Затворы шлюзовые

Завод электро-механических изделий (ЗЭМИ) производит шлюзовый затвор или питатель, поворотный или роторный клапан и предлагает купить  по низкой цене.

Шлюзовой или шиберный затвор представляет собой важный вспомогательный элемент, применяемый во время контролируемого процесса для выгрузки и загрузки в различные системы под давлением, отличающимся от атмосферного.

Затворы шлюзовые необходимы для перемещения продуктов посредством механической или пневматической подачи. Фактически это изделие играет роль запорной и регулирующей арматуры, т.е. перекрывает поток среды.

Шлюзовый дозатор, шлюзовый перегрузчик, шлюзовый затвор, шлюзовый питатель, шлюз, лопастной затвор, роторный питатель, роторный клапан, поворотный клапан, ячейковый питатель, «турникеты», секторный затвор – так именуется данное изделие.

Главное назначение шлюзового питателя можно увидеть из самого названия: шлюз – это устройство для перемещения в местах с перепадами давлений, для загрузки/выгрузки продукта в местах с разным давлением. Кроме этого, секторные затворы используются в качестве дозирующих устройств, в качестве защитных устройств как взрыво- и огнепреградители, в качестве измельчительных устройств и т.п. (все зависит от широты инженерной мысли).

Простая и надежная конструкция затвора позволяет применять его во многих отраслях производства и переработки. В основном, шлюзовые шиберные затворы востребованы на мукомольных и зерноперерабатывающих предприятиях. Подобные устройства особенно незаменимы при использовании пневматической сепарации и транспортировки продукции. Также такие затворы можно увидеть на производстве строительных материалов, в сельском хозяйстве, химической промышленности, фармацевтическом деле, водоснабжении, теплоснабжении и т.д.

Назначение, особенности конструкции и принцип работы шлюзового затвора

Шлюзовый затвор применяется в необычных магистральных системах, по которым перемещаются не жидкости или газы, а сыпучие вещества. Это устройство является обязательным узлом для таких конструкций, как пневматический транспортер, силосный бункер, циклон и так далее. 

Главная роль, которую играет затвор шлюзовый, заключается в обеспечении герметичности магистрального канала механической или пневматической системы транспортировки сыпучих веществ разных фракций. За счет него сохраняется стабильное внутреннее давление в транспортной системе даже тогда, когда магистраль работает в условиях разреженного потока (внутреннее давление в трубе – ниже атмосферного). Его также очень удобно эксплуатировать в системах водоснабжения и водоотвода.

Вторичная роль затвора состоит в дозировании потока перемещаемых сыпучих веществ. Например, типичный представитель подобных устройств — шлюзовой затвор шу-15 – не только сохраняет рабочее давление в разряженной системе пневматического привода, но еще и дозирует поток сыпучих веществ, используя для этих целей особый узел — восьмисекционную крыльчатку.

С помощью данной запорной фурнитуры можно:

- перекрывать проход любой рабочей среде;

- соединять одновременно несколько потоков;

- перераспределять потоки по разным магистральным ходам;

- сбрасывать излишки газа или жидкости в случае необходимости.

Конструкция шлюзового затвора довольно простая, включающая в себя три основных узла:

- Корпус, выполненный в виде цилиндра, который обеспечивает вращение.

- Крыльчатка – многосекционная часть, которая обеспечивает запорно-дозирующую функцию.

- Привод — редуктор, отвечающий за регулирование оборотов на шпинделе крыльчатки.

Работает шлюзовой затвор по довольно простой схеме:

- Крыльчатка (запорный элемент) соединяется к корпусу параллельно его оси, монтируясь на вал с подшипниками. Зазор между крыльями запорного элемента и внутренней поверхностью корпуса должен быть минимальным.

- В корпусе имеются 2 магистральных штуцера, которые соединяются фланцевым соединением. Установка шлюза в систему производится с учетом направления потока.

- Привод и корпус фиксируются на специальную станину. Вращение корпуса передается крыльчатке посредством редуктора, который кроме передачи осуществляет также регулировку оборотов на шпинделе крыльчатки. Например, обороты на крыльчатке, вмонтированной в шлюзовой затвор бшм, регулируются в пределах от 15 до 45 оборотов в минуту.

Таким образом, шлюзовой затвор играет роль не только запорного узла, но и регулирующей арматуры, что является существенным преимуществом в сравнении с другими видами затворов.

Шлюзовой затвор-питатель изготавливается из высокопрочных материалов, поэтому он может выдерживать различные нагрузки.

В нем применяется сальниковое уплотнение (причем на некоторых устройствах возможна установка сальника со смазкой). Его суть заключается в том, что с наружной стороны крышки или корпуса в месте прохождения штока или шпинделя создаётся специальная сальниковая камера. В нее укладывается сальниковая набивка, выполняющая функции уплотнительного материала. Это уплотнение обеспечивает максимальную герметичность конструкции, благодаря чему рабочая среда не проникает за пределы магистрали. При этом технические свойства сальника зависят от материала, из которого будет сделана набивка, размеров сальниковой камеры, конструкции деталей узла и периодичность технического обслуживания и чистки всех поверхностей.

Также затвор с редуктором может комплектоваться дополнительными элементами, которые обеспечивают его нестандартное применение. К такому исполнению можно отнести:

- теплоизоляцию и обогрев корпуса (подходит для применения при низких температурах и в сложных климатических условиях);

- взрывозащитное исполнение;

- оснащение системой автоматической продувки и т.д.

Давление в шлюзовых затворах

В основном, шлюзовые затворы держат перепад давлений до 1 Бар, иногда возможны перепады до 1.5 Бар и до 2 Бар со специальной комплектацией. Также возможно изготовление шлюзов высокого давления, которые могут обеспечить процессы с перепадом давления до 3,5 Бар.

Материалы затворов

Корпус затворов изготавливается из чугуна, стали, титановых сплавов или из алюминия (в редких случаях). Обычно он производится путем литья, исключения составляют лишь изделия из титана. Они производятся с помощью сварки заготовок, которые были получены штамповкой из листового проката. Уплотнительные поверхности запорных механизмов производятся в основном с кольцами из латуни, фторопласта, а также с дополнением из коррозионностойкой стали или из резины. Если арматура будет применяться в средах с высокими температурами или при условии неспецифического воздействия химически активных веществ, то в качестве материала уплотнителей следует применять витон.

Типоисполнения шлюзовых дозаторов

По устройству и функционалу существует два типа шлюзов: проходной и продувной. Также предусмотрены различные конфигурации данных типов шлюзовых дозаторов для всевозможных сыпучих материалов, в зависимости от их свойств и от поставленных пользователем задач. Это роторные питатели:

- с круглыми фланцами

- с квадратными и прямоугольными фланцами

- с комбинированными (круг/квадрат) фланцами

- с увеличенными фланцами

- со смещенными входом/выходом

- быстроразборной конструкцией

- абразивостойкой конструкции

- для липких продуктов

- для взрывоопасных условий

- повышенной производительности

- повышенных санитарно-гигиенических требований

- высоко- и низкотемпературной стойкости и т.п.

По принципу действия и управляемости шлюзовые затворы они делятся на:

- управляемые;

- устройства с ручным приводом;

- изделия с электрическим приводом (затвор с электроприводом часто применяется на крупных производственных предприятиях);

- запоры с пневмоприводом и т.д.

В зависимости от условий эксплуатации, транспортируемого продукта и поставленной задачи используются шлюзовые дозаторы различной конфигурации:

- Корпус изготавливается либо при помощи литья (чугун, нержавеющая сталь, алюминий) или сварки.

- Ротор с лопастями изготавливаются с помощью сварки из обычной черной или нержавеющей стали.

- Число лопастей варьируется от 6 до 9 в стандартной комплектации и может быть изменено в зависимости от технологии и транспортируемого продукта.

- Для работы с абразивными продуктами корпусы и крышки покрываются внутри слоем хрома до 50 мкм, вольфрамо-карбидовым покрытием 100-300 мкм и т.д.

- Форма ротора также может различаться в зависимости от продукта.

- Лопасти ротора могут быть фиксированными и сменными, для возможности замены по мере износа, из полиуретана, чтобы обеспечить 0-й зазор и т.п.

Установка шлюзовых затворов

Затворы производятся в соответствии со всеми стандартами ГОСТ и СНиП и устанавливаются с соблюдением всех правил безопасности.

В процессе транспортировки и монтажа обработанные поверхности конструкции должны быть защищены от повреждений.

Подлежащие к бетонированию части поверхности затвора очищаются перед процессом. После бетонирования все части затвора снова очищаются для подготовки конструкции к эксплуатации.

Установка рамы шлюзового затвора в бетонируемую поверхность должна происходить в течение трех суток. После этого положение рамы должно снова провериться.

Перед установкой затвор должен пройти тест по эксплуатации в условиях максимальной нагрузки. После установки система не требует дополнительных мероприятий по обслуживанию.

После установки проводятся гидравлические испытания.

Во время эксплуатации шлюзового затвора рекомендуется соблюдать все правила по безопасности.

Разновидности шлюзовых затворов

Затворы служат для закрывания и открывания выпускного отверстия бункера. По способу управления затворы могут быть без привода и с приводом. При размерах выпускных отверстий более 600x600 мм используют затворы с приводом (электродвигатели, пневматические цилиндры). Типы затворов и их конструкции весьма разнообразны. Они быва­ют секторные, челюстные, клапанные (откидные и подпорные), цепные и др. Пропускная способность затворов регулируется путем изменения сте­пени открытия выпускной щели и изменения угла наклона лотка, по которому вытекает материал из бункера.

Секторные затворы по конструкции бывают пря­мые (обращенные к выпускному отверстию вогнутой стороной) и обратные (обращенные к выпускному отверстию выпуклой сто­роной) с открыванием вверх или вниз.

Секторный затвор состоит из шарнирно установленной на оси цилиндрической заслонки в виде сектора (сокращенно назы­ваемой «сектором»), перекрывающего выходное сечение горлови­ны бункера. Для управления сектором к нему прикреплен дву­плечий рычаг:  на одном конце его зафиксирован противовес (для уменьшения момента, требуемого для поворота затвора), а на другом — канат или цепь, к которым прикладывается необходимое

усилие (затворы могут быть и без противовеса). Закрывание затвора осуществляется за счет момента, создаваемого противовесом. Поэтому момент от противовеса должен примерно на 30—40 % превышать момент, обусловленный силами трения материала о сек­тор затвора. Усилие при ручном управлении затвором не должно превышать 200 Н.

Челюстные затворы по принципу действия походи на прямые секторные затворы. Отличие состоит в том, что они имеют две челюсти (сектора), которые перекрывают горлови­ну бункера и связаны между собой зубчатыми секторами так, что при повороте прикрепленного к одной из челюстей (левой) рычага обе челюсти поворачиваются в противоположных направ­лениях.

Преимуществом челюстного затвора перед секторным является центральная его разгрузка, а также уменьшение примерно в два раза величины работы, которую требуется затратить для его открытия. Перекрытие отверстия можно выполнить под нагрузкой с регулированием потока материала путем неполного открытия челюстей.

Шиберные (плоские) затворы или задвижки имеют в качестве рабочего органа плоскую пластину (шибер), перемеща­ющуюся в пазах или по роликам. По расположению затворы бывают вертикальные, горизонтальные и наклонные. Для переме­щения шибера применяется ручной или реечный (двухреечный) привод. При перемещении шибера в направляющих возможен его перекос и заедание. Основное усилие при перемещении шибера затрачивается на преодоление сил трения в пазах (или по роли­кам) и о материал. Однако движение шибера по роликам существенно снижает усилие перемещения.

Преимуществом шиберных затворов являются их малые габа­риты.

Клапанные затворы по конструкции различают откидного, под­порного и прижимного типов. Откидной затвор используют для перекрытия выпускного отверстия пустого бункера или при незначительных нагрузках на клапан. Прижатие клапана к стенкам бункера осуществляется за счет момента, создаваемого противовесом относительно оси, рычаг которого жестко связан с клапаном.

Преимуществом такого затвора является устойчивость против нанесения ударов по бункеру в случае резкого опускания поднятого груза для разрушения свода материала над выпускным отверсти­ем. Недостаток затвора заключается в том, что требуется прикладывать сравнительно большое усилие для удержания клапана в открытом положении.

Этого недостатка лишен прижимной затвор, клапан которого удерживается в закрытом положении защелкой, причем противо­вес в этом случае отсутствует.

Подпорный (лотковый) затвор имеет рабочим органом лоток, поворачивающийся относительно оси. В закры­том положении лоток расположен горизонтально и материал в нем находится под углом естественного откоса; в закрытом положении лоток удерживается противовесом. Для выдачи материала из бункера достаточно придать лотку наклонное положение. От угла наклона лотка будет зависеть пропускная способность затво­ра, т. е. он может быть регулятором производительности.

Питатели используют для равномерной, непрерывной выдачи необходимого количества материалов из бункеров на транспорти­рующие машины, в дозирующие устройства и другое технологиче­ское оборудование. Питатели позволяют стабилизировать техноло­гические процессы и работу машин, механизировать и автоматизи­ровать производство.

По характеру движения рабочих органов различают питатели с непрерывным движением по замкнутому контуру (ленточные, цепные), с колебательным движением (лотковые, вибрационные), с вращательным движением (винтовые, барабанные, тарельчатые, лопастные). Конструкции питателей весьма разнообразны В за­висимости от требуемой производительности и крупности кусков материала производятся питатели в широком диапазоне типоразме­ров. Питатели могут применяться как самостоятельные устрой­ства, так и входить в состав дозаторов.

Ленточные питатели служат для выдачи из бункеров или приемных воронок на конвейеры, грохоты, в дробил­ки и мельницы топлива, известняка, бентонита и других материа­лов (от пылевидных до среднекусковых). По принципу работы и конструкции ленточные питатели представляют собой короткие ленточные конвейеры с шириной ленты от 300 до 1400 мм. Произ­водительность питателей достигает 300 м3/ч, скорость движения ленты 0,02—0,54 м/с; расстояние между осями барабанов 1000— 3700 мм.

Материал поступает из горловины бункера на ленту питате­ля со стороны неприводного барабана. На загрузочном участке конвейера опорные ролики размещают с меньшим шагом, чем на остальных участках, в связи с максимальной нагрузкой именно на этом участке. По бокам конвейера предусмотрены борта для того, чтобы материал не рассыпался в стороны. Приводной барабан находится на разгрузочной стороне конвейера; материал выдает­ся через разгрузочную воронку. Неприводной барабан снабжен винтовым устройством для натяжения ленты; ось барабана рас положена в ползунах станины питателя. Для регулирования высоты слоя материала на ленте служит шибер.  Пластинчатые питатели применяют для выдачи и транспортировки крупнокусковых, плохосыпучих и горячих мате­риалов (железорудного концентрата, агломерационной шихты и др.). Обычно их устанавливают в отделениях дробления смерз­шихся материалов и в корпусах вагоноопрокидывателей для выда­чи материалов из бункеров. Питатели тяжелого типа необходимы для материалов крупностью до 1300 мм и нормального типа —до 500 мм с шириной настила от 500 до 2400 мм. Скорость движения настила от 0,01 до 0,25 м/с, а расстояние между центрами звездо­чек от 1600 до 18 000 мм (большее для тяжелых питателей). Про­изводительность питателей от 16 до 1500 м3/ч, мощность электродвигателя от 1,7 до 75 кВт.

Пластинчатый питатель по сравнению с ленточным имеет вместо ленты пластинчатую цепь с бортами, роликами и полотно в виде пластин. Цепь перемещается по опорным роликам. Коли­чество и высота слоя материала, поступающего на полотно пита­теля из горловины бункера, регулируется шибером. Приводная звездочка помещена со стороны разгрузочной воронки. Неприводная звездочка имеет винтовое устройство для регулирования натяжения цепи, ползун которого перемещается в нап­равляющих станины.

Достоинства и недостатки шлюзовых затворов 

Шлюзовой затвор считается основным вспомогательным элементом в ходе контролируемого процесса для загрузки и выгрузки различных видов веществ из бункеров, силосов, фильтров, циклонов, пневмотранспортных и многих других систем в условиях давления, отличаемого от атмосферного или при повышенной текучести транспортируемых частиц.

Шлюзовой затвор является превосходным механизмом в технологических линиях для перемещения веществ путем механической или пневмонической подачи, для очистки воздуха на различных предприятиях вместе с другими элементами очистных систем – клапанами, разгрузителями и т.д. Основные преимущества шлюзовых затворов заключаются в простоте их конструкции, способности функционировать автономно и надежности в работе.

Шлюзовый затвор (поворотный или нет) также выделяется высокой ремонтопригодностью. Сервисное техническое обслуживание и ремонт этого узла может осуществляться в самых обычных производственных условиях. В нем применяются серийные комплектующие, которые можно легко приобрести в магазине, а не производить на заказ. Также в этом устройстве все подшипниковые узлы расположены снаружи корпуса, что увеличивает их срок эксплуатации и минимизирует риск попадания в них потоков рабочей среды.

Затворные механизмы шлюзового типа обладают компактностью и эргономичностью. Они не занимают много места, а потому могут быть установлены практически в любых системах. Это упрощает и удешевляет процесс монтажа арматуры. Компактность позволяет устанавливать эти узлы в трубах любого диаметра (от 50 мм и больше 100 мм), шлюз с корпусом на 40 литров занимает не более 0,5 м3 пространства (500х420х420 миллиметров). Затворы универсальны - сквозь шлюз можно прокачать любое сыпучее или гранулированное вещество. Их можно монтировать на магистралях, по которым проходит практически любое сыпучее или гранулированное вещество.

При этом затвор обладает повышенной износостойкостью, ведь его корпус в основном производится из чугуна или нержавеющей стали. Поэтому изделие способно выдерживать различные физические, химические и термические нагрузки. Конструкция герметична и функциональна. Благодаря особенностям строения такие затворы можно использовать в высокотоксичных и взрывоопасных зонах. Арматура не требует особого ухода, использования специфических смазочных материалов и чистящих веществ.

Также шлюзовые затворы можно устанавливать и снаружи, и внутри помещений. Они устойчивы к температурным перепадам и могут правильно работать даже при очень низких или очень высоких температурах. Такие изделия отличаются четкой центровкой без возникновения деформаций вала ротора. При этом они предотвращают попадание воздуха в систему с пониженным давлением или предупреждают выход газов из системы, за счет чего сохраняют давление в установке на нужном уровне. Причем поворотный затвор с электроприводом или пневмоприводом может быть установлен и на магистральных, и на бытовых трубопроводах.

К недостаткам шлюзовых затворов для сыпучих потоков можно отнести следующее:

- Ограниченная пропускная способность узла – затвор пропускает сквозь себя от 2,5 до 40 литров вещества.

- Потребность в периодичном ремонте и частой чистке узла. Шлюз нуждается в частой замене подшипников на валу крыльчатки и очистке запорного узла от налипшей субстанции.

Поломки шлюзовых затворов и способы исправления неисправности

Даже при соблюдении рекомендаций и правил ТО затворы могут ломаться и приходить в негодность. На какие-либо неисправности устройств указывают те или иные признаки.

Если при закрытом затворе происходит пропуск среды, то это указывает на нарушение его герметичности. Проблемы с герметичностью в большинстве случаев возникают из-за приложения усилия на маховик намного меньше расчетного, износа уплотнительных поверхностей и попадания на них каких-либо инородных тел. Чтобы устранить указанные неисправности, следует приложить дополнительные усилия на маховик механизма или исправить деформированные уплотнительные поверхности. Если не поможет стандартная притирка уплотнителей, можно полностью заменить кольца.

Если среда проходит через прокладочные соединения, это указывает на проблемы с их герметичностью. Если причиной неисправности стало недостаточное уплотнение прокладки или слабость затяжки, нужно затянуть болты таким образом, чтобы не допустить их перекосов. Если же разрушился сам материал прокладки болтов, то следует ее полностью заменить на новую.

Если же среда проходит через сальниковую обивку, то проблемы заключаются в сальнике. Это может произойти при недостаточной уплотненности набивки или слабом затягивании болтов. В этом случае рекомендуется равномерно затянуть покореженные болты, не допустив их перекосов.  Также подобные неисправности могут свидетельствовать о сильной изношенности силиконовой набивки сальника. Т.е. чтобы устранить проблему, эту набивку нужно просто заменить на новую.

Правильно подобранный шлюзовой затвор механизирует потоки рабочих сред и оптимизирует работу производственных систем. Он обеспечивает эргономичное использование трубопроводных магистралей.

Особенности выбора

При выборе запорной арматуры следует учитывать:

- тип устройства в зависимости от расположения оси вращения;

- режим работы управляющего механизма;

- диаметр затвора и т.д.

Неправильно подобранный затвор может нарушить работу всей системы из-за проблем с герметизацией магистралей.

Конструкция шлюзового питателя на первый взгляд очень проста. И это иногда это дает ошибочное представление, что его изготовление не представляет особого труда. На самом деле это высокотехнологическое оборудование, обеспечивающее зазор между лопастями и корпусом в пределах 0,13-0,15 мм. К сожалению, очень часто мерилом выбора шлюза является его цена, это ошибочно. При подборе шлюза необходимо учитывать все в комплексе, в том числе эффективность его работы, количество прошедшего через него продукта, время жизни и межремонтные промежутки времени. И очень часто мы не считаем, сколько денег теряем при остановках производства для ремонта, обслуживания или для замены шлюзового дозатора.

Кроме всего перечисленного выше, очень важно иметь опыт эксплуатации с разными типами продукта в различных условиях: температурные, уровень давления, производительности и т.д. Владея данным опытом, можно подбирать оптимальную конфигурацию оборудования по технике, производителю, цене.