Шиберні засувки

Назву "шиберна засувка" використовують для паралельних засувок, замикаючий елемент яких виконаний у вигляді пластини. Про них також говорять шиберний ножовий затвор, хоча ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопровідна. Терміни та визначення» робити цього не рекомендує.

Незважаючи на те, що шиберна засувка є паралельною, як то кажуть, «за визначенням», в інформаційному просторі можна зустріти вираз «клинова шиберна засувка».

Прикметник "шиберна" - похідне від іменника "шибер". Слово «шибер» має німецький «родовід», воно походить від дієслова schieben ─ штовхати, рухати, засовувати тощо.

Якщо говорити про загальнотехнічне універсальне значення терміна «шибер» в українській мові, то це пластина, що рухається, яка служить для перекриття потоку чогось. Наприклад, шиберна засувка для димаря - заслінка в димарях печей. Шибер називають металевий лист, що пересувається перпендикулярно осі повітроводу і служить для регулювання потоку повітря шляхом зменшення прохідного отвору аж до його повного перекриття. Шибери є в котельнях і водозабірних спорудах. Шибер називають пристрій для періодичного перекриття нижньої частини встановленого в сміттєзбірній камері стовбура, що служить для навантаження твердих побутових відходів в контейнери.

У трубопровідній арматурі шибером, поряд із золотником, диском, клином, плунжером та ін, називають рухому частину затвора, що має вигляд пластини. Завдяки її переміщенню змінюється пропускна здатність арматури та відбувається відкриття-закриття прохідного перерізу.

В англійській мові шиберна засувка, затвор якої містить шибер, називається slidegatevalve або slabgatevalve. Сам же шибер називають по-різному - slab (англ. - плита, панель,шматок); knife (англ. ─ ніж); slidinggate (англ. - відкатний затвор); slidingplate (англ. ─ ковзна пластина).

Принцип роботи та конструкція шиберних засувок

Переміщається, як і «положено» для засувок, перпендикулярно до руху потоку робочого середовища, шибер відкриває і закриває прохідний отвір. Зусилля, що створює привід засувки шиберної, передається через шпиндель (шток).

Конструкція шиберної засувки включає такі основні вузли та деталі: корпус, ніж (шибер), стійку, елемент ущільнювача, сальниковий вузол ущільнення.

Герметичність шиберної засувки у закритому стані забезпечується притисканням ножа (шибера) до ущільнення під впливом тиску робочого середовища. Шиберні засувки виготовляють із односторонньою та двосторонньою герметичністю.

У їх конструкції використовують як висувний, і невисувний шток. Другий варіант особливо популярний за дефіциту простору.

Корпус шиберної засувки, що має прямокутну або циліндричну форму, виконується цілим монолітним або збірним, звареним, наприклад. Особливістю конструкції шиберної засувки можуть бути нижня знімна кришка і наскрізний ніж (шибер).

Для виготовлення корпусів шиберних засувок використовують сірий або високоміцний чавун з кулястим графітом і різні сталі вуглецеві, низьколеговані, нержавіючі.

Матеріал шиберної засувки не може не впливати на її стійкість до агресивних середовищ. Засувка чавунна шиберна трохи гірше за сталеву протистоїть впливу бензину, дизельного палива, індустріального та моторного масел. Можливий комбінований варіант - корпус чавунний, а деталі, що контактують з агресивним середовищем, виготовлені з нержавіючої сталі. Захист корпусу від корозії може забезпечуватиепоксидне покриття.

Для корпусів використовують як чорні метали, а й кольорові (алюмінієві сплави) і навіть неметалеві матеріали. В асортименті деяких виробників представлена шиберна засувка з ПВХ (полівінілхлориду).

Шибер засувки може мати вигляд плити, виготовленої з товстого прокату, з паралельними поверхнями ущільнювачів. У плиті свердлиться отвір, діаметр якого дорівнює діаметру розташованих навпроти патрубків, це т.з. шибер із прохідним отвором. Коли отвір розташовується рівно проти патрубків, шиберна засувка повністю відкрита, а коли вона «відходить», засувка закривається.

Шибер може мати гостру кромку, що робить його схожим на гільйотину чи ніж. Наслідком подібності шибера з ножем є назва ─ «засувка шиберна ножова», а з гільйотиною ─ «засувка типу гільйотини».

Наявність скошеного полірованого краю дозволяє шиберу, ніби ніж в масло, проникати в робоче середовище, забезпечуючи швидке перекриття потоку навіть найв'язкіших матеріалів, що містять величезну кількість механічних включень.

Для ножів (шиберів) та шпинделів (штоків), як правило, використовують нержавіючу сталь.

Ніж полірують, гладка поверхня забезпечує вільне ковзання в місцях контакту з матеріалами ущільнювачів і дозволяє уникнути різного роду гальмування і заклинювань, що особливо актуально, коли робоче середовище містить безліч механічних включень.

Ущільнення

Шиберні засувки можуть виконуватися з ущільненням металу по металу (метал/метал) або із застосуванням більш герметичних м'яких ущільнень із синтетичних матеріалів.

Нітрилова гума добре протистоїть впливу продуктів нафтохімії.

Як надзвичайно надійне, зарекомендувало себеущільнення на основі етиленпропілендієнового каучуку. українська абревіатура СКЕПТ; міжнародне позначення EPDM.

Працездатністю в контакті з маслами та паливом, у т. ч. у районах з холодним кліматом, відрізняються гумові суміші на основі СКН.

Високу герметичність навіть за впливу агресивних рідин та високих температур демонструє Viton.

У шиберних засувках, що використовуються в харчовій та фармацевтичній промисловості застосовують ущільнення, виконані з силікону.

Завдяки сальнику забезпечується герметичність верхньої частини шиберної засувки. Для його набивання використовують бавовняне волокно (промаслене і сухе), синтетичні волокна, матеріали, що містять графіт та ін.

Способи керування шиберними засувками

Шиберні засувки можуть бути оснащені різними видами управління: ручним або гідро-, пневмо-, електроприводом.

При відносно невеликих номінальних діаметрах часто застосовується ручний привід - шиберна засувка ручна. Це може бути маховик (штурвал) із висувним або невисувним штоком, важіль або квадратна насадка для T-подібного ключа. Маховик з ланцюгом застосовують при розміщенні засувки у важкодоступному місці. Важель використовують при невеликих значеннях номінального діаметра (DN до 200-300). Редуктор – при досить великих значеннях DN і PN.

Якщо потрібно керувати шиберними засувками величезних розмірів, вдаються до допомоги механізованого (автоматичного) приводу.

Використовують пневматичний привід односторонньої чи двосторонньої дії, у т. ч. з ручним дублером. Останні положення ножа виставляються за допомогою регулювальних болтів.

Шиберні засувки з електроприводом фіксації крайніх положень ножа оснащені кінцевими вимикачами.

Приєднання дотрубопроводу

Для шиберних засувок використовують наступні типи приєднання - фланцевий (засувка шиберна фланцева), міжфланцевий (засувка шиберна міжфланцева), під приварювання.

При міжфланцевому приєднанні шиберна засувка встановлюється між фланцями, привареними до трубопроводу. Для фіксації засувки використовують болти чи шпильки. Герметичність з'єднання забезпечують за допомогою міжфланцевих прокладок.

Переваги шиберних засувок

Шиберні засувки, що становлять помітну частину асортименту багатьох виробників трубопровідної арматури, мають цілу низку переваг, найбільш значущі з яких наведені нижче у вигляді коротких тез.

Шиберні засувки відрізняються малою будівельною довжиною, наприклад порівняно з кранами.
Влаштування шиберної засувки – відносно просте, що з одного боку визначає легкість її встановлення (скажімо, можливість заміни без врізання в трубопровід) та зручність експлуатації, а з іншого – надійність.
Показники надійності значною мірою залежать від параметрів робочого середовища її агресивності, температури, концентрації механічних домішок.
Шиберні засувки - обладнання невибагливе та не примхливе, їх обслуговування та ремонт не вимагатимуть дуже високої кваліфікації персоналу.
Шиберні засувки від кращих виробників, які використовують при їх виготовленні якісні комплектуючі та сучасні матеріали, мають такі важливі властивості як довговічність, стійкість до зносу та впливу агресивних середовищ.
Термін служби шиберних засувок може вимірюватися трьома та більше десятиліттями, визначаючись терміном служби корпусу. В інших комплектуючих він менший, але також дуже значний. Наприклад, у гумотехнічних виробів – щонайменше 5 років.Стільки ж становить середній термін служби між капітальними ремонтами шиберної засувки.
Відсутність застійних зон і здатність до самоочищення дозволяють не замислюватися про шлаки та грязь.
Важливий параметр - мінімальний гідравлічний опір середовища. Наприклад, у шиберних засувок виробництва компанії Арматек коефіцієнт гідравлічного опору становить не більше 0,3 при повністю відкритому ножі.
Шиберні засувки мають унікальні технічні можливості, включаючи швидкодію і високу герметичність. У тому числі герметичність найвищого класу А за «ГОСТ Р 54808-2011. Арматура трубопровідна. Норми герметичності затворів».

Технічні параметри та широкий діапазон функціональних можливостей ─ вичерпний усі потреби спектр розмірів, значень тиску та температури ─ роблять шиберні засувки воістину універсальною трубопровідною арматурою, затребуваною в різних областях технологій.

Застосування шиберних засувок

Список технологічних процесів, котрим має важливе значення властиве шиберным засувкам вміння справлятися з абсолютно неприйнятними багатьом інших різновидів трубопровідної арматури матеріалами, дуже широкий.

Найважливіший сегмент гірничої галузі – збагачення з корисними копалинами. У міру виснаження запасів рудної та нерудної сировини та зниження у його складі частки корисних компонентів значення збагачення тільки збільшується. Шиберні засувки широко використовуються в технологічних установках збагачувальних фабрик для забезпечення ефективності процесів транспортування, промивання, хімічної обробки, дозування сировини, класифікації та підготовки пульп, відведення фільтрату та багатьох інших операцій.

Поряд із гірничодобувною галуззюстановий хребет української економіки складає нафтогазова промисловість.

Шиберні засувки входять до складу фонтанної арматури, що використовується при видобутку вуглеводнів. Шиберні засувки також встановлюють на магістральних нафтопроводах, де вони є гарантом негайного перекриття потоку сирої нафти. Є навіть спеціальний нормативний документ – «ГОСТ 55020-2012. Арматура трубопровідна. Засувки шиберні для магістральних нафтопроводів. Загальні технічні умови.

Шиберні засувки монтують на виробничо-технологічних лініях, що забезпечують випуск широкого спектру хімічної продукції – аміаку, ароматичних вуглеводнів, рідкого скла, мастик, мінеральних добрив, парафінів, розчинників, кислот та ін.

Виробництво будівельних матеріалів

Шиберними засувками комплектують установки для промивання піску, виготовлення сипких та гранульованих матеріалів - гіпсу, доломіту, вапна, крейди.

Шиберні засувки широко використовують у обладнанні для цементу.

Електроенергетика та комунальне господарство

Шиберні засувки застосовують в електроенергетиці, включаючи відповідальний сегмент цієї галузі як атомна енергетика. Зокрема, шиберні засувки виробництва компанії Арматек поставлені на Ростовську АЕС.

Шиберні засувки встановлюють міські водоканали на водопровідних та каналізаційних мережах. Вони є надзвичайно ефективними при комплектації обладнання, що забезпечує транспортування виробничих та комунальних стоків до місць переробки.

Шиберні засувки з успіхом застосовують у низці не перерахованих вище галузей ─ харчової, целюлозно-паперової, деревообробної, металургійної, текстильної. А також у сільському господарстві, наочисних спорудах та в багатьох інших напрямках технологій.

Позначення шиберних засувок

«ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопровідна. Терміни та визначення» не рекомендує використовувати замість терміна «номінальний діаметр» словосполучення з прикметником «умовний», як ─ діаметр умовного проходу, умовний прохід, умовний діаметр. Тим не менш, і сьогодні всі чудово розуміють, що означає поєднання букв «Ду» в словах засувка шиберна Ду100 (і далі Ду150 Ду200 Ду400 Ду500 ...). Іноді «Ду» або відповідно до чинних нормативних документів ─ DN, опускають, кажучи: засувка шиберна (шиберна засувка) 200 250, 300, 400, 1000.

Додаток Б (рекомендований) «Рекомендації щодо формування найменування арматури в документації» до вищезгаданого ГОСТу рекомендує формувати найменування арматури за наступною схемою: «тип арматури ↔ вид арматури ↔ конструктивний різновид ↔ DN ↔ PN».

Багато виробників трубопровідної арматури використовують власний принцип побудови найменування, прагнучи зробити його максимально інформативним. Наприклад, для шиберних засувок у компанії АРМАТЕК використовується наступний алгоритм:

«вид виробу ↔ приєднання до трубопроводу ↔тип виконавчого механізму ↔ номінальний тиск робочого середовища ↔ умовний прохід ↔ кліматичне виконання ↔ конструкція ущільнення ↔ матеріал корпусу ↔ матеріал і конструкція шпинделя ↔матеріал ножа ↔

Як не називай шиберну засувку, одне очевидно – цей конструктивний варіант засувок має великі без перебільшення унікальні можливості, з успіхом виявляючи їх у найрізноманітніших галузях промисловості.