Zasuwa klinowa
Zasuwa klinowa płaska / Zasuwa klinowa owalna / Zasuwa klinowa okrągła
Nazwy Zasuwa klinowa płaska, Zasuwa klinowa owalna i Zasuwa klinowa okrągła pochodzą jeszcze z początków produkcji armatur. Odnoszą się między innymi do długości zabudowy: Zasuwa klinowa płaska mają znacznie krótszą (= płaską) długość zabudowy niż Zasuwa klinowa owalna czy Zasuwa klinowa okrągła. Wcześniej można było je wykonywać tylko do zakresu niskiego ciśnienia od PN 6 do maks. PN 10. Obecnie jest to możliwe dla sektora wodnego i ściekowego do PN 25.
Z kolei zasuwy klinowe owalne i zasuwy klinowe okrągłe są określane według kształtu obudowy. W widoku z góry zasuwy klinowe owalne mają owalnie ukształtowaną część górną, a zasuwy klinowe okrągłe — część górną okrągłą. Początkowo dostępne zasuwy klinowe owalne były produkowane dla średniego zakresu ciśnień PN 10 i PN 16/25. Przy wyższych stopniach ciśnienia, od PN 25 wzwyż, górną część zasuwy należało wykonać bardziej stabilnie, dlatego odstąpiono od przyjętej owalnej formy i przeszło się na część górną o kształcie okrągłym.
Uszczelnienie tych armatur odbywa się za pomocą klinowatego elementu odcinającego – stąd nazwa zasuwa klinowa (zob. także rodzaje klinów odcinających).
Zasuwa klinowa może być przepływana w obu kierunkach ze względu na swoją konstrukcję i uszczelnia z obu stron. Jednak nie nadaje się do regulacji i stosuje się ją tylko jako armaturę odcinającą w pozycji otwartej lub zamkniętej (On/Off). W pozycjach pośrednich klin uszczelniający zaczyna drgać, co prowadzi do zawirowań i zwiększonego zużycia materiału na klinie, korpusie i powierzchniach uszczelniających.
Wrzeciono wewnętrzne / zewnętrzne
Obecnie najczęściej stosuje się zasuwy z wrzecionem wewnętrznym, w których część gwintowana wrzeciona znajduje się w obudowie zasuwy. Ta kompaktowa konstrukcja umożliwia niską część górną i jest tańsza w wykonaniu niż zasuwy z wrzecionem zewnętrznym.
Gdy wrzeciono jest uruchamiane, wkręca się ono w gwint klina zasuwy. W rezultacie klin zasuwy zostaje podciągnięty ku górze do górnej części zasuwy, co powoduje otwarcie zasuwy. Obrót w przeciwnym kierunku powoduje ponowne zamknięcie zasuwy.
Uszczelnienie wrzeciona może być wykonane opcjonalnie za pomocą regulowanej dławicy lub przez kilka pierścieni O, które są praktycznie bezobsługowe.
Zasuwy z wrzecionem wewnętrznym nadają się tylko do nieagresywnych cieczy i gazów. Ponieważ gwint wrzeciona znajduje się w strumieniu medium, stosowanie agresywnych mediów może prowadzić do zanieczyszczenia i w następstwie "zapieczenia" gwintu.
Wrzeciono zewnętrzne – budowa i zalety
W zasuwach z wrzecionem umieszczonym na zewnątrz część gwintowana trzpienia zasuwy nie znajduje się wewnątrz korpusu, lecz u góry, na zewnątrz górnej części zasuwy. Gładki odcinek wrzeciona leży wewnątrz korpusu i jest połączony połączeniem kształtowym z klinem zasuwy. Nakrętka wrzeciona jest osadzona w tzw. wsporniku nad korpusem zasuwy. Podczas obsługi zasuwy nakrętka wrzeciona jest obracana i w ten sposób „ciągnie” wrzeciono wraz z klinem ku górze i zasuwa jest otwierana.
Zaletą w porównaniu z zasuwami z wrzecionem wewnętrznym jest to, że nadają się one również do agresywnych mediów. Zarówno gwint wrzeciona, jak i uszczelnienie wrzeciona (dławnica) znajdują się poza przepływem medium, co oznacza, że zatarcie się gwintu wrzeciona jest praktycznie wykluczone.
Na podstawie położenia wrzeciona można również szybko rozpoznać, czy zasuwa jest otwarta czy zamknięta.
Wrzeciono unoszące się / nieunoszące się
- Wrzeciono unoszące się = zawsze umieszczone na zewnątrz
- Wrzeciono nieunoszące się = zawsze umieszczone wewnątrz
Rodzaje klinów odcinających
Klin sztywny i klin Flexi
Element odcinający zasuwy ma kształt klina i zazwyczaj składa się z dwóch ze sobą połączonych płyt.
Jeśli obie płyty klina są trwale połączone (zespawane), są całkowicie nieruchome i mówimy wtedy o klinie sztywnym. Obie strony klina oraz „odpowiedniki” w korpusie, siedziska korpusu, muszą być każdorazowo bardzo dokładnie i równo obrobione, aby zapewnić pewne uszczelnienie zasuwy względem medium.
W przypadku małych zasuw poniżej DN 40 oraz bardzo dużych zasuw klin sztywny zazwyczaj jest wykonany z jednego kawałka (materiał do kucia, odlew). Jest on zwłaszcza przy dużych wymiarach nominalnych bardzo ciężki lub trudny w obsłudze i tym samym stosunkowo kosztowny.
W klinie Flexi płyty klina nie są sztywno ze sobą połączone, lecz jedynie poprzez mostek na środku. Dzięki temu połówki płyt są w pewnym zakresie elastyczne (flexible) i mogą się lepiej dopasować do siedzisk korpusu. Osiągana szczelność jest w tym przypadku znacznie wyższa niż w zasuwie z klinem sztywnym.
Ze względu na dobre uszczelnienie i niewielką masę zasuwy są dziś w większości wykonywane z klinem Flexi. Wyjątkiem są zasuwy z miękkim uszczelnieniem, które są stosowane głównie w sektorze wodno‑ściekowym. W tych zasuwach klin sztywny jest całkowicie wulkanizowany NBR lub EPDM i osiąga dzięki temu wysoką szczelność.
Klin z podwójną płytą
Dwóch płyt uszczelniających jest ruchomo ze sobą połączonych, np. przez segmenty kuliste lub panewki kulowe albo przez mechanizm sprężynowy. Ponieważ są samodopasowujące się, osiągana jest wysoka szczelność i zasuwy mogą być otwierane oraz zamykane przy mniejszym nakładzie siły. Ze względu na pracochłonną i kosztowną produkcję zasuwy z podwójnymi płytami są prawie wyłącznie stosowane do zastosowań wysokociśnieniowych w elektrowniach jako główne zasuwy odcinające przy głównym wylocie pary lub na generatorach pary.
Zasuwy z metalowym uszczelnieniem
Klasyczne Zasuwa są bardzo wszechstronne: do mediów ciekłych i gazowych oraz do mediów obciążonych pyłem lub twardymi cząstkami, do mediów agresywnych lub abrazyjnych, w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Oczywiście stosowane materiały i konstrukcja (wrzeciono wewnętrzne lub wrzeciono zewnętrzne) muszą być dopasowane do danego medium roboczego.
W wszystkich metalicznie uszczelnianych zasuwach miejsca uszczelniające/pierścienie uszczelniające w obudowie i na klinie wykonane są z materiałów metalicznych. Aby osiągnąć wyższą szczelność, odporność na zużycie i/lub odporność na korozję, można stosować pierścienie uszczelniające wykonane z bardzo różnych materiałów.
Zasuwa uszczelniana metalicznie ma jedną dużą wadę: zanieczyszczenia obecne w medium (np. piasek, osady wapienne) osadzają się w dolnej części obudowy (w worku zasuwy). Te osady mogą uniemożliwić całkowite zamknięcie klina, co prowadzi do nieszczelności.
Siedzenie stelitowane
„Stellite“ to twardy stop na bazie kobaltu i chromu, który służy jako ochrona przed wysokimi obciążeniami ściernymi wywoływanymi przez medium robocze. W zasuwie napawane są siedzenia korpusu, a w razie potrzeby także klin oraz wrzeciono, jeśli są narażone na agresywne media lub przegrzaną parę.
Niechronione standardowe materiały, takie jak 1.4021 lub 1.4571, nie wytrzymałyby długo wysokich obciążeń. Ta powłoka może być nanoszona przez napawanie lub natrysk płomieniowy.
Zasuwa z miękkim uszczelnieniem
Zasuwy z miękkim uszczelnieniem są stosowane głównie w zakresie wody i ścieków. Ponieważ wrzeciono jest uszczelniane bezobsługowo za pomocą oringów, zasuwy z miękkim uszczelnieniem nadają się również do zastosowań gazowych (gaz ziemny, biogaz).
W przeciwieństwie do klasycznych, metalicznie uszczelnianych zasuw mają gładki, pełny przepływ bez kieszeni zasuwy. To daje przewagę, że zasuwy nadają się do przepychania molchem i rurociąg może być w razie potrzeby całkowicie oczyszczony. Tak zwany molch to urządzenie czyszczące lub inspekcyjne, które jest przepychane przez rurociąg przy pomocy ciśnienia.
Kolejną zaletą jest wysoka szczelność zasuw w przepływie. Klin zasuwy jest wulkanizowany z NBR lub EPDM i w związku z tym osiąga uszczelność zgodnie z DIN EN 12266-1, stopień nieszczelności A! Ponadto te zasuwy są warunkowo odpowiednie do aplikacji próżniowej.
Z powodu gumowania zasuwy z miękkim uszczelnieniem nie nadają się do wysokich temperatur, wysokich ciśnień roboczych oraz mediów abrazyjnych. Jak wszystkie inne zasuwy nadają się „tylko” do odcinania i nie do regulacji medium roboczego.
Pokrywa przykręcana / przyspawana
Chodzi o to, w jaki sposób korpus zasuwy jest połączony z górną częścią.
W przypadku pokrywy przykręcanej, jak sama nazwa wskazuje, korpus i górna część są do siebie przykręcone. Połączenie jest rozłączne, dzięki czemu np. w celach konserwacji lub napraw części wewnętrzne zasuwy mogą być w dowolnym czasie obrabiane lub wymieniane.
Jeśli zasuwa jest trudno dostępna lub ma być ułożona pod ziemią, zazwyczaj stosuje się wykonanie z pokrywą przyspawaną. Niepożądane poluzowanie śrub pokrywy, np. wskutek drgań podczas pracy, wydłużenia cieplnego, zużycia uszczelki pokrywy itp., jest w ten sposób wykluczone, a szczelność na zewnątrz jest zapewniona. W przypadku naprawy lub konserwacji armaturę jednak trzeba całkowicie wyjąć z rurociągu, a połączenie pokrywy musi zostać rozłączone w warsztacie.
Formy napędu
Klasyczną formą napędu przy zasuwach jest koło ręczne. Międzynarodowym standardem jest, że zasuwa zamykana jest przez obrót koła ręcznego zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a przez obrót przeciwny do ruchu wskazówek zegara jest otwierana.
Ponadto występują następujące rodzaje napędu:
Przekładnia z kołem ręcznym:
Gdy wymagane siły obsługi są zbyt duże, można zastosować przekładnię redukcyjną z kołem ręcznym.
Dźwignia szybkiego zamknięcia:
W górnej części zasuwy zamiast koła ręcznego zamocowany jest wspornik łożyska z dźwignią; przy pociągnięciu do góry zasuwa jest gwałtownie otwierana, a przy przyciśnięciu dźwigni jest zamykana.
Koło łańcuchowe:
Jeśli zasuwa jest zamontowana na większej wysokości, do obsługi można użyć koła łańcuchowego. Łańcuch nakłada się na koło łańcuchowe i zabezpiecza przed upadkiem uchwytem prowadzącym. Poprzez pociągnięcie za łańcuch z ziemi można otworzyć lub zamknąć zasuwę.
Klucz obsługowy:
Zamiast koła ręcznego na końcu wrzeciona zasuwy znajduje się końcówka czworokątna. Zasuwa może być wtedy obsługiwana kluczem płaskim lub (w przypadku zabudowy w ziemi) od góry za pomocą klucza typu T.
Automatycznie sterowane zasuwy
Napędy elektryczne:
Elektryczne napędy nastawcze można precyzyjnie dostosować do wymagań zasuwy i mogą być zasilane dowolnie prądem trójfazowym, przemiennym lub stałym.
Są wprawdzie kosztowne w zakupie, lecz cechuje je długi okres eksploatacji i niskie koszty utrzymania (prosty montaż, brak poboru energii w przerwach pracy, łatwe w konserwacji).
Czasy przełączania można w zależności od zastosowania wybierać zmiennie, od ok. 20 sekund do kilku minut.
Napędy pneumatyczne:
Są zasilane sprężonym powietrzem, są tańsze niż napędy elektryczne, mają krótkie czasy przełączania i są łatwe w konserwacji. Wymagane jest jednak doprowadzenie sprężonego powietrza oraz zawór elektromagnetyczny do sterowania.
Rozróżnia się napędy pneumatyczne dwustronnego i jednostronnego działania.
Dwustronne działanie oznacza, że napęd potrzebuje sprężonego powietrza do otwarcia zasuwy i także do zamknięcia.
Jednostronne działanie oznacza, że sprężone powietrze jest wymagane albo do otwarcia, albo do zamknięcia. Przywrócenie pozycji następuje wtedy automatycznie za pomocą sprężyny.
Napędy hydrauliczne:
Ta sama zasada, co w napędach pneumatycznych. Jednak te napędy zasilane są olejem lub cieczami na bazie wody (trudnopalnymi).
Zasuwy sterowane zdalnie
Nie zawsze zasuwy mogą być obsługiwane bezpośrednio w miejscu montażu, np. przy montażu w studzience, pod wodą lub w gruncie. Obsługa odbywa się wtedy ręcznie za pomocą drążka napędowego lub przedłużenia wrzeciona, albo przez napęd elektryczny, pneumatyczny lub hydrauliczny. W zależności od uwarunkowań konstrukcyjnych może być konieczne dodatkowe zainstalowanie przekierowań z dwoma lub większą liczbą przegubów kardana bądź przegubów kulowych oraz kolumny obsługowej z kołem ręcznym lub napędem.
Zestaw montażowy
Rurociągi wodne i kanalizacyjne, łącznie z ich zasuwami, są często układane pod ziemią. Aby móc obsługiwać zasuwy, stosuje się zestaw montażowy. Zestaw montażowy składa się z pręta przedłużającego, który jest trwale połączony ze wrzecionem zasuwy. Dla ochrony przed zanieczyszczeniami spowodowanymi przez wody przesiąkające i otaczający je grunt pręt jest otoczony rurą PE. Górny koniec przedłużenia wyposażony jest w końcówkę kwadratową, na którą nasadzany jest tzw. klucz T, którym obsługuje się zasuwę. Słupek drogowy stanowi zakończenie na poziomie terenu oraz widoczny znak wskazujący na znajdujący się poniżej zestaw montażowy.
Mają Państwo projekt na myśli?
Możemy Państwu pomóc!
Prosimy o kontakt — omówimy wspólnie, jak możemy Państwu pomóc!