Шибер для дымохода: задвижка как регулятор тяги

Полная информация о шиберных затворах: конструкция, устройство, принципы работы, разновидности, сферы применения и достоинства. Читайте на сайте НефтеГазСервис

Конструктивные особенности устройства

Шиберная задвижка служит для полного или частичного перекрытия потока сыпучей, жидкой или газообразной среды в трубопроводе.

С относительно чистыми газами и жидкостями обычная арматура еще может справиться – мелкие частицы рабочей среды не мешают запорному элементу герметично совмещаться с седлом.

Обратите внимание! Надежно перекрыть путь плотному дыму, сточным водам бытового и промышленного происхождения и тем более песку способен только шибер-заслон – благодаря его конструкции даже крупные элементы в составе транспортируемого вещества не попадают между седлом и затвором.

Шиберная задвижка устроена примерно так же, как и другие виды запорно-регулирующей арматуры:

• корпус – тройник с расширением по центру, с полым ответвлением, который может быть разборным и иметь крышку, обеспечивающую доступ к затвору;
• седла – направляющие и герметизирующие элементы, расположенные в проходной части корпуса;
• затвор или заслонка – запорно-регулирующий элемент, расположенный перпендикулярно потоку, при изменении его расположения относительно седла и корпуса и происходит регулировка пропускной способности трубопровода;
• шток, расположенный в верхней части корпуса, перемещающий затвор;
• управляющий механизм: внешний винт, рычаг или привод, приводящий шток в движение;
• сальник – элемент, обеспечивающий герметичность соединения штока и корпуса.

Отличительной чертой шиберной арматуры является именно строение и механизм работы запорно-регулирующего элемента:

• в открытом положении затвор находится в верхней ли боковой полости, проходное отверстие корпуса свободно пропускает транспортируемые вещества,
• при движении штока заслонка опускается между седлами, уменьшая пропускную способность узла;
• в закрытом положении запирающий элемент полностью перекрывает корпус, образуя с седлами герметичное соединение.

Особенности установки

Задвижка шиберная имеет особенность – это возможность создать полный вакуум, независимо от вещества. Основой является клинообразный или плоский нож. Его называют шибером, основная задача которого – создать максимальную надежность. Есть несколько видов устройств. Они делятся условно именно по различным запорным элементам. Поэтому есть два варианта – ножевая и клинообразная задвижка.

Для чего нужна шиберная задвижка

1. Шиберная задвижка служит заслонкой регулятором, который дает возможность уменьшать диаметр дымоходного канала. Такая задвижка позволяет закрывать дымовой канал после того, как топка завершена. Когда в текущий момент, дымоход не используется, шиберная задвижка закрыта.
2. Шибер также служит для регулирования тяги в дымоходе. Иначе говоря, является регулирующей задвижкой по ходу дыма. Она дает возможность изменять интенсивность тяги, увеличивая или уменьшая диаметр дымового канала.
3. Шиберная задвижка регулирует процесс горения в топках печей, каминов и пр. Ее установка позволяет вести контроль за дымовыми газами и воздушными потоками в дымоходах печей, особенно тех, в которых особенности конструкции могут препятствовать регулировке процессов сгорания топлива.

Необходимо помнить, что шибер не монтируется в те конструкции, в которых горение в камере идет вследствие подачи приточного воздуха.

Устанавливают его, в большинстве случаев, на первых метрах трубы, потому что именно они зачастую остаются неутепленными.

Совет. Специалисты не рекомендуют монтировать шибер на те отрезки трубы, которые хорошо утеплены, потому что в момент термического расширения трубы они могут заклинить.

Для чего нужны шиберные задвижки

Слово «шибер» имеет немецкую «родословную», происходит оно от глагола schieben ─ толкать, двигать, засовывать. Шиберы – это пластинки из металла (по-другому клины), способные перекрывать поток и разделять при этом механические частицы, которые проходят через преграду. По этой причине шиберные заслонки применяют в трубах, через которые перемещаются сухие, сыпучие субстанции, тяжелые нефтяные продукты, разного рода газы и т.д.

Как и другие запирающие изделия, шиберные заслонки могут управляться посредством ручных систем, либо двигателями электрического или гидравлического видов. Подобные разновидности шиберов в наши дни применяют в дымоотводах и вентиляциях.

Значимое свойство задвижек заключается в полном удалении преграждающего объекта из трубопровода в открытом режиме, благодаря чему не возникает сопротивление движению выходящих газов. Это свойство используется в тех случаях, когда нужно получить высокий вакуум.

Достоинства и виды шиберного затвора

Шиберные затворы с электроприводом отличаются простой конструкцией и сравнительно малой строительной длиной. Это имеет большое значение для трубопроводов, которые имеют условно большие диаметры, малое гидравлическое сопротивление и большую сферу применения, которая включает в себя агрессивные и абразивные среды.

Виды шиберных задвижек:

• тип Ш. Не имеет уплотнения. Отличается симметричным запорным элементом, расположен произвольно в отношении направления потока рабочей среды.
• тип ШН. Имеет резиновое уплотнение. Оснащен Р-образным уплотнительным резиновым элементом, что позволяет обеспечить повышенную герметичность по сравнению с первым типом. Рабочее положение шибера данного типа определяет направление потока рабочей среды – уплотнение щита прижимается к корпусу шибера потоком.

Преимущества и недостатки

Как любое инженерное решение, шибер имеет ряд преимуществ и недостатков.

Плюсы:

• Возможность регулирования тяги;
• Экономия топлива;
• Шиберы способствуют сохранению тепла.

Минусы:

• Устройства затрудняют чистку дымоходов;
• При неправильной установке шибер может клинить и отрицательно влиять на движение газов;
• Для правильной регулировки необходимо обладать определенными познаниями в области дымоотводящих систем.

Материалы для изготовления шиберов

В основном, шиберы для печного отопления производят из стали. К преимуществам такого материала можно отнести:

1. Хорошую теплопроводность;
2. Стойкость к высоким температурам;
3. Достаточные прочностные характеристики;
4. Устойчивость к возникновению коррозии;
5. Невысокий коэффициент по термическому расширению.

Иногда, шиберы изготавливают и из других металлов, но, чаще всего, они уступают по своим эксплуатационным характеристикам.

К примеру, чугунные шиберы обладают очень большим весом. Отсюда возникает сложность при их монтировании в готовые конструкции. Область их применения ограничивается кирпичными трубами.

Преимущества применения шиберов

Стандартная задвижка может перекрывать дымовой канал на 85%. Он является наилучшим для эффективного выведения угарных газов. Это особенно важно для таких помещений, как бани, потому что увеличивается уровень безопасности пребывания в них.

Кроме безопасности, применение шиберных задвижек, повышает эффективность использования топливных материалов, так как они лучше прогорают.

Из чего выполняют?

Задвижка шиберная ножевая или клиновая выполняется из прочного материала. Чаще всего применяется сталь, хотя иногда встречается и чугун. При выборе стоит взвешивать принцип работы устройства, так как второй вариант менее надежен. Если работа будет проходить при минусовых температурах, то стальная шиберная задвижка станет лучшим выбором. Импульсные движения приводят к нарушению целостности чугунной конструкции. Как может происходить закрытие устройства:

• Ручные шиберные задвижки.
• Пневматика.
• Также есть задвижка шиберная с электроприводом.

Сегодня такие устройства фиксируются на трубопроводы при помощи нескольких методик. Если по такой конструкции проходят стоки, нефть и шлам, то подходящим вариантом станет кран фланцевый. Так как крепление осуществляется при помощи болтов, то собрать или разобрать такую установку получится просто. Перед установкой стоит понять, какая конструкция будет оптимальной и подходящей для своего монтирования.

Типы привода

В зависимости от размеров и назначения трубопровода, на который устанавливается шиберная задвижка, требуется различное усилие для изменения положения регулирующего элемента – чем больше пропускная способность труб и чем выше плотность рабочей среды, тем сложнее открыть и закрыть заслонку.

Поэтому для регулировки используются различные варианты управления механизмом:

• Ручным способом – при помощи рукояти, винта или рычага – управляется арматура с небольшим внутренним диаметром, устанавливаемая на трубопроводы, транспортирующие жидкие и газообразные рабочие среды небольшой плотности без жестких частиц.
• Электрический привод позволяет точно регулировать пропускную способность узла без приложения физической силы. Электроприводные шиберные задвижки можно использовать на крупных трубопроводах и для регулировки потоков вязких и сыпучих рабочих сред. Единственный недостаток такого механизма – его энергозависимость.
• Пневмопривод приводит шток и запорный механизм в движение при помощи турбины со сжатым газом, работа которой напоминает работу обычного насоса. Сильной стороной пневматического управления является то, что весь управляющий механизм от штока до пневмотурбины размещается вне корпуса задвижки и не контактирует с рабочей средой, что увеличивает срок службы устройства.

Арматура с пневматическим приводом – самая сложная и дорогая. Ее устанавливают на трубопроводы, требующие удаленной регулировки, однако конструкция управляющего механизма такова, что в случае необходимости возможна ручная регулировка, которая благодаря пневматической турбине, не требует большой физической силы.

Сфера применения

Шиберная арматура способна выполнять всего две функции: перекрытие и регулировка потока, но благодаря конструктивным особенностям и вариативности исполнения, применяется в различных сферах:

• бытовое и промышленное водоснабжение и водоотведение;
• системы переработки сточных вод;
• транспортировка газа, нефти и продуктов их переработки;
• горнодобывающая промышленность;
• производство пищевых и непищевых товаров народного потребления;
• вентиляционные системы различного назначения.

Обратите внимание! В системах водоснабжения и водоотведения чаще всего используются клиновидные задвижки. Для остальных сфер применяют в основном ножевую арматуру, как более простую и надежную.

Шиберная задвижка для дымохода

Отдельного внимания заслуживает самая первая из шиберных задвижек – дымоходная. Она имеет давнюю историю и очень простую конструкцию: нет ни управляющего механизма, ни уплотнителей, только седла и заслонка-нож.

Это интересно! Устройство имеет немецкое происхождение, и название «шибер» означает «заслонка» или «задвижка» по-немецки. Поэтому весь запорно-регулирующий механизм и сам нож-затвор называют шибером.

Старинные печи и камины без задвижки не возводились, так как других способов регулировки тяги не существовало.

Ножевой затвор – прямоугольная чугунная пластина с ручкой – устанавливалась поперек дымохода. В стенках дымовой трубы на высоте чуть больше человеческого роста делались пазы, в которые устанавливалась чугунная рама, позволяющая задвижке свободно ходить вперед-назад, – она и служила комплектом седел. Ручка пластины-затвора выступала за пределы дымовой шахты, что позволяло устанавливать положение шибера от полностью открытого до полностью закрытого, плавно регулируя или полностью перекрывая поток воздуха в трубе.

При открытой задвижке тяга в дымоходе максимальная, дымовые газы отводятся в полном объеме, но и теплый воздух из помещений улетает в трубу. Обычно полностью открывают заслонку при растопке теплового прибора, а затем регулируют ее положение, добиваясь оптимальной тяги, при которой и огонь горит, и дом нагревается. Когда топливо прогорает и прекращается образование дыма, закрывают задвижку, чтобы не выпускать нагретый воздух через дымоход.

Современные печи, камины и котлы, особенно твердотопливные, по-прежнему нуждаются в этом нехитром механизме регулировки тяги. Но с появлением разнообразия в материалах для возведения дымохода появилась и необходимость модифицировать задвижки. Для дымовых шахт и комбинированных дымоотводящих конструкций прямоугольной формы до сих пор популярны чугунные шиберные задвижки. Круглые трубы приходится дорабатывать, устанавливая врезку с седлами, чтобы шибер мог свободно двигаться поперек дымохода.

Обратите внимание! Круглые дымоходы также оснащают поворотными задвижками, называемыми дроссельными заслонками. Так как этот механизм тоже выполняет функцию регулировки потока, его иногда называют поворотным шибером. Однако такая заслонка имеет совершенно другой механизм работы, более напоминающий поворотный клапан, а не классический ножевой затвор.

Плюсы шиберных задвижек

Заслонка для дымоходов и вентиляции обладает рядом достоинств:

• Чаще всего шиберные задвижки изготавливают из стали. Данный материал обладает таким незаменимым качеством, как коррозиеустойчивость. Пластинка толщиной в миллиметр способна выдержать немалую нагрузку.
• Шиберную заслонку гладко полируют, поэтому на поверхности нет никаких дефектов. Идеальная гладкость шиберной заслонки позволяет легко и быстро очищать ее от сажи и прочих загрязнений, которые постепенно на ней накапливается.
• Стальные шиберы прекрасно выдерживают повышение температуры до тысячи градусов.
• Благодаря гладкой поверхности заслонки тяга трубопровода не встречает сопротивления, что позволяет газовым частицам беспрепятственно перемещаться в дымоходе или вентиляционной системе.
• Стальной нержавеющий материал способствует улучшенному выводу угарного газа из системы, что снижает риск возникновения несчастных случаев, к примеру, люди, находящиеся в бане с неправильной вентиляцией, могут им отравиться.