Czym jest Zasuwa?
Zasuwa to armatura, która całkowicie otwiera lub zamyka przepływ w rurociągach. Działa za pomocą elementu zamykającego o kształcie klina i jest używana wyłącznie w pozycji otwartej lub zamkniętej, ponieważ pośrednie pozycje mogą powodować zużycie materiału.
Zasuwa klinowa płaska / Zasuwa klinowa owalna / Zasuwa klinowa okrągła
Nazwy zasuw klinowych płaskich, zasuw klinowych owalnych i zasuw klinowych okrągłych pochodzą jeszcze z początków produkcji armatur. Odnoszą się one z jednej strony do długości zabudowy: zasuwy klinowe płaskie mają znacznie krótszą (= płaską) długość zabudowy niż zasuwy klinowe owalne lub zasuwy klinowe okrągłe. Wcześniej mogły być produkowane tylko dla obszaru niskiego ciśnienia w zakresie PN 6 do maks. PN 10. Dziś jest to możliwe dla sektora wody i ścieków do PN 25.
Z drugiej strony zasuwy klinowe owalne i zasuwy klinowe okrągłe nazywane są według kształtu korpusu. Z widoku z góry zasuwy klinowe owalne mają owalnie ukształtowaną górną część, zasuwy klinowe okrągłe — górną część okrągłą. Początkowo dostępne zasuwy klinowe owalne były produkowane dla średniego zakresu ciśnienia PN 10 i PN 16/25. Przy wyższych klasach ciśnienia, od PN 25 wzwyż, górna część zasuwy musiała być wykonana bardziej stabilnie, dlatego odstąpiono od znanego owalnego kształtu i przeszło na górną część okrągłą.
Uszczelnienie tych armatur odbywa się za pomocą klina jako elementu odcinającego – stąd nazwa zasuwa klinowa. (zobacz także rodzaje klinów odcinających)
Zasuwy klinowe mogą ze względu na swoją konstrukcję być przepływane w obu kierunkach i są uszczelniające po obu stronach. Jednakże nie nadają się do regulacji i są stosowane wyłącznie jako armatura odcinająca w położeniu otwartym lub zamkniętym (On/Off). W pośrednich położeniach klin uszczelniający zaczyna wpadać w drgania, dochodzi do zawirowań i zwiększonego zużycia materiału klina, korpusu i powierzchni uszczelniających.
Zasuwa
Owalny kształt Okrągły kształt
Wrzeciono wewnętrzne / zewnętrzne
Trzpień umieszczony wewnętrznie (nie-wynurzający się), uszczelnienie metaliczne
Wrzeciono wewnętrzne
Najczęściej stosuje się dziś zasuwy z wrzecionem wewnętrznym, w których część gwintowana wrzeciona znajduje się w obudowie zasuwy. Ta kompaktowa konstrukcja umożliwia niską część górną, a produkcja jest tańsza niż w przypadku zasuw z wrzecionem zewnętrznym.
Gdy wrzeciono jest obsługiwane, obraca się ono w gwincie klina zasuwy. W wyniku tego klin zasuwy zostaje pociągnięty do góry do górnej części zasuwy, a zasuwa otwiera się. Obracając w przeciwnym kierunku, zasuwa ponownie się zamyka.
Uszczelnienie wrzeciona można wykonać albo za pomocą regulowanej dławicy, albo przez kilka O-ringów, które są niemal bezobsługowe.
Zasuwa z wewnętrznym wrzecionem nadaje się tylko do nieagresywnych cieczy i gazów. Ponieważ gwint wrzeciona znajduje się w przepływie medium, stosowanie agresywnych mediów może prowadzić do zanieczyszczenia, a w konsekwencji do zatarcia gwintu.
Wrzeciono zewnętrzne
W zasuwach z zewnętrznie umieszczonym wrzecionem część gwintowana trzpienia zasuwy nie znajduje się wewnątrz korpusu, lecz u góry, na zewnątrz górnej części zasuwy. Gładki odcinek wrzeciona osadzony jest wewnątrz korpusu i jest połączony kształtowo z klinem zasuwy. Nakrętka wrzeciona jest łożyskowana w tzw. oprawie łożyska (Bockaufsatz) nad korpusem zasuwy. Podczas obsługi zasuwy nakrętka wrzeciona jest obracana i w ten sposób „ciągnie” wrzeciono wraz z klinem w górę, a zasuwa zostaje otwarta.
Zaletą w porównaniu z zasuwami z wewnętrznie umieszczonym wrzecionem jest to, że nadają się one również do agresywnych mediów. Zarówno gwint wrzeciona, jak i uszczelnienie wrzeciona (pakowanie dławnicowe) znajdują się poza strumieniem medium, co oznacza, że „zatarcie” gwintu wrzeciona jest praktycznie wykluczone.
Na podstawie położenia wrzeciona można również szybko stwierdzić, czy zasuwa jest otwarta czy zamknięta.
Zewnętrzne (wznoszące się) wrzeciono,
uszczelnienie metaliczne
Wznoszące / niewznoszące wrzeciono
Wznoszące wrzeciono = zawsze po stronie zewnętrznej, patrz wyżej
Niewznoszące wrzeciono = zawsze po stronie wewnętrznej, patrz wyżej
Rodzaje klinów odcinających
Sztywny klin
Element odcinający zasuwy jest klinowaty i zwykle składa się z dwóch połączonych ze sobą płyt.
Jeżeli obie płyty klina są trwale połączone (zespawane), są całkowicie nieruchome i mówimy wtedy o sztywnym klinie. Obie powierzchnie klina i „przeciwstawne elementy” w obudowie, siedzenia obudowy, muszą być każdorazowo bardzo dokładnie i równo obrabiane, aby zapewnić pewne uszczelnienie zasuwy względem medium.
W przypadku małych zasuw poniżej DN 40 oraz bardzo dużych zasuw sztywny klin jest zwykle wykonywany z jednego kawałka (materiał kuty, odlew). Jest on zwłaszcza przy dużych wymiarach nominalnych bardzo ciężki, a także trudny w obsłudze, i w związku z tym odpowiednio kosztowny.
Elastyczny klin
W elastycznym klinie obie płyty klinowe nie są sztywno połączone, lecz jedynie połączone mostkiem na środku. Dzięki temu obie połówki płyty są w pewnym zakresie elastyczne (elastyczne) i mogą się dokładniej dopasować do siedzisk korpusu. Osiągana szczelność jest przy tym znacznie wyższa niż w przypadku zasuwy ze sztywnym klinem.
Ze względu na dobre uszczelnienie i niewielką wagę zasuwy są dziś w większości produkowane z elastycznym klinem.
Wyjątkiem są zasuwy z miękkim uszczelnieniem, które są stosowane głównie w sektorze wody/ścieków. W tych zasuwach sztywny klin jest całkowicie wulkanizowany z NBR lub EPDM, osiągając w ten sposób wysoką szczelność.
Klin z podwójnymi płytami
Dwie płyty uszczelniające są ze sobą ruchomo połączone, np. przez segmenty kulowe lub czasze kulowe albo przy pomocy mechanizmu sprężynowego. Ponieważ są samoregulujące się, osiągana jest wysoka szczelność, a zasuwy można otwierać i zamykać przy mniejszym nakładzie siły. Ze względu na skomplikowaną i kosztowną produkcję zasuwa z podwójnymi płytami są prawie wyłącznie stosowane w zastosowaniach wysokociśnieniowych w elektrowniach jako główne zasuwy odcinające przy głównym wylocie pary lub na wytwornicach pary.
Zasuwy metalicznie uszczelniające
Klasyczne Zasuwa są bardzo wszechstronne: do mediów ciekłych i gazowych, a także do mediów obciążonych pyłem lub twardymi cząstkami, do mediów agresywnych lub ścierających, w zastosowaniach wysokotemperaturowych i wysokociśnieniowych. Oczywiście użyte materiały i konstrukcja (wrzeciono wewnętrzne lub zewnętrzne) muszą być dopasowane do danego medium roboczego.
We wszystkich zasuwach metalicznie uszczelniających gniazda uszczelniające / pierścienie uszczelniające w korpusie i na klinie wykonane są z materiałów metalowych. Aby osiągnąć wyższą szczelność, odporność na zużycie i/lub odporność na korozję, można stosować pierścienie uszczelniające z najróżniejszych materiałów.
Dużą wadą zasuw metalicznie uszczelniających jest to, że zanieczyszczenia obecne w medium (np. piasek, osad wapienny) osadzają się w dolnej części korpusu (tzw. worek zasuwy). Te osady mogą uniemożliwić całkowite zamknięcie klina, co prowadzi do nieszczelności.
Stellitierter Sitz
Stellite™ jest twardym stopem na bazie kobaltu i chromu i służy jako ochrona przed dużym zużyciem spowodowanym przez medium robocze. W zasuwie siedzenia korpusu i ewentualnie klin oraz wrzeciono są pokrywane powłoką Stellite™, gdy są narażone na agresywne media lub na parę przegrzaną. Bez ochrony standardowe materiały, takie jak 1.4021 lub 1.4571, nie wytrzymałyby długo takich dużych obciążeń. Ta powłoka może być nanoszona przez napawanie lub natrysk płomieniowy.
Uszczelnienie miękkie, sztywny klin,
wrzeciono niepodnoszone
Zasuwy z miękkim uszczelnieniem
Zasuwy z miękkim uszczelnieniem są stosowane głównie w obszarze wody / ścieków. Ponieważ wrzeciono jest uszczelnione bezobsługowo za pomocą O-ringów, zasuwy z miękkim uszczelnieniem nadają się również do zastosowań z gazami (gaz ziemny, biogaz).
W odróżnieniu od klasycznych, metalicznie uszczelnionych zasuw mają one gładki, pełny przekrój przepływu bez tzw. worka zasuwy. Daje to tę zaletę, że zasuwy można przepuszczać molchem i w razie potrzeby rurociąg można całkowicie oczyścić. Tzw. molch to urządzenie czyszczące lub inspekcyjne, które jest przeciskane przez rurociąg za pomocą ciśnienia.
Kolejną zaletą jest wysoka szczelność zasuw w przekroju. Klin zasuwy jest wulkanizowany z NBR lub EPDM i dzięki temu osiąga szczelność zgodnie z DIN EN 12 266-1, klasa szczelności A! Ponadto te zasuwy są w ograniczonym zakresie odpowiednie do stosowania w próżni.
Ze względu na gumowanie zasuwy z miękkim uszczelnieniem nie nadają się do wysokich temperatur, wysokich ciśnień roboczych oraz mediów ściernych. Jak wszystkie zasuwy, nadają się „tylko” do odcinania rurociągu, a nie do regulacji medium roboczego.
Pokrywa przykręcana / przyspawana
Chodzi tutaj o to, w jaki sposób obudowa zasuwy jest połączona z częścią górną.
W przypadku pokrywy przykręcanej, jak sama nazwa wskazuje, obudowa i część górna są do siebie przykręcane. Połączenie jest rozłączne, dzięki czemu np. w celach konserwacji lub naprawy elementy wewnętrzne zasuwy mogą być w dowolnym momencie naprawiane lub wymieniane.
Jeśli zasuwa jest trudno dostępna lub ma być układana pod ziemią, zwykle stosuje się wykonanie z pokrywą przyspawaną. W ten sposób wyklucza się niezamierzone poluzowanie śrub pokrywy, np. wskutek wibracji podczas pracy, dylatacji cieplnej, zużycia uszczelki pokrywy itp., i zapewniona jest szczelność na zewnątrz. W przypadku naprawy lub konserwacji armatura musi jednak zostać całkowicie wyjęta z rurociągu, a połączenie pokrywy rozłączone w warsztacie.
Formy napędu
Klasyczną formą napędu dla zasuw jest koło ręczne. Międzynarodowym standardem jest, że zasuwa jest zamykana przez obrót koła ręcznego zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a otwierana przez obrót przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.
Ponadto występują następujące rodzaje napędu:
Przekładnia z kołem ręcznym:
Jeśli wymagane siły obsługi są zbyt duże, można zastosować przekładnię redukcyjną z kołem ręcznym.
Dźwignia szybkiego zamknięcia:
Na górnej części zasuwy zamiast koła ręcznego zamocowany jest uchwyt łożyskowy z dźwignią; pociągnięcie do góry powoduje nagłe otwarcie zasuwy, a naciśnięcie dźwigni jej zamknięcie.
Koło łańcuchowe:
Jeśli zasuwa jest zamontowana na większej wysokości, do obsługi można użyć koła łańcuchowego. Łańcuch jest założony na koło łańcuchowe i zabezpieczony przed spadnięciem uchwytem prowadzącym. Poprzez pociągnięcie łańcucha z ziemi zasuwa jest otwierana lub zamykana.
Klucz obsługowy:
Zamiast koła ręcznego na końcu wrzeciona zasuwy znajduje się kwadratowy trzpień. Zasuwa może być wtedy obsługiwana kluczem płaskim lub (przy montażu pod ziemią) od góry kluczem typu T.
Zasuwy sterowane automatycznie
Napędy elektryczne:
Napędy nastawcze elektryczne można precyzyjnie dopasować do wymagań zasuwy i mogą być zasilane prądem trójfazowym, przemiennym lub stałym. Są co prawda kosztowne w zakupie, mają jednak długi okres eksploatacji i niskie koszty utrzymania (prosta instalacja, brak zużycia energii w przerwach przełączania, łatwe w konserwacji). Czasy przełączania można zmieniać w zależności od zastosowania, od około 20 sekund do kilku minut.
Napydy pneumatyczne:
Są zasilane sprężonym powietrzem, są tańsze niż napędy elektryczne, mają krótkie czasy przełączania i są łatwe w konserwacji. Wymagana jest jednak linia zasilania sprężonym powietrzem oraz elektrozawór do sterowania.
Rozróżnia się napędy pneumatyczne dwustronnego i jednostronnego działania.
Dwustronne działanie oznacza, że napęd potrzebuje sprężonego powietrza do otwierania zasuwy i również do zamykania.
Jednostronne działanie oznacza, że sprężone powietrze jest potrzebne albo do otwarcia, albo do zamknięcia. Powrót następuje wtedy automatycznie za pomocą sprężyny.
Napędy hydrauliczne:
Ta sama zasada co w napędach pneumatycznych. Jednakże są one napędzane olejem lub cieczami na bazie wody (trudnopalnymi).
Zdalnie sterowane zasuwy
Nie zawsze można obsługiwać zasuwy bezpośrednio w miejscu montażu, np. przy zabudowie w studzience, pod wodą lub w gruncie. Obsługa odbywa się wtedy ręcznie za pomocą drążka napędowego lub przedłużenia wrzeciona, albo za pomocą napędu elektrycznego, pneumatycznego bądź hydraulicznego. W zależności od warunków konstrukcyjnych może być konieczne dodatkowe zamontowanie przekierowań z dwoma lub większą liczbą przegubów kardana albo przegubów kulowych oraz słupka naziemnego z kołem ręcznym lub napędem
Zestaw montażowy
Przewody wodne i kanalizacyjne wraz z Zasuwa są często układane pod ziemią. Aby móc obsługiwać zasuwy, stosuje się zestaw montażowy. Zestaw montażowy składa się z drążka przedłużającego, który jest trwale połączony z wrzecionem zasuwy. W celu ochrony przed zanieczyszczeniami spowodowanymi przesiąkającą wodą i otaczającym go gruntem drążek jest osłonięty rurą PE. Górny koniec przedłużenia wyposażony jest w czworokąt, na który nakłada się tzw. klucz T, którym obsługuje się zasuwę. Pokrywa uliczna stanowi zakończenie na poziomie gruntu oraz widoczny wskaźnik na znajdujący się pod nią zestaw montażowy.
Chcesz indywidualnej konsultacji?
Bezpośredni kontakt
Czy mają Państwo pytania dotyczące naszych produktów lub usług? Czy chcieliby Państwo uzyskać indywidualne doradztwo w konkretnej sprawie? Prosimy nie wahać się i skontaktować się z nami bezpośrednio! Nasi eksperci są do Państwa dyspozycji i z przyjemnością pomogą Państwu.