Deep Inside the Flow: Key Butterfly Valve Parts Explained

Основные элементы дискового затвора

• Корпус
• Диск
• Шток
• Седло

Корпус дискового затвора

Корпус — это внешняя оболочка дискового затвора. Он удерживает и поддерживает все внутренние детали, соединяется с трубопроводом и воспринимает давление рабочей среды. От его конструкции напрямую зависят прочность, герметичность и долговечность всего узла.

Именно форма и конструктивные особенности корпуса определяют, как будет устанавливаться клапан, какую нагрузку он способен выдерживать и можно ли применять его на конце трубопровода. На практике дисковые затворы выпускаются в нескольких вариантах исполнения, и каждый тип предназначен для своих условий работы.

Ниже приведены наиболее распространённые виды корпусов дисковых затворов:

Межфланцевый дисковый затвор

• Это самый распространённый и экономичный вариант конструкции.
• Корпус не имеет собственных фланцев — затвор устанавливается между двумя трубными фланцами и стягивается длинными сквозными болтами. Благодаря компактным размерам такой тип особенно удобен там, где важны минимальная длина и ограниченное пространство.
• Однако межфланцевый затвор полностью зависит от прижимного усилия с обеих сторон, поэтому его нельзя использовать как конечный элемент трубопровода. Кроме того, обслуживание требует разборки участка трубопровода, что снижает удобство эксплуатации.

Дисковый затвор с проушинами

• Корпуса lug-типa оснащены резьбовыми проушинами по обеим сторонам. Благодаря этому затвор можно крепить к входному и выходному фланцу отдельными короткими болтами, без необходимости стягивать всю узловую сборку длинными шпильками.
• Такая конструкция позволяет затвору держать давление самостоятельно, поэтому его можно использовать как запорный элемент на конце трубопровода. Также это упрощает локализацию и ремонт — достаточно отсоединить одну сторону.
• Из-за дополнительных операций механической обработки и увеличенного расхода металла такие модели стоят дороже, чем межфланцевые.

Двуфланцевый дисковый затвор

• В этом варианте по обеим сторонам корпуса отлиты полные фланцы. Затвор крепится к трубопроводу короткими болтами напрямую через фланцевые соединения.
• Такая конструкция обеспечивает значительно более высокую жёсткость и устойчивость, поэтому двуфланцевые модели считаются оптимальным выбором для больших диаметров, повышенного давления, вибронагруженных систем, насосных станций, магистральных водоводов и других ответственных объектов.
• Стоимость таких затворов выше, чем у wafer и lug, а для монтажа требуется больше места, но взамен пользователь получает максимальную надёжность и стабильность работы.

Материалы корпуса

Выбор материала корпуса напрямую связан с типом рабочей среды, температурой, давлением и уровнем коррозионной активности. На практике используют несколько основных вариантов:

• Серый чугун — доступный по цене материал с хорошей прочностью; подходит для воды, воздуха и других неагрессивных сред.
• Высокопрочный (ковкий) чугун — обладает большей прочностью и ударной вязкостью по сравнению с обычным чугуном; широко применяется в промышленности и коммунальном хозяйстве.
• Углеродистая сталь — оптимальна для высоких температур и давлений.
• Нержавеющая сталь — обеспечивает высокую коррозионную стойкость; востребована в химической промышленности, морских системах и пищевом производстве.
• Пластики (UPVC, CPVC, PP) — устойчивы к агрессивным химическим средам; используются в транспортировке кислот, щелочей и других коррозионных жидкостей.

Диск дискового затвора

Диск — ключевой элемент любого дискового затвора. По форме он напоминает круглую пластину, которая вращается внутри корпуса на угол от 0 до 90° через шток. Именно поворот диска определяет, будет ли поток полностью перекрыт, открыт или отрегулирован до нужного уровня.

Основные функции диска

• Полное перекрытие и режим «открыто/закрыто».
  Поворот диска на 90° переводит затвор из полностью закрытого состояния в полностью открытое.
• Регулирование расхода.
  Устанавливая диск под любым углом между 0° и 90°, можно дросселировать поток и точно настраивать его расход.

Распространённые типы дисков и особенности их конструкции

Конструкция диска во многом определяет сопротивление потоку, качество герметизации, требуемый крутящий момент и общий срок службы затвора. На практике чаще всего применяют несколько основных вариантов исполнения диска:

1. Центрированный (концентрический) диск

Это наиболее традиционная и широко применяемая конструкция. Ось вращения диска совпадает с центральной осью корпуса затвора.

Преимущества:

• простая и надёжная конструкция;
• более доступная стоимость;
• хорошая совместимость с мягкими уплотнениями и стабильная герметичность.

Ограничения:
Так как диск постоянно контактирует с седлом во время открытия и закрытия, возникает постоянное трение. Это повышает требуемый крутящий момент и ускоряет износ, поэтому концентрические затворы менее подходят для частого регулирования потока.

Типичные области применения:
Системы водоснабжения, подача воздуха, HVAC, а также трубопроводы с невысоким давлением и температурой окружающей среды.

2. Двухэксцентриковый диск (затвор повышенной надёжности)

Чтобы снизить трение, характерное для концентрической конструкции, у двухэксцентриковых затворов диск и шток смещены в двух направлениях.

Преимущества:

При открытии диск быстро уходит от седла, что резко снижает трение и износ. Контакт с уплотнением происходит только в последние градусы закрытия.

Типичные области применения:

Городские водопроводные сети, системы среднего давления, а также установки, где затвор работает достаточно часто.

3. Трёхэксцентриковый диск 

В этой конструкции добавляется третье смещение: плоскость уплотнения выполнена под коническим углом, а не совпадает с центральной осью корпуса.

Преимущества:

Благодаря такой геометрии диск открывается и закрывается без трения. Герметичность достигается за счёт точного клинового контакта «металл по металлу», что делает затвор пригодным для самых сложных условий.

Типичные области применения:

Высокие температуры и давления, коррозионные среды, абразивные жидкости и любые тяжёлые режимы, где требуется практически нулевая утечка.

Шток дискового затвора

Шток — один из ключевых элементов привода дискового затвора. Он соединяет исполнительный механизм или ручной привод с диском и передаёт крутящий момент, обеспечивая его поворот.

В зависимости от требований конструкции штоки выполняются в двух вариантах: цельные и раздельные.

Цельный шток

В цельном исполнении шток проходит через весь диск и образует с ним единую жёсткую конструкцию.

Преимущества:

• высокая прочность и жёсткость;
• более стабильная передача крутящего момента;
• повышенная надёжность при больших нагрузках.

Такой вариант используют там, где требуется высокая долговечность и способность работать под значительными усилиями.

Раздельный шток

Раздельный шток состоит из верхней и нижней части, которые крепятся к диску через штифты, винты или зажимной механизм, но не проходят через него полностью.

Преимущества:

• более низкая себестоимость;
• простая конструкция;
• подходит для небольших и средних типоразмеров, а также низких давлений.

Ограничения:
Место соединения со временем может ослабевать или изнашиваться, поэтому такой вариант не подходит для высоких крутящих моментов и тяжёлых условий эксплуатации.

Седло дискового затвора

Седло — это основной элемент герметизации внутри дискового затвора. Оно представляет собой кольцевое уплотнение, расположенное на внутренней поверхности корпуса. При закрытии диска его кромка плотно прижимается к седлу, перекрывая поток и предотвращая утечки.

Седла дисковых затворов обычно делятся на два основных типа:

• Мягкие седла (EPDM, NBR, PTFE):
  Герметичность обеспечивается за счёт эластичности материала и его способности деформироваться под давлением. Такой подход позволяет достигать практически нулевой утечки.
  Наиболее часто применяется в концентрических конструкциях и в системах с умеренным давлением и температурой.
  
• Металлические седла:
  

  Используются преимущественно в трёхэксцентриковых затворах, где уплотнение обеспечивается клиновым металлическим контактом по конусной поверхности.
  Такое решение выдерживает высокие температуры, высокое давление и сложные рабочие среды, обеспечивая стабильную герметичность в тяжёлых условиях эксплуатации.

Типы установки седла

Способ крепления седла в корпусе напрямую влияет не только на герметичность, но и на удобство технического обслуживания. На практике используют несколько распространённых вариантов.

1. Вставное (прессовое) седло

Седло механически запрессовывается в специальный паз внутри корпуса.
Это наиболее распространённая конструкция: она обеспечивает надёжную герметизацию и позволяет сравнительно легко заменить седло во время обслуживания.

2. Клеевое (bonded) седло

Седло фиксируется в корпусе с помощью специального клея.
Структура более простая, а производственные затраты ниже, однако замена седла становится заметно сложнее.

3. Полностью футерованное (integral / fully lined) седло

Характерно для полностью футерованных затворов из PTFE или других фторополимеров.
Внутренняя поверхность корпуса покрывается сплошным слоем PTFE, который одновременно служит и защитной футеровкой, и уплотнительным седлом.

Такое исполнение обладает исключительной стойкостью к агрессивным химическим средам.

4. Съёмное седло

Седло выполняется в виде отдельного узла, который можно снять и заменить без разборки всего затвора.
Такое решение значительно упрощает обслуживание, уменьшает время простоя и продлевает срок службы затвора — особенно важно в системах с абразивными или коррозионными рабочими средами.

Приводы дисковых затворов

Привод — это механизм, который открывает, закрывает или регулирует дисковый затвор. В зависимости от условий эксплуатации и уровня автоматизации, затворы могут оснащаться различными типами приводов.

1.Ручные приводы

Самый простой и экономичный вариант.
Управление осуществляется с помощью рычага или редуктора.

• • Рычаги обеспечивают быстрое открытие/закрытие и используются на затворах малого диаметра.

  • Редукторы создают механическое усиление, позволяя легко управлять большими затворами без внешнего питания.

Ручные приводы надёжны, просты в обслуживании и имеют минимальную стоимость.

2.Пневматические приводы

Работают от сжатого воздуха, обеспечивают быстрый отклик и отлично подходят для частых циклов открытие–закрытие.
Выпускаются в вариантах с возвратной пружиной (однотacting) и с двойным действием.

Благодаря высокой скорости работы и взрывобезопасности их часто используют в системах водоочистки, промышленных процессах и в качестве аварийных запорных приводов.

3.Электрические приводы

Приводятся в действие электрическим мотором и обеспечивают стабильное, контролируемое движение, включая точное регулирование положения диска.
Применяются там, где отсутствует источник сжатого воздуха или требуется высокий уровень автоматизации — например, в HVAC, инженерных системах зданий и чистых помещениях.

4.Гидравлические приводы

Используют давление гидравлического масла для получения очень высокого крутящего момента.
Подходят для затворов большого диаметра, высоких давлений и тяжёлых условий эксплуатации.

Чаще всего встречаются на объектах энергетики, водораспределительных магистралях и в промышленности, где необходим высокая сила привода и максимальная надёжность.

Заключение

Надёжность и эффективность дискового затвора напрямую зависят от того, насколько хорошо его основные элементы — корпус, диск, шток и седло — работают как единая система. Понимание конструкции и роли каждого узла помогает более точно подобрать оборудование под реальные условия эксплуатации.

Если вам нужна помощь в выборе затвора с учётом давления, температуры или типа рабочей среды, вы всегда можете обратиться к Union Valve.

Мы предлагаем инженерную консультацию и полный ассортимент высококачественных дисковых затворов, обеспечивая безопасную и стабильную работу ваших систем.

Связанные статьи:

• Полное руководство по дисковым затворам с редуктором
• Детальное руководство по штокам дисковых затворов: конструкция, функции и материалы
• Устройство седел дисковых затворов: различия между мягкими, твёрдыми и резиновыми уплотнениями
• Как повысить эффективность работы клапана: концентрические, двух- и трёхэксцентриковые дисковые затворы
• Ваши варианты уплотнений: мягкое или твёрдое седло в дисковых затворах
• Функции и особенности разных типов приводов дисковых затворов