Co to jest Przepustnica?

Przepustnice kołnierzowe (albo zawory motylkowe) to rodzina ćwierćobrotowych zaworów ruchu obrotowego, które są stosowane w rurociągach do odcinania przepływu. Często mówi się, że przepustnice kołnierzowe mogą służyć do regulacji przepływu. Nie zalecamy jednak tego robić, ponieważ może to uszkodzić dysk zaworu i mieć negatywny wpływ na właściwości uszczelniające. Są stosowane dla wielu różnych mediów przesyłowych i w różnych gałęziach przemysłu, zwłaszcza w zaopatrzeniu w wodę, jej zbieraniu i przesyłaniu, a także w przepompowniach. Mają one szeroki zakres zastosowań, zwłaszcza w izolacji przepływu. Kilka ich kluczowych zalet w porównaniu z innymi rodzinami zaworów - to ich prosta i zwarta konstrukcja, co powoduje, że produkty końcowe są lżejsze i tańsze, a także zajmujące mniej miejsca w instalacji i osiągające większe prędkości uruchamiania.

Przepustnice kołnierzowe Hawle są kołnierzowymi przepustnicami podwójnymi mimośrodowymi (o podwójnym przesunięciu). Podwójne przesunięcie lub mimośród oznacza, że konstrukcja tego zaworu posiada dwa przesunięcia dysku, od środka korpusu zaworu i osi obrotu dysku.

Poniżej znajdują się główne elementy przepustnicy kołnierzowej:

• Korpus zaworu
  Korpus zaworu mieści się między kołnierzami rur - najczęściej spotykanymi typami połączeń końcowych są połączenia kołnierzowe, międzykołnierzowe z podwójnymi uchami i międzykołnierzowe pierścieniowe (ang. wafer).
   
• Dysk
  Do korpusu zaworu przymocowany jest dysk, który działa jak brama zatrzymująca lub dławiąca przepływ medium; można ją uznać za równoważnik klina w zasuwie i kuli w zaworze kulowym. Dysk jest zwykle nawiercony, aby dopasować trzpień lub wał. Istnieje wiele wariantów konstrukcji, ukierunkowania i materiału dysku w celu poprawy przepływu, uszczelnienia i/lub momentu obrotowego. Na przykład dysk z podwójnym mimośrodem Hawle 9881k został zaprojektowany w celu zmniejszenia zużycia uszczelnienia i „zatarcia”, a także wymagań dotyczących momentu obrotowego.
   
• Gniazdo
  Wykładzina wewnętrznej części korpusu zaworu to mocna elastomerowa lub metalowa uszczelka zapobiegająca wyciekom, która zabezpiecza dysk w pozycji zamkniętej w celu uzyskania całkowitego odcięcia. Wypełnione spawami i mikro-wykończone integralne gniazdo serii 9881k ze stali nierdzewnej zapewnia powierzchnię gniazda odporną na korozję i erozję. Dzięki temu specjalnemu typowi konstrukcji gniazda, możliwe jest wyprodukowanie zaworu wodoszczelnego zgodnie z wymaganiami normy EN12266-A.
   
• Trzpień
  Wał zaworu, często nazywany również trzpieniem, jest elementem łączącym dysk z mechanizmem uruchamiającym i przenoszącym przez siebie moment obrotowy.

• Uszczelki
  Uszczelki znajdują się na wielu miejscach zaworu, aby zapewnić uszczelnienie podczas pracy lub odizolować medium przesyłowe od wewnętrznych elementów zaworu, aby uzyskać bardziej elastyczną i ekonomiczną konstrukcję.

Uszczelnienie na powierzchni gniazda zapewnia ciągły sprężysty pierścień uszczelniający o profilu T, który jest utrzymywany na obwodzie dysku przez pierścień ustalający, zapobiegając wysuwaniu się pierścienia uszczelniającego. W pozycji zamkniętej pierścień uszczelniający jest dociskany do powierzchni gniazda, zapewniając szczelność zarówno na górnej, jak i dolnej krawędzi. W pozycji otwartej pierścień uszczelniający jest całkowicie odciążony, dzięki konstrukcji dysku z podwójnym mimośrodem.

Eliminując kontakt między medium przesyłowym, a wałem, wielopierścieniowy system uszczelniający wału zapewnia bezobsługowe uszczelnienie przez cały okres eksploatacji zaworu. Poza tym istnieją mniejsze, bardziej popularne elementy, takie jak tuleje, łożyska i łączniki, które są również częścią większości zaworów innych konstrukcji. Szczegóły dotyczące niektórych elementów po stronie uruchamiającej, takich jak dźwignia, przekładnia i pokrętło, zostaną omówione w części dotyczącej uruchamiania.

Konstrukcja przepustnicy kołnierzowej jest stosunkowo prosta, obrót dysku zaworu kontroluje przepływ medium. W pozycji zamkniętej dysk blokuje otwór zaworu, natomiast w pozycji otwartej dysk jest ustawiony prostopadle do kierunku przepływu, aby umożliwić przepływ. Przepustnice kołnierzowe generalnie zapewniają dwukierunkowy przepływ i możliwość odcięcia. Jednak nie są one pełnootworowe, co sprawia, że ​​nie nadają się do czyszczenia rurociągu metodą pigging czy swabbing. Materiałem korpusu jest żeliwo sferoidalne z epoksydową powłoką proszkową wewnątrz i na zewnątrz. Zawory są zazwyczaj obsługiwane za pomocą kółek ręcznych, kół zębatych lub siłowników, lub ich kombinacji, zgodnie z konkretnymi wymaganiami i specyfikacjami technicznymi. W dalszej części artykułu omówimy metody uruchamiania.

Istnieje wiele sposobów obsługi lub uruchamiania przepustnicy kołnierzowej - ręczny, półautomatyczny lub w pełni automatyczny.

• Elektryczne: Wykorzystuje siłownik elektryczny do sterowania zaworem za pomocą sygnału sterującego 4-20 mA i jest zwykle używany do bardzo precyzyjnego sterowania.
   
• Pneumatyczne: Używane również w zastosowaniach precyzyjnych, wykorzystuje sprężone powietrze do uruchamiania.
   
• Hydrauliczne: Zwykle stosowane  w przepustnicach wymagających dużych momentów obrotowych otwierania i zamykania dysku, w instalacjach z medium o wysokim ciśnieniu i o wysokiej lepkości.
   
• Ręczne: Przepustnice obsługiwane ręcznie wykorzystują do obsługi pokrętło, korbę lub dźwignię. Mniejsze zawory ręczne są zwykle wyposażone w dźwignię. W przypadku większych rozmiarów dostarczane są pokrętła, którym towarzyszy przekładnia do przenoszenia momentu obrotowego, co jest dużą przewagą mechaniczną. Innym sposobem ręcznego uruchamiania, który stosuje w przypadkach, gdzie zawór jest zakopany pod ziemią bez włazu. W takich zastosowaniach uruchamianie odbywa się za pomocą trzpienia przedłużającego, adaptera/nasadki kwadratowej i odpowiedniego klucza T z poziomu gruntu.

Ze względu na niższe wymagania dotyczące momentu obrotowego, dobór i montaż siłowników jest tańszy w przypadku przepustnic kołnierzowych w porównaniu z innymi, takimi jak zasuwy.

Seria 9881k jest standardowo wyposażona w pokrętło i przekładnię ślimakową o konstrukcji samoblokującej, która minimalizuje luzy przekładni i gwarantuje prawidłowe działanie i szczelność urządzenia końcowego. Jest również kompatybilna z zewnętrznymi napędami z górnym kołnierzem ISO 5210 do montażu napędów wieloobrotowych.

W zależności od zastosowania, przepustnice kołnierzowe mogą oferować znaczące korzyści w porównaniu z innymi typami zaworów odcinających, zwłaszcza w przypadku wymiarów powyżej rozmiaru DN 200 (200 mm):

1. Lekkie i kompaktowe: Dzięki zwartej konstrukcji i mniejszym wymiarom zabudowy, przepustnice kołnierzowe wymagają znacznie mniej miejsca na montaż i oferują oszczędności w postaci niższych kosztów instalacji, w tym kosztów robocizny, sprzętu i podparcia rurociągów.
    
2. Niskie wymagania konserwacyjne: prosta, ekonomiczna konstrukcja, która składa się z niewielu ruchomych części, a tym samym mniejszej liczby punktów zużycia, znacznie zmniejsza wymagania konserwacyjne.
    
3. Szybkie działanie: obrót uchwytu lub mechanizmu uruchamiającego o 90° zapewnia całkowite zamknięcie lub otwarcie zaworu. Jednak w przypadku większych przepustnic kołnierzowych często wymagana jest przekładnia, jako część mechanizmu uruchamiającego, co zmniejsza moment obrotowy i usprawnia obsługę zaworu, ale odbywa się to kosztem szybkości.
    
4. Niski koszt: Ze względu na prostą konstrukcję przepustnice kołnierzowe wymagają mniej materiału, są prostsze w projektowaniu i produkcji. Często są bardziej ekonomicznym wyborem w porównaniu z innymi typami zaworów. Oszczędności kosztów są realizowane głównie w przypadku zaworów o większych rozmiarach, zwykle powyżej DN 300.
    
5. Wszechstronność: Przepustnice kołnierzowe mają wiele zastosowań, w tym możliwość montażu pod ziemią.

Od strony zastosowania, przepustnice kołnierzowe są szczególnie dobrze przystosowane do obsługi dużych przepływów medium, takich jak systemy dystrybucji wody (przepompownie lub gromadzenie i przesyłanie wody) oraz stacje uzdatniania wody (woda morska lub woda surowa). To, wraz z ich dostępnością w szerokim zakresie rozmiarów, w tym aż do DN 1400 (55 cali), czyni je idealnymi do zastosowań w dystrybucji wody pitnej. Są one zwykle używane w urządzeniach izolujących przepływ i zwykle są całkowicie otwarte lub całkowicie zamknięte. Hawle dostarcza przepustnice kołnierzowe przeznaczone do określonych obszarów zastosowań i są one dostępne na żądanie. Na przykład, przepustnice kołnierzowe z podwójnym mimośrodem 9881 Özkan z podwójnym kołnierzem są oferowane do zastosowań wysokociśnieniowych, do 40 barów (PN 40) i do DN 2500.

Przepustnice kołnierzowe z podwójnym mimośrodem serii Hawle 9881k są dostępne w rozmiarach od DN 150 do DN 1600 z ciśnieniami znamionowymi zarówno PN 10, jak i PN 16. Dodatkowo poprzez optymalizację cech konstrukcyjnych, takich jak podwójne przesunięcie lub podwójna mimośrodowość (e1 i e2, jak widać powyżej) dysk dodatkowo odsłania swoje zalety. Uzyskanie pełnego uszczelnienia gniazda poprzez uszczelnienie pełnego obwodu poprawia żywotność elementów wewnętrznych, przy jednoczesnym obniżeniu wymagań dotyczących momentu obrotowego.