Шиберная задвижка, сфера использования и типы конструкций

Многообразие выбора и широкий ассортимент трубопроводной арматуры, доступной на современном рынке, позволяет сделать правильный выбор среди различных типов задвижек в зависимости от сферы и особенностей применения. Специальная шиберная задвижка, представленная на нашем сайте в широкой классификации, представляет собой важный и широко востребованный механизм для регулирования потока содержимого различных трубопроводов, без которого не могут обойтись крупные промышленные предприятия государственного и частного характера, а также более мелкие организации коммунального хозяйства.

Свое название шиберная задвижка получила от немецкого термина «schieber» (шибер), образованного от глагола «schieben». Дословный перевод на русский язык данного понятия означает толкать, двигать или засовывать. Таким образом, шиберная задвижка подразумевает под собой заслонку, выполненную в форме заточенной пластины, которую можно перемещать. Благодаря специальной заточенной форме рабочего органа, данную заслонку часто называют «ножевая задвижка шиберная».

В соответствии с установленным отечественным ГОСТ 24856-2014, под определение задвижки шиберной подпадает вся арматура для трубопровода, которая имеет форму параллельных заостренных пластин с запирающим элементом. Главное предназначение такой арматуры состоит в перекрытии потока содержимого трубопровода (воздуха, воды, газа или какой-либо другой рабочей среды). Нередко шиберные заслонки применяют для управления потоком среды, имеющей тяжелую и даже вязкую консистенцию.

Что такое шиберная задвижка

Шиберная задвижка включает в себя обязательный элемент – шибер. Спецификация данного устройства, исходя из его технической документации, подразумевает наличие движущейся пластины, выполненной из прочной стали. Задвижка позволяет полностью или частично перекрывать поток рабочей среды и регулировать размер проходного отверстия, а соответственно и количество проходящего через нее содержимого.

Одним из распространенных примеров применения задвижки с шиберным элементом, является перекрытие потока цемента или другой сыпучей среды в промышленной установке. Следует отметить, что данный случай можно смело назвать эталоном сферы использования таких задвижек – это «грязные» сыпучие и пульповые среды.

Таким образом, заслонка шиберная, которую также часто именуют шиберным ножевым затвором (что, правда, не совсем соответствует терминологии ГОСТа), представляет собой механизм, перекрывающий течение содержимого трубопровода с примесью различных компонентов. Конструкция шиберного механизма включается в себя параллельные ножевые пластины, движение которых осуществляется перпендикулярно оси основного потока. Заостренная форма пластин позволяет расширить функциональность заслонок подобного типа. Так, данные задвижки могут перекрывать поток содержимого и одновременно измельчать или останавливать движение крупных твердых частиц, а также кристаллических компонентов и примесей.

Преимущества и недостатки

Преимуществами шиберных задвижек являются:

простота изготовления затвора;
легкость сборки, разборки и ремонта;
отсутствие заедания затвора в полностью закрытом положении.

Недостатками шиберных задвижек являются:

большой расход энергии на открытие и закрытие, вызванный тем, что на всем пути движения привод преодолевает трение между уплотнительными поверхностями седел и затвора;
значительный износ уплотнительных поверхностей.

Несмотря на недостатки, шиберные задвижки достаточно легко обслуживаются и ремонтируются. Величина износа очень легко компенсируется при ремонте путем смещения (вывертывания) седел.

Способы использования

Задвижки с шиберной конструкцией используются в очистных, фильтрующих установках и различных трубопроводах (обычно, «грязного» типа). Это означает, что прочные и надежные заслонки отлично справляются с перекрытием движения мощного грязевого потока. Они могут устанавливаться на трубопроводы, по которым под высоким давлением

понимается горная порода, нефть, всевозможные жидкости с гранулами, пульпом и прочими примесями, твердыми вкраплениями и частицами.

Исходя из разнообразного спектра перекачиваемых рабочих сред, заслонки шиберного типа классифицируются на модели, предназначенные для использования в различных отраслях промышленности. В частности, наиболее популярными сферами использования таких задвижек являются:

химическая отрасль;
нефтегазодобывающая промышленность;
сфера производства строительных материалов;
коммунальное хозяйство;
горнодобывающая промышленность;
целлюлозно-бумажная отрасль;
электроэнергетика и прочее.

Заслонки шиберной конструкции, в силу своей способности фильтровать и измельчать проходящие через нее частицы, а также пропускать большие объемы рабочей среды, широко распространены и применяются в канализационных системах и стоках. Достаточно востребованными они являются и для химических комбинатов, где ними оснащаются технологические линии по производству аммиака, мастик, кислот и всевозможных минеральных удобрений. В горнодобывающей промышленности задвижки шиберного типа помогают фильтровать и дозировать полезные компоненты, подготавливая их к последующей обработке.

Отдельной сферой применения, которая регулируется нормативной документацией ГОСТ 55020-2012, является нефтегазодобывающая промышленность. В этой области шиберные задвижки используются на магистральных трубопроводах в составе фонтанной арматуры

Самостоятельное изготовление задвижки

Перед изготовлением горизонтальной задвижки, предварительно точно замеряется сечение дымового канала и по нему точно вырезается фрагмент. Потом полученную пластину сваривают с двумя патрубками, в которых она будет располагаться после установки.
Изготовление поворотного шибера будет сложнее. Сначала сваривается рамка для заслонки. Для этого используются уголки с шириной полки порядка 35 миллиметров.

После высверливаются отверстия для оси. Когда необходим угловой шибер, отверстия делаются по диагонали. Когда шибер требуется прямой, то отверстия должны быть параллельными, посередине сваренной рамы.

После присоединяются втулки. Обязательно нужно проверить правильность их размещения. Ось должна без затруднений вращаться внутри.

Потом изготавливается непосредственно сама заслонка. Путем заготовки пластины по замерам сечения трубы.

Пластина вкладывается в рамку и приваривается к своей оси. При этом не должно возникнуть значительных зазоров, не более 1 миллиметра.

На следующем этапе, к заслонке необходимо приварить ограничитель, для ее полного закрытия.

После этого, на оси закрепляется ручка, при поворотах которой шибер будет осуществлять вращение.

Конструкция шиберных заслонок

Стандартная конструкция любой шиберной задвижки предполагает движение затворного элемента перпендикулярно направлению потока содержимого трубы. Все задвижки подобного типа, в силу применения в крупных промышленных сферах, изготавливают из материалов, которые не подвергаются коррозии, а также являются стойкими к различным температурам, агрессивным химическим средам и негативному воздействию окружающей среды.

Жесткие потребительские требования, предъявляемые к данной запорной арматуре, предопределяют высокие стандарты качества для изготовления шиберных задвижек, которые должны быть надежными, прочными, крепкими и иметь продолжительный срок службы (не один десяток лет). Основными материалами для изготовления шиберных заслонок выступают:

чугун или чугунный сплав с шаровидным графитом высокого качества;
сталь (нержавеющая, углеродистая, низколегированная);
цветные алюминиевые сплавы;
поливинилхлорид (ПВХ);

Также для продления срока эксплуатации металлических пластин применяется полиэфирное, эпоксидное и антикоррозийное защитное покрытие.

Конструкция шиберной заслонки включает в себя следующие основные составляющие:

ножевая пластина – шибер;
внешний корпус;
элемент уплотнения;
сальниковый уплотнительный узел;
стойка.

Дополнительными деталями, используемыми в конструкции шиберного затворного механизма, являются:

резьбовая втулка;
кожух;
указатель;
шпиндель (шток);
маховик;
крышка сальника;
уплотнительные кольца.

Принцип работы задвижки шибера

Простой и одновременно надежный принцип функционирования шиберных задвижек, во многом предопределил их высокую популярность и незаменимость при организации трубопроводов, конструкций производственных и промышленных установок, а также канализационных и прочих систем. Итак, задвижка устанавливается всегда перпендикулярно ходу рабочей среды (воздуха, жидкости, газа с различными примесями и компонентами). Под ручным механически, либо автоматизированным воздействием, усилие от штока или шпинделя передается на шиберный элемент, который приводится в движение и полностью или частично перекрывает проход содержимого в трубе. При этом, шпиндель, установленный в ограниченном пространстве, может быть иметь и не выдвижную конструкцию. В таком случае герметичность с обеих сторон шибера обеспечивается давлением рабочей среды. Также, герметичное и надежное соединение достигается за счет использования сальника, выполненного из синтетического волокна, сухого или промасленного хлопчатобумажного волокна, а также графита и прочих материалов.

Отполированный и заточенный шибер, имеющий форму ножа или гильотины, выполняет плавное скользящее движение между рабочей средой и уплотнителем. Такое устройство помогает избежать временных задержек в работе установок или трубопровода. Острые концы шибера с крепким уплотнителем, обеспечивают налаженную и бесперебойную работу задвижки, снижая вероятность преждевременного износа основного рабочего элемента, особенно при наличии агрессивных сред, а также множества крупных компонентов и примесей.

Материалы для изготовления шиберов

В основном, шиберы для печного отопления производят из стали. К преимуществам такого материала можно отнести:

Хорошую теплопроводность;
Стойкость к высоким температурам;
Достаточные прочностные характеристики;
Устойчивость к возникновению коррозии;
Невысокий коэффициент по термическому расширению.

Иногда, шиберы изготавливают и из других металлов, но, чаще всего, они уступают по своим эксплуатационным характеристикам.

К примеру, чугунные шиберы обладают очень большим весом. Отсюда возникает сложность при их монтировании в готовые конструкции. Область их применения ограничивается кирпичными трубами.

Классификация шиберных задвижек

Корпус задвижки является одной из ее основных деталей, которая защищает внутренние элементы от механических повреждений и внешнего воздействия. Форма корпуса может изготавливаться в виде цилиндра, а также прямоугольника. Различные варианты корпуса для задвижек могут быть выполнены, как монолитными (едиными, цельными), так и в сборной или сварной конструкции. Некоторые производители предлагают комбинированные варианты защитных корпусных деталей.

По типу установленного шибера (закрывающегося элемента), задвижки разделяются на плиточные и пластинчатые. Группу запорной арматуры с пластинами также разделяют на «ножевые» и «гильотинные». Первый вид задвижек с шибером в виде монолитной плиты имеет в своей конструкции отверстие, в которое входит патрубок, установленный на противоположной стороне. Ножевой и гильотинный шибер имеют заостренную форму в соответствии со своим названием – в виде ножа или наточенного под углом лезвия (как у гильотины).

Установленный уплотнитель классифицирует задвижки по категориям – металл/металл и металл/синтетика. Тип используемого уплотняющего элемента очень важен для создания идеально герметичного соединения при закрытии задвижки. В качестве синтетических материалов для производства уплотнителей шиберного типа используется:

нитриловая резина – стойкий по химическому воздействию материал;
этиленпропилендиеновый каучук (СКЭПТ/EPDM);
резиновые смеси с основным компонентом СКН для горячих сред;
морозостойкий материал Viton;
силикон.

По способу управления и функционирования, выделяют следующие виды заслонок: ручную шиберную и задвижку с автоматическим приводом. Ручной тип управления предполагает наличие механизма, при помощи которого можно регулировать положение шибера в задвижке. В качестве такого механизма используется:

насадка квадратной или круглой формы;
вентиль с маховиком;
штурвал со статическим или выдвижным штоком;
рычаг;
ключ Т-образной формы.

Задвижки с автоматическим или механизированным типом управления могут иметь:

пневматический привод – позволяет осуществлять движение как в одну, так и в обе стороны, а также оснащается ручным дублером с регулировочными болтами;
гидравлический привод;
электрический привод – оснащается концевыми выключателями в крайних положениях шибера ножевого типа;
привод комбинированного типа.

По типу соединения с основным трубопроводом, шиберные задвижки делятся на:

фланцевые;
межфланцевые;
сварочные.

Следует отметить, что при любом способе крепления, опытные монтажники дополнительно используют межфланцевые прокладки, болты, шпильки и прочие соединительные элементы.

Материал корпуса и типы привода

Для производства затвора шиберного ножевого и клинового чаще всего используется сталь, в том числе нержавеющая, или чугун. При выборе конкретной модификации учитывайте, что устройство из чугуна более чувствительно к условиям применения. Отдавать предпочтение стальному изделию следует, если эксплуатация предполагается при отрицательных температурах. Кроме того, задвижка чугунная шиберная слабо переносит импульсные нагрузки, то есть разбить её корпус можно простым ударом.

Задвижки небольшого диаметра чаще всего имеют ручное управление

Шиберные устройства, как и запорная арматура иного типа, приводятся в действие разными способами:

при помощи рычага или штурвала – ручным приводом;
приводом электрическим;
гидравлическим приводом;
пневматическим приводом.

Рассматриваемая запорная арматура может монтироваться на трубопроводы различными методами. Так, на магистралях, по которым транспортируется шлам, стоки, нефть устанавливается чаще всего шиберный кран фланцевый. Отличиями такой модели являются простота монтажа/демонтажа благодаря креплению болтовыми разъёмными соединениями.

Основные технические характеристики

Шиберные заслонки независимо от типа конструкции и особенностей функционирования, имеют высокие технические характеристики уже в базовой комплектации, что предполагает:

соответствие качеству установленного образца по ГОСТ 24856-2014;
оптимальную работу под стандартным рабочим давлением Pn: 10/16;
хорошую взаимозаменяемость приводов управления;
диаметр (Ду) в широком диапазоне от 50 до 600 мм;
выдержку рабочей температуры до +80 градусов Цельсия (кратковременно – до 110 градусов);
изготовление из прочных материалов;
длительный срок эксплуатации.

Установленные обозначения заслонок, как и прочей арматуры, согласно ГОСТу, обязывают производителей точно указывать название выпускаемых изделий согласно схеме: «тип – вид – разновидность конструкции – диаметр трубопровода – название (или другие параметры) модели».

Основные особенности шибера из нержавейки

Шибер для дымохода, изготовленный из нержавеющей стали, будет претерпевать высокие температуры дымовых газов, которые концентрируются в трубе. Толщина стали, используемая в процессе изготовления, обычно равна 1 мм. Для облегчения чистки заслонки от сажи, оседающей на поверхности, основание делается ровным и гладким.

Шиберы котлов такого типа способны выдержать высокие температуры до 900 °C, что является важным свойством элемента отопительной системы. Нержавеющие шиберы устойчивы к коррозии и обладают высокой прочностью. Они имеют низкий коэффициент термического расширения, что не позволяет детали менять свои размеры при колебаниях температуры внутри дымохода.

Изделия отлично переносят воздействие процессов теплообмена. Стандартная конструкция перекрывает сечение дымохода на 85 %. Это значение является оптимальным для выведения угарного газа. Данная особенность повышает пожаробезопасность отопительного оборудования.

Преимущества шиберных задвижек

Современный ассортимент качественных и многофункциональных задвижек шиберного типа обладает внушительным списком преимуществ, среди которых можно выделить следующие пункты:

простая и практичная конструкция;
отсутствие зон с застоем рабочей среды;
способность к самостоятельной очистке;
минимальное гидравлическое сопротивление;
параметры герметичности класса А;
простой ремонт и обслуживание;
минимальные требования к квалификации оператора;
легкий и быстрый монтаж;
неприхотливость к рабочей среде;
относительно малая строительная длина;
длительный срок эксплуатации (более 30 лет);
редкая периодичность ремонта и капитального обслуживания – в среднем раз в 5 лет.

Шиберные задвижки – необходимый элемент для создания надежного трубопровода или систем для перекачивания рабочих сред, включающих твердые гранулы, различные примеси и другие подобные компоненты. Высокие технические характеристики, простота конструктивного исполнения и удобство в эксплуатации, а также широчайший спектр возможного применения в бытовых и промышленных масштабах – все это является залогом большой популярности продукции крупнейших производителей трубопроводной арматуры во всем мире. Шиберные заслонки остаются на сегодняшний день одним из самых надежных вариантов запорной арматуры с расширенными уникальными возможностями.

Конструктивные особенности устройства

Устройство шиберной или «ножевой» задвижки довольно простое. Она состоит:

Из корпуса, представляющего собой тройник с центральным расширением и полыми ответвлениями. Может оснащаться крышкой.
Седел. Эти элементы выполняют направляющую функцию, обеспечивают герметичность затвора.
Запорного узла (заслонки). Этот элемент расположен перпендикулярно потоку среды, регулирует пропускную способность задвижки.
Штока в верхней части корпуса, отвечающего за перемещение заслонки.
Механизма управления — винта, рычага, привода.
Сальникового узла, обеспечивающего герметичность пары шток-корпус.

Устройство шиберной задвижки достоинства и недостатки:

Основное преимущество арматуры — простота конструкции, малое гидравлическое сопротивление и возможность применения для транспортировки сред с твердыми включениями.

Недостаток — невысокая герметичность, большая строительная высота. Такие изделия нельзя применять для переноса опасных веществ, утечка которых может быть критичной.

Шибер для системы вентиляции

Шиберы, предназначенные для вентиляции, представляют собой заслонку в металлическом кармане. Используются эти конструкции для перекрытия участка воздуховода от сети.

Стандартные шибер для вентиляции обладает ниппельным соединением. Продольный размер изделия до ниппельных канавок может изменяться от 70 до 200 мм. Если установка осуществляется на круглых воздуховодах внушительных диаметров, то дополнительно используются направляющие уголки, которые обеспечивают хороший ход заслонки. В основе круглых шиберов может лежать нержавеющая, оцинкованная или черная сталь. Толщина не превышает 1 мм.

Что это такое и для чего он нужен

Шибер (от немецкого Schieber — заслонка) – приспособление для полного или частичного перекрытия движения газов в дымоходе. Используется с момента появления первых русских печей. Выполняется из чугуна или стали. В современной инженерии нашел применение как в дымоотводящих конструкциях, так и в системах вентиляции.

Функции заслонки:

Регулирование тяги и сохранение тепла в помещении.

Дымоход перекрывается после использования, во избежание вытягивания теплого воздуха из помещения в трубу. С помощью заслонки можно уменьшать или увеличивать рабочее сечение дымоотвода.

Экономия расхода топлива.

Задвижкой можно регулировать интенсивность притока кислорода к пламени, а соответственно увеличивать или уменьшать КПД обогревателя.

Это утверждение справедливо только для печей и котлов без поддувал и устройств принудительной подачи воздуха.

Применение и конструктивные особенности задвижки шиберного типа