Клиновая задвижка историческое развитие

Исторически запорная арматура с клиновидным затвором обязана своим появлением первым подземным чугунным трубопроводам, требующим для их обслуживания герметичных запорных устройств простых по конструкции и эксплуатации. Официально первая клиновая задвижка была сконструирована в 1840 году в США, Джеймс Робертсон запатентовал её первую конструкцию. За основу конструкции была взята затворная шлюзовая конструкция, которая устанавливалась в чугунный корпус. Чугунный массивный клиновидный затвор вертикально опускаясь в корпусе перпендикулярно проводимой рабочей среде, плотно садился на сёдла в сечении перекрывая поток. Клин был цельнолитым жёсткого типа, весомым, в некоторых начальных конструкциях у задвижек с проходом большого диаметра он крепился аж к двум шпинделям.

На фото 1889 г. представлена чугунная задвижка с двумя шпинделями управление которой осуществлялось первым в своём роде редуктором. Первые жёсткие клиновидные затворы часто заедало при усиленном закрытии, либо если долгое время арматура простаивала в закрытом состоянии. У современных конструкций используются двухдисковая конструкция клина, либо однодисковая с упругим клином, позволяющие подстраиваться затвору под посадочные сёдла, при этом минимизирован износ уплотнений посадочных сёдел и практически исключено заклинивание затвора. Перпендикулярное перекрытие потока в проточном сечении корпуса клином - функциональная черта данного трубопроводного устройства, со временем по этим признакам состоялось название - задвижка клиновая. В 19 веке изготавливались первые трубопроводные устройства, а именно их корпуса и управляющие элементы конструкции литьём чугуна, большие диаметры имели огромный вес и тяжелейшее ручное управление. На фотографии сделанной в 1898 году представлена клиновая задвижка на чугунном трубопроводе, управление которой осуществлялось с приложением усилий нескольких человек.

Конструкция была несовершенна и рассчитана на невысокие давления, материалы уплотнений примитивны, как и методы защиты от коррозии, но для того времени заданные функции перекрытия потоков выполнялись в полной мере.

Конец 19-ого и начало 20-ого века отметились «бумом» по разработке нефтяных месторождений и началом транспортировки жидких углеводородов по трубопроводам. При этом на трубопроводах росли значения давления проводимых сред, вставали задачи по улучшению герметизации, надёжности и долговечности эксплуатации запорного оборудования. Появились новые требования стойкости материалов конструкции запорных устройств к проводимым средам с повышенной агрессивностью. Прогрессивные для того времени научные изыскания в металлургической и химической отрасли, открыли нишу применения новых сплавов стали, что позволило тяжёлой промышленности массово изготавливать качественные стальные трубы с минимальными затратами времени. Именно в этот период стальные трубопроводы пришли на смену более хрупким чугунным и совершился мощный скачок в разработке нового поколения запорной арматуры из стали. Задвижки клиновые обрели стальные корпуса, клиновый затвор и его управляющие элементы из высокопрочной стали, что их сделало надёжнее и легче по весу. Качество металлообработки также выросло, уплотнения стали в разы совершеннее, управление более лёгким, а герметизация выше. Материалы исполнений постоянно совершенствовались, появились сплавы металлов с марганцем, титаном, никелем и хромом, разнообразились методы изготовления сплавов в металлургии и техника металлообработки.

Потребность в запорной арматуре росла и растёт до сих пор, причём в случае с клиновыми задвижками в середине 20 века произошло основное разделение спроса по применению:

Клиновые задвижки на нефть - для нефтепроводов.
Коррозиестойкие – для транспортировки сред с повышенной агрессивностью, химических и соляных смесей.
Газовые - для транспортировки газов.
Общепромышленные - для воды пара и других типичных неагрессивных сред.
Высокого давления с пропускной способностью сред под давлением от 63 до 160 бар.

На сегодняшний день в России производители задвижек изготавливают множество разнообразных видов трубопроводной арматуры, для трубопроводов разнообразного назначения с ручным и дистанционным автоматизированным управлением.