Zasuwy nożowe

Zasuwa nożowa służy przede wszystkim do odcinania przepływu przez przesunięcie płyty poprzecznie do osi rurociągu. Taka konstrukcja może być właściwa dla medium zawierającego zawiesinę, osad lub ciała stałe, ale wymaga doboru do ich rodzaju, stężenia i ścieralności. W ofercie Pneumatig dostępne są konfiguratory zasuw DN50–DN300 w dwóch rodzinach: zasuwy nożowe jednokierunkowe oraz zasuwy nożowe dwukierunkowe.

Jednokierunkowa czy dwukierunkowa: co naprawdę oznacza ten wybór?

Kierunkowość zasuwy dotyczy warunków szczelnego odcięcia przy różnicy ciśnień działającej na zamkniętą płytę. Wersję jednokierunkową rozważa się wtedy, gdy strona, z której działa ciśnienie, jest znana i stała. Zawór trzeba zamontować zgodnie z oznaczeniem kierunku lub instrukcją konkretnego wariantu. Wersja dwukierunkowa jest właściwym punktem wyjścia, gdy ciśnienie może pojawić się po obu stronach i odcięcie ma zachować szczelność w obu kierunkach. Nadal trzeba potwierdzić dopuszczalne Δp, czyli różnicę ciśnień, osobno dla wybranego DN i warunków pracy.

Określenia „jednokierunkowa” i „dwukierunkowa” nie opisują napędu. Zasuwa dwukierunkowa może mieć napęd ręczny, pneumatyczny albo elektryczny, a siłownik pneumatyczny może działać jednostronnie lub dwustronnie niezależnie od konstrukcji uszczelnienia zaworu. Nie jest to również zawór zwrotny: zasuwa nie reaguje samoczynnie na zmianę kierunku przepływu, lecz wykonuje polecenie otwarcia lub zamknięcia.

Jak medium, ciała stałe i ścieranie wpływają na dobór?

Sama obecność noża w nazwie nie potwierdza zgodności z dowolnym szlamem, granulatem, proszkiem ani masą włóknistą. W zapytaniu trzeba określić ciecz lub gaz bazowy, skład chemiczny, stężenie i wielkość cząstek, ich twardość oraz kształt, lepkość, skłonność do osadzania i temperaturę. Materiał zbierający się w gnieździe może utrudniać domknięcie, a cząstki ścierne mogą przyspieszać zużycie krawędzi płyty, uszczelnienia i korpusu. Do mocno ściernych zawiesin może być potrzebna konstrukcja przeznaczona specjalnie do takiej pracy.

Materiały trzeba sprawdzać na karcie dokładnego wariantu. Karty modeli PG100-1 i PG50-2 podają korpus z żeliwa szarego GG-25, uszczelnienie dławicowe i obwodowe NBR, trzpień SS303 oraz wiercenie kołnierza EN 1092. Dane tych dwóch produktów nie opisują automatycznie wszystkich średnic. Zgodność z medium zależy od całego zestawu części mających kontakt z procesem, stężenia, temperatury ciągłej i chwilowej oraz sposobu płukania instalacji.

Odcinanie przepływu a praca regulacyjna

Podstawowym zadaniem zasuwy nożowej jest pełne otwarcie albo szczelne odcięcie w granicach parametrów konkretnego wykonania. Ustawienie płyty w położeniu pośrednim nie oznacza jeszcze, że zawór nadaje się do stabilnej regulacji. Zwężony przekrój może zwiększyć lokalną prędkość, wywołać drgania i skoncentrować ścieranie na płycie oraz uszczelnieniu. W medium z ciałami stałymi częściowe otwarcie może też sprzyjać odkładaniu materiału.

Jeżeli zasuwa ma dławić lub regulować przepływ, potrzebne są potwierdzenie takiej funkcji dla wybranego modelu, charakterystyka przepływowa, wymagany zakres regulacji, wartości Δp w punktach pracy oraz dopuszczalny czas pracy w pozycjach pośrednich. Przed doborem do regulacji trzeba potwierdzić te dane dla dokładnego modelu; ogólny opis kategorii nie zastępuje charakterystyki zaworu.

Dlaczego PN nie zastępuje Δp, temperatury i wymiarów?

Oznaczenie PN jest potrzebne przy doborze połączenia kołnierzowego, lecz samo nie określa maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia roboczego w każdej temperaturze. Nie mówi też, jaką różnicę ciśnień może utrzymać zamknięta płyta ani przy jakim Δp może się bezpiecznie poruszyć. Do sprawdzenia wariantu potrzebne są ciśnienie przed i za zasuwą w stanach normalnych oraz awaryjnych, największe Δp podczas ruchu i zamknięcia, temperatura medium i otoczenia, DN oraz wymagany kierunek szczelności.

Przy wymianie istniejącej armatury trzeba porównać nie tylko DN i PN. Znaczenie mają norma oraz układ wiercenia kołnierzy, powierzchnie przylgowe, długość zabudowy, położenie otworów i miejsce na śruby. Nad rurociągiem musi pozostać przestrzeń na całkowity skok płyty, wspornik oraz napęd. Wysokość zespołu zmienia się wraz z DN i sposobem uruchamiania, dlatego przed zamówieniem warto zestawić rysunek wybranego wariantu z rzeczywistą przestrzenią montażową.

Jak dobrać napęd i wymaganą siłę?

Karty PG100-1 i PG50-2 wymieniają napęd pneumatyczny, elektryczny, koło ręczne, dźwignię oraz koło łańcuchowe. Lista sposobów uruchamiania nie potwierdza dostępności każdej kombinacji dla wszystkich DN. Napęd musi zapewnić siłę potrzebną do ruszenia, przesunięcia i domknięcia płyty przy największym zakładanym Δp. Na tę siłę wpływają również tarcie dławnicy, osad, właściwości medium, orientacja montażu i częstotliwość cykli.

Dla napędu pneumatycznego trzeba podać minimalne dostępne ciśnienie sterujące, wymagany czas ruchu, liczbę cykli, działanie jednostronne lub dwustronne i oczekiwaną pozycję po zaniku zasilania. Dla napędu elektrycznego potrzebne są napięcie, cykl pracy, czas przesterowania, sposób sterowania i warunki środowiskowe. Przy obsłudze ręcznej trzeba uwzględnić dostęp operatora, położenie zaworu i dopuszczalny czas zamykania. Wymaganego napędu nie należy wybierać wyłącznie według DN.

Jakie dane przekazać do doboru zasuwy nożowej?

Żeby potwierdzić kierunek szczelności, wykonanie materiałowe, wymiary i napęd, warto zebrać:

• DN rurociągu, normę, PN, typ powierzchni i wymiary kołnierzy oraz dostępną przestrzeń;
• medium, skład chemiczny, temperaturę ciągłą i chwilową, lepkość oraz sposób płukania;
• rodzaj, stężenie, wielkość i ścieralność ciał stałych oraz skłonność do osadzania;
• ciśnienie po obu stronach, największe Δp i możliwe odwrócenie strony ciśnieniowej;
• funkcję odcinającą albo regulacyjną, częstotliwość cykli i wymagany czas ruchu;
• sposób uruchamiania, parametry zasilania i wymaganą pozycję po jego zaniku;
• wymagane dopuszczenia, warunki otoczenia i orientację montażu.

Jeżeli nie jest jeszcze przesądzone, czy właściwa będzie zasuwa nożowa czy przepustnica, szersze porównanie znajduje się w kategorii przepustnic WAFER, LUG i zasuw nożowych. Po wyborze rodziny i zebraniu danych procesowych można przejść do potwierdzenia konkretnego DN, rysunku oraz konfiguracji napędu.