, plynné, viskózní.
- Na domácích potrubích malého průřezu s vodou nebo plynem.
- Na stoupačkách vícepodlažních budov, v místech napojení potrubí do centrálního systému zásobování plynem a vodou.
- K řízení provozu vodních tlakových zařízení, jako jsou požární hydranty nebo čerpací stanice.
- Oblasti, kde se provádějí renovační práce.
Konstrukce ventilu pro potrubí
Klasický uzavírací ventil se od svého vynálezu konstrukčně příliš nezměnil. Od ostatních typů armatur se liší tím, že její zajišťovací část se pohybuje kolmo (příčně) k proudu pracovního média. Kromě zácpy se v designu rozlišuje tělo s tryskami a hnacím systémem.
Těleso a víko spolu se sestavou ucpávky tvoří dutinu, kterou se pohybuje kapalina nebo plyn. Pro výrobu pouzdra se ve většině případů používá litina nebo ocelové nerezové slitiny. Litina potřebuje další ošetření antikorozními sloučeninami, například epoxidovým základním nátěrem nebo barvivem obsahujícím slídu.
Zařízení se montuje do potrubí na přírubové nebo spojkové spoje. Uvnitř pouzdra je umístěna uzamykací sestava, která může mít několik konfigurací. Kryt je připevněn k pouzdru pomocí závitových spojů.
Na krytu je také připevněn uzamykací prvek; pohybuje se pomocí pohonu s hnacím mechanismem. Různé modely se mohou lišit typem pohonu a jeho umístěním, jinými technickými vlastnostmi, ale hlavní rozdíl spočívá ve způsobu pohybu vřetena.
Vřeteno je část, přes kterou se točivý moment z pohonu přenáší na blokovací prvek. Vřeteno (obvykle mluvíme o závitovém páru: vřeteno a matice) má tvar podlouhlého válce nebo hřídele (přibližně), rozděleného na tři části:
- Lichoběžníkový profil, na kterém je vyříznut běžící závit.
- Válcová část s hladkým (bez závitu) povrchem, na kterém je instalováno olejové těsnění (těsnicí zařízení).
- Uzel spojující vřeteno se šroubem.
Podle způsobu pohybu se konstrukce hřídele dělí na dva typy:
- Stahovací. Závit a matice vřetena jsou umístěny mimo tělo ventilu. V otevřené poloze se vřeteno vysouvá nahoru a zvedá klín. Šachta nepřichází do styku s obsahem potrubí, proto nekoroduje, ale zároveň zvyšuje stavební výšku zařízení, což není vhodné pro všechny podmínky instalace.
- Nezatahovací. Hřídel zůstává v těle ventilu, nepohybuje se nahoru a dolů, ale otáčí se kolem své osy. To umožňuje použití mechanismu i ve stísněných prostorách. Nevýhodou je neustálý vliv pracovního prostředí na materiál vřetena.
Výhody a nevýhody použití
Ventily pro potrubí se nadále používají kvůli následujícím užitečným vlastnostem:
- Jednoduchý a spolehlivý design. Princip fungování a hlavní detaily zůstaly nezměněny po více než sto padesát let, což svědčí o spolehlivosti konstrukčních součástí.
- Snadnost použití. Uzávěr umožňuje zablokovat potrubí jakéhokoli průměru s relativně malým úsilím. Například s průměrem 100 mm je velmi obtížné otočit kuželkovým ventilem, kulový kohout je jednodušší, ale pouze pro silného člověka. Dobře namazaný a udržovaný ventilek dokáže otevřít a zavřít i dítě.
- Zlepšený výkon. Zařízení jsou navržena pro provoz v širokém rozsahu teplot a tlaků. Některé odrůdy jsou navrženy tak, aby fungovaly pod vlivem nepřátelského přenášeného prostředí.
- Spolehlivost práce. Provedení všech typů šoupátek se vyznačuje vysokou těsností. Jsou voleny v souladu s vnitřním průměrem potrubí, takže nejsou narušeny hydraulické parametry dopravovaného média. Pohyb klapky je plynulý, takže se plynule mění i průtok a nedochází k vodnímu rázu.
- Snadná údržba, udržovatelnost. Použití matic nebo šroubů k montáži armatur usnadňuje instalaci a opravu. Opotřebovaný ventil lze snadno vyměnit za nový.
- Pokračující operace. Osvědčená konstrukce a použití odolných materiálů zajišťují dlouhou životnost.
Následující vlastnosti jsou považovány za nevýhody:
- Značná hmotnost ventilů určených pro obsluhu potrubí velkých průměrů vyžaduje speciální servisní vybavení nebo úsilí několika lidí. Pro největší průměry musíte použít systém s převodovkou (zesilovačem).
- Výrobky z litiny jsou křehké, silný neopatrný úder může vést k rozbití.
- Minus litina: je odolná, ale náchylná ke korozi ve vodě, takže těsnost může časem trpět.
- Typickou poruchou ventilu je deformace pohyblivých uzamykacích částí a tvorba usazenin na nich, které brání jejich hermetickému uzavření.
Popis videa
O principu fungování ventilů v následujícím videu:
Typy závěrek
Typy ventilů pro potrubí lze klasifikovat mnoha způsoby; nejjednodušší je spolehnout se na rozdíly v konfiguraci uzavírací sestavy. Klasickou možností v postsovětském prostoru je klínové šoupátko. Jiný název pro mechanismus je paralelní (dvoukotoučový) ventil s následujícím zařízením:
- Svisle je umístěna tyč (vřeteno), která je poháněna otáčením ručního kola.
- Ve spodní části tyče je upevněn uzamykací párový prvek (líce, desky), který uzavírá vodu. Lícnice jsou vyrobeny z litiny a mají kulatý tvar a po okraji jsou opatřeny mosaznými zrcátky. Stejná zrcátka jsou v karoserii.
- Když stopku spustíme (abychom zablokovali pohyb tekutiny), klín umístěný ve spodní části těla dosedne na představec, odtlačí tváře od sebe a ty jsou pevně přitlačeny ke zrcátkům v těle.
- Těsnost západky je zajištěna pouze těsným broušením kovových zrcátek na lícnicích k zrcátkům na těle.
Toto není jediný typ ventilů pro potrubí. Rozšířil se uzamykací mechanismus s paralelním uspořádáním lícnic. Při sklopení představce zcela blokují proudění tekutiny a v krajní horní poloze přestávají být překážkou. Existují hadicové a otočné mechanismy. Funkce uzávěru hadice je založena na stlačení elastické hadice. U klapek je v kanálu potrubí disk, který se může otáčet kolem středové osy.
Dalším způsobem klasifikace zařízení je materiál výroby. Nejběžnější je litina; litinové tvarovky se instalují do systémů se středním dynamickým zatížením a s chemicky inertní dopravovanou látkou.
Ocelová šoupátka se instalují pod svařování nebo pod příruby. Takové kování jsou nejen odolné, ale také odolné vůči korozi; je navržen pro provoz v širokém rozsahu teplot a tlaků.
Vnitřní části jsou také vyrobeny z oceli nebo litiny. Jednotlivé malé díly (např. pouzdro na vřetenu) mohou být vyrobeny z mosazi nebo bronzu.
Kromě kovových částí mají šoupátka těsnění ucpávky. Nachází se v místě vstupu vřetena do tělesa a neumožňuje únik pracovního média. Těsnění ucpávky se vyrábí ve formě kroužku nebo šňůry a má několik modifikací: vyztužené lavsanovou nití, nerezovým drátem nebo skleněnou nití.
Podle způsobu výroby těla zařízení se dělí na následující poddruhy:
- Obsazení. Hlavní výrobní metoda, která poskytuje zvýšenou pevnost během provozu.
- Kované, ražené. Technologie umožňuje získat vysoce pevné a udržovatelné trupy. Části karoserie jsou spojeny svařováním.
- Kombinovaný. Těleso je svařeno z dílů vyrobených lisováním a kováním.
Pohon je dostupný v následujících verzích:
- Manuál. Síla je přenášena pomocí setrvačníku a závitového vřetena.
- Elektrický. Šoupátko je ovládáno pohyblivým vřetenem; současně plní roli kotvy elektrické cívky.
- Hydraulické. Vřeteno je poháněno hydraulickou kapalinou.
- Pneumatický. K pohybu tyče dochází pod tlakem stlačeného vzduchu.
Popis videa
O značení ventilů v následujícím videu:
Nejdůležitější znaky
Pro provoz potrubí jakéhokoli typu jsou nutné ventily, jejichž úkolem je blokovat průtok látky pro opravu nebo údržbu systému. Princip kování je znám již z předminulého století; díky promyšlené konstrukci ventilu je bezporuchový v provozu, jednoduchý na obsluhu a údržbu.
Většina modelů je vyrobena z litiny nebo oceli. Každý systém obsahuje pouzdro s víkem (může být lité, svařované nebo lisované), klínový zámek (možné varianty) a pohonný systém.
Uzavírací armatury pro potrubní systémy slouží k uzavření průtoku pracovního média. Existuje však několik typů produktů, které tuto funkci plní různými způsoby na základě jejich konstrukčních prvků. Mají své výhody i nevýhody.
Abychom vám usnadnili výběr správného zařízení, podívejme se na hlavní rozdíly mezi různými typy uzavíracích ventilů.
Rozdíl mezi ventilem a šoupátkem?
Ventily a šoupátka mají různé principy činnosti uzavírací jednotky. V druhém případě je průchozí otvor potrubí blokován klínem/nožem pohybujícím se kolmo k proudění média. V případě ventilu je uzavírací sestava kužel nebo cívka, která se pohybuje paralelně s pracovním tokem. Při zavírání ventilu se ventil pohybuje proti proudu, při otevírání – v opačném směru.
Pro přehlednost se podívejme na průřez ventilem a šoupátkem:
Designové rozdíly
Šoupátka a šoupátka mají různé konstrukce tělesa ventilu. U ventilů je válcový, proud média jím prochází přímo. Může dojít k mírnému zúžení průsvitu průchozího otvoru, přítomnosti těsnících těsnění a kroužků, které zajišťují těsné usazení ventilu, když je ventil uzavřen. Tento typ armatur se vyznačuje nízkým hydraulickým odporem.
Ventily mají složitou konstrukci těla, ve které musí tok média provést dvě po sobě jdoucí otáčky pod úhlem 90 stupňů. Z tohoto důvodu se při zvednutí ventilu vytváří velký hydraulický odpor a rychlost proudění se snižuje. Při otevírání/zavírání uzavírací sestavy se však ventil potřebuje posunout pouze o 0,25 DN a ne o celý jmenovitý průměr, jako je tomu u ventilu.
Podívejme se na podobnosti a rozdíly v konstrukci ventilů a šoupátek ve srovnání:
Válcové, zúžené nebo s plným otvorem. Pohyb média je přímý
Komplexní vnitřní provedení pouzdra, dvojité otáčení proudu média v pravém úhlu
Směr brány vzhledem k průtoku média
Přírubové, spojkové, svařované
Přírubové, spojkové, svařované
Ruční, pomocí převodovky, elektrického nebo pneumatického pohonu
Ruční, pomocí převodovky, elektrického nebo pneumatického pohonu
Ventily lze instalovat na potrubí v libovolné poloze. Mají symetrický design, který vydrží značné zatížení. Proto se ventily používají na hlavních potrubích s vysokým rizikem vodních rázů.
Schéma průtoku ventilem a šoupátkem:
Funkční rozdíly: výhody a nevýhody
Ventily a ventily mají z hlediska provozu mnoho podobností. Na jejich výrobu se například používají stejné materiály. Mají také stejné možnosti připojení potrubí. Jsou povoleny závitové, svařované a přírubové spoje. Za třetí, obě možnosti mají zvýšenou těsnost a plní pouze uzavírací funkci bez možnosti regulace průtoku. Podívejme se na výhody a nevýhody ventilů a ventilů.
Šoupátka mají mnoho výhod:
- Nízký hydraulický odpor u všech modelů díky konstrukčním prvkům pouzdra.
- Nemají žádné stagnující zóny. To umožňuje použití těchto tvarovek při přepravě viskózních a kontaminovaných médií.
- Vysoká těsnost uzávěru průtoku.
- Velký rozsah provozních teplot (v závislosti na materiálu pouzdra).
- Spolehlivá konstrukce uzamykací jednotky a široká škála standardních velikostí.
- Malá celková délka, výška závisí na konstrukci ventilu (s výsuvným nebo nezatahovacím vřetenem).
- Na směru pracovního prostředí při instalaci nezáleží.
- Jednoduchost návrhu a údržby, udržovatelnost kování.
- Možnost použití na potrubí s libovolným jmenovitým otvorem.
- Uzavření průchozího otvoru vyžaduje více času, protože uzavírací prvek musí urazit větší vzdálenost (celý DN potrubí).
- Opotřebení těsnících ploch a montážních kroužků.
- K utěsnění používejte pouze ucpávku.
- Instalace je možná pouze na rovné části potrubí.
- Velká hmotnost, konstrukční výška.
Šoupátka lze použít v různých potrubních systémech pro dopravu agresivních kapalin a plynů. Při výběru armatur je třeba dbát na materiál konstrukčních prvků, které mají kontakt s pracovním prostředím – musí mít korozní odolnost vůči přenášeným látkám.
Výhody použití ventilů:
- K zavření musí závěrka urazit krátkou vzdálenost, přibližně 0.25 Dn. Proto je uzavření průtoku rychlejší ve srovnání se šoupátky.
- Při zapadnutí ventilu do sedla nedochází prakticky k žádnému tření a nedochází k opotřebení těsnění.
- K utěsnění lze použít ucpávku nebo vlnovcové těsnění.
- Několik variant instalace ventilů na potrubí. Existují průchozí a rohové modely. Ty se používají v místech, kde se potrubí otáčejí (v úhlu 90 stupňů).
- Nízká konstrukční výška, relativně nízká hmotnost.
- Snadná údržba, vysoká těsnost.
- Široký rozsah provozních teplot (v závislosti na materiálu pouzdra).
Hlavní nevýhody ventilů:
- Vysoká hydraulická odolnost, náchylná k vodním rázům díky složité konstrukci pouzdra s rotací média uvnitř.
- Existují stagnující zóny, což omezuje použití produktů při práci s určitými prostředími.
- Ventily nelze instalovat na potrubí velkého průměru z důvodu vysokého průtoku, který brání správné orientaci ventilu v sedle.
- Vysoká délka tváří v tvář (asi 1,5krát delší ve srovnání s šoupátky).
- Důležitou roli hraje směr proudění pracovního média. Kování se instaluje ve směru šipky na tělese.
Pokud je ventil orientován v opačném směru (proti proudu média), může být obtížné ventil otevřít a dokonce způsobit, že deska spadne z dříku, což způsobí selhání jednotky.
Jak vizuálně odlišit ventil od šoupátka
Vizuálně odlišit ventil od šoupátka je obtížné, ale možné. Chcete-li to provést, musíte věnovat pozornost vnějším vlastnostem těla ventilu kvůli pohybu uzavírací jednotky se specifiky vnitřních součástí.
Je mnohem snazší pochopit, co je před vámi, ventil nebo ventil, čtením značek na těle. Všechny typy uzavíracích ventilů mají digitální označení. Pro šoupátka je to 30, 31 a pro ventily je to 13, 14, 15.
Pokud má pouzdro na začátku označení „14“, jedná se o ventil. Označení obsahuje také údaje o přítomnosti/nepřítomnosti pohonu, materiálu pouzdra atd.
