Для регулировки потоков рабочих сред в трубопроводах используют разнообразную арматуру. Одним из представителей запорно-регулирующих механизмов является шиберная задвижка. Яркий и самый давний пример использования шибера – задвижка в печном дымоходе. Принцип ее работы настолько прост и надежен, что шиберная арматура постепенно стала использоваться для регулировки рабочих сред во многих сферах быта и промышленности – от сброса стоков до нефтепереработки.
Для чего нужны шиберные задвижки
Слово «шибер» имеет немецкую «родословную», происходит оно от глагола schieben ─ толкать, двигать, засовывать. Шиберы – это пластинки из металла (по-другому клины), способные перекрывать поток и разделять при этом механические частицы, которые проходят через преграду. По этой причине шиберные заслонки применяют в трубах, через которые перемещаются сухие, сыпучие субстанции, тяжелые нефтяные продукты, разного рода газы и т.д.
Как и другие запирающие изделия, шиберные заслонки могут управляться посредством ручных систем, либо двигателями электрического или гидравлического видов. Подобные разновидности шиберов в наши дни применяют в дымоотводах и вентиляциях.
Значимое свойство задвижек заключается в полном удалении преграждающего объекта из трубопровода в открытом режиме, благодаря чему не возникает сопротивление движению выходящих газов. Это свойство используется в тех случаях, когда нужно получить высокий вакуум.
Уплотнения
Шиберные задвижки могут выполняться с уплотнением металл по металлу (металл/металл) или с применением более герметичных мягких уплотнений из синтетических материалов.
Нитриловая резина хорошо противостоит воздействию продуктов нефтехимии.
Как чрезвычайно надежное, зарекомендовало себя уплотнение на основе этиленпропилендиенового каучука. Российская аббревиатура СКЭПТ; международное обозначение EPDM.
Работоспособностью в контакте с маслами и топливом, в т. ч. в районах с холодным климатом, отличаются резиновые смеси на основе СКН.
Разновидности шиберных задвижек
Существуют два основных вида заслоняющих конструкций:
Поворотные. По-другому они называются дроссельными задвижками. Шибер классического вида – это пластинка, которая крепится на крутящуюся ось, находящуюся в дымовом трубопроводе. Такие заслонки не так надежны, по этой причине их применяют лишь в тех случаях, когда по конструктивным причинам нельзя использовать горизонтальные аналоги.
Горизонтальные. Подобные выдвижные заслонки контролируют движение потока в дымоходном канале за счет горизонтально выдвигаемых пластинок, что позволяет изменять площадь сечения отверстия. Дымоотводы из стали и кирпича часто оборудуют подобными задвижками. Они славятся надежностью, поэтому если монтировать изделие в трубопровод, то лучше выбирать именно такую модель шиберов. Также стоит отметить, что пластинки для подобных заслонок при изготовлении перфорируют или пропиливают. Необходимость подобных действий объясняется тем, что пожарная безопасность требует, чтобы шиберная задвижка не заслоняла полностью дымоходное отверстие.
Из чего выполняют?
Задвижка шиберная ножевая или клиновая выполняется из прочного материала. Чаще всего применяется сталь, хотя иногда встречается и чугун. При выборе стоит взвешивать принцип работы устройства, так как второй вариант менее надежен. Если работа будет проходить при минусовых температурах, то стальная шиберная задвижка станет лучшим выбором. Импульсные движения приводят к нарушению целостности чугунной конструкции. Как может происходить закрытие устройства:
- Ручные шиберные задвижки.
- Пневматика.
- Также есть задвижка шиберная с электроприводом.
Сегодня такие устройства фиксируются на трубопроводы при помощи нескольких методик. Если по такой конструкции проходят стоки, нефть и шлам, то подходящим вариантом станет кран фланцевый. Так как крепление осуществляется при помощи болтов, то собрать или разобрать такую установку получится просто. Перед установкой стоит понять, какая конструкция будет оптимальной и подходящей для своего монтирования.
Немного о функциях шиберных задвижек
Функциональные особенности шиберных заслонок зависят от сферы их применения:
- Их можно использовать в трубопроводных системах, как запорную арматуру, тогда они будут исполнять роль ограничителей перемещения жидкостей или сыпучих объектов. Эти задвижки называются перекидными.
- В системах вентиляции шиберы выполняют функции регулирования расхода воздуха. Перемещая задвижку туда-сюда, можно изменять объем проходящих через трубу воздушных потоков, путем частичного или полного перегораживания. Такие задвижки называются регулирующими.
- В дымоходах, как уже говорилось ранее, шиберы используются, как задвижки регуляторов, позволяющих закрывать полноценно или частично дымовой канал, что помогает избежать потери тепла в помещении.
- Дымоходные шиберы выполняют еще одну роль – регулирование тяги, иными словами они выступают в качестве регулирующих ход дыма заслонок. Работает система по следующему принципу: большое перекрывание сечения дымоходной трубы приводит к меньшему поступлению воздушных потоков, что уменьшает тягу. И обратно: широко открывая задвижку, можно обеспечить больший приток воздуха и увеличение тяги, и тогда горение в печи будет более интенсивным и быстрым.
Классификация по методу подсоединения
Для того чтобы обеспечить высокую надежность эксплуатации системы следует рассмотреть особенности подключения запорной арматуры. Оно может проводится следующим образом:
- Путем сварки. Присоединение затвора может проводится путем применения технологии сварки. Она обеспечивает требуемую степень герметизации. Среди особенностей подобного способа соединения отметим то, что он может применяться в самых различных случаях, чаще всего на момент аварии. Однако, в подобном случае провести быстрый демонтаж практически не возможно.
- Фланцевый и межфланцевый метод на сегодняшний день получили широкое распространение. Это связано с тем, что после монтажа можно также провести демонтаж затвора. При соблюдении технологии соединение обеспечивает требуемую степень герметичности.
На сегодняшний день все реже применяется метод сварки. Это связано с тем, что сварной шов характеризуется относительно невысокой прочностью и надежностью, при переменных нагрузках и другом воздействии может появится трещина или ной дефект.
Конструктивные особенности шиберных задвижек
Конструкция шиберов зависит от многочисленных факторов:
- показатели температуры транспортируемых потоков;
- тип сечения трубопровода;
- проходные условия и прочее.
В основе шиберной задвижки лежит лист из металла различных параметров, который перемещается внутри дымохода.
Отличаются шиберные заслонки по разным критериям. Затвор, ограничивающий перемещение потоков, может быть запорным или перекидным. Шиберы могут быть ручными,
пневматическими, гидравлическими, электрическими и т.д.
Форма изделия может быть прямой или косой:
- Прямые шиберы имеют обычный внешний вид классической заслонки. Используются они в приточно-вытяжных системах принудительной вентиляции.
- Косые шиберы применяют в пневмотранспортных (транспортировка сыпучих грузов под действием сжатого газа) и аспирационных (производство порошков и сыпучих материалов) промышленных системах. «Косыми» их назвали из-за способа монтажа – задвижки устанавливают под острым углом по отношению к трубе, а не под углом девяносто градусов, как это делается с прямыми шиберами. Косые заслонки позволяют расходовать воздушные потоки самым точным и плавным способом.
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.
Плюсы шиберных задвижек
Заслонка для дымоходов и вентиляции обладает рядом достоинств:
- Чаще всего шиберные задвижки изготавливают из стали. Данный материал обладает таким незаменимым качеством, как коррозиеустойчивость. Пластинка толщиной в миллиметр способна выдержать немалую нагрузку.
- Шиберную заслонку гладко полируют, поэтому на поверхности нет никаких дефектов. Идеальная гладкость шиберной заслонки позволяет легко и быстро очищать ее от сажи и прочих загрязнений, которые постепенно на ней накапливается.
- Стальные шиберы прекрасно выдерживают повышение температуры до тысячи градусов.
- Благодаря гладкой поверхности заслонки тяга трубопровода не встречает сопротивления, что позволяет газовым частицам беспрепятственно перемещаться в дымоходе или вентиляционной системе.
- Стальной нержавеющий материал способствует улучшенному выводу угарного газа из системы, что снижает риск возникновения несчастных случаев, к примеру, люди, находящиеся в бане с неправильной вентиляцией, могут им отравиться.
Применение
Из вышесказанного можно сделать вывод, что шиберные задвижки имеют самые различные модели и зону применения. Сфера использования:
- Химическая отрасль.
- Нефте- и газодобывающая промышленность.
- Изготовление стройматериалов.
- Коммунальное хозяйство.
- Горнодобывающая промышленность.
- Электроэнергия и прочие.
Помимо этого, в процессе происходит измельчение больших частиц, что позволяет пропускать через такой провод самые различные рабочие массы. Часто такие затворные сооружения находятся на химическом производстве. Отдавая предпочтение этой системе, пользователь должен знать, что лучше заказывать установку у проверенного производителя. Иначе могут возникать проблемы при использовании. Видов много, поэтому каждый при необходимости сможет найти свою установку и применять ее по назначению.
Самостоятельная установка
Есть три основных метода монтажа:
- Шибером можно оборудовать каминную топку. Расстояние между отопительным устройством и шибером должно составлять один метр, благодаря такой установке можно будет легко и безопасно выдвигать шиберную задвижку.
- При втором способе монтажа шибера необходимо объединить заслонку с другими элементами системы отопления, не используя при этом дополнительный крепеж. Этот процесс еще называют «труба в трубу».
- Заключительный способ подразумевает установку шиберной конструкции в вентиляционной трубе. Задвижку применяют для защиты двигателя вентилятора от перегрева при его включении.
Эти способы монтажа шиберных заслонок применяют при возведении систем вентиляции и дымоотвода.
На рынке можно встретить печи и камины самых разных конструкций. Каждая отдельная модель требует использования различных разновидностей заслонок.
Например, печь газового типа отопления требует классической дроссельной заслонки (поворотного шибера) или лучше автоматического поворотного шибера, который будет самостоятельно перекрывать трубопровод, что не позволит пламени выходить наружу.
Если вы захотели построить банную печь, тогда лучше отказаться от покупки поворотных шиберов, потому что они пропускают пар в закрытом режиме, а в открытом режиме поворотные заслонки будет сложно очищать.
Шиберные заслонки довольно часто продают в полном комплекте с дымоотводом. Но если дымоход не оборудован данной деталью, тогда задвижку можно приобрести самому в строительном магазине. Основное на что нужно обратить внимание при покупке – это размер и материал из которого изготовлено изделие.
Пневмопривод
Шиберная задвижка чугунная, стальная и прочие имеют разные принципы работы. Но стоит отметить, что существует и система с пневмоприводом. Иногда требуется такая установка, которая полностью исключит контакт рабочей массы и механизма привода. Если рассматривать и принцип действия, есть еще небольшое распределение:
- Струйные.
- Поршневые.
В составе этой части имеется реактивная турбина. Чтобы работа задвижки происходила полноценно, нужно организовать следующие условия:
- Необратимость движения.
- Легкий ход независимо от имеющегося давления.
- Активный реверс приводного вала.
- Дополнительных уплотнителей не нужно.
Самый большой плюс в том, что пневмопривод имеет систему управления на расстоянии. Без таких установок сегодня сложно представить процесс работы любого трубопровода. Перед тем как сделать выбор, каждый человек старается понять технические основы любой установки. Именно в такой ситуации не будет возникать проблем с потоками внутри.
Особенности шиберных заслонок
Корпус шиберной конструкции, обычно выполнен в прямоугольной или цилиндрической форме, выполняется он в цельном монолитном либо сборном виде путем сварки металлических частей.
Подобные задвижки имеют свои особенности, с которыми стоит ознакомиться до похода в магазин и начала их применения. Например, корпус заслонок изготавливают, используя только определенные разновидности стали: CF8, CF8M, 904L, LC1 и WCB. Остальные виды нельзя использовать независимо от фирмы-производителя. Изредка можно встретить корпусы из высокопрочного чугуна – GGG40. Сам шибер делают из стали CF8, CF8M и 904L. В комплект таких заслонок входит специальное покрытие, предназначенное для защиты от износа и улучшения коррозиеустойчивости.
Если в магазине вы наткнулись на шиберные заслонки, сделанные из разновидностей стали, которых нет в вышеперечисленном списке, тогда такие модели стоит обходить стороной, потому что надежность и безопасность такого товара оставляет желать лучшего. Самым большим недостатком таких задвижек является отсутствие качественной герметичности.
Лучше всего приобретать шибер у официальных производителей, таким образом можно предотвратить риск покупки некачественного товара.
