Запорно-регулирующая арматура для сетей водоснабжения и теплоснабжения

Согласно ГОСТ 24856–2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» известны следующие виды арматуры: Основные виды: запорная арматура – предназначена для перекрытия потока рабочей среды c определенной герметичностью; обратная арматура (арматура обратного действия) – предназначена для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды; предохранительная арматура – предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса рабочей среды; распределительно-смесительная арматура (распределительная арматура, смесительная арматура) – предназначена для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков; регулирующая арматура – предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода или проходного сечения; разделительная (фазоразделительная арматура) – предназначена для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях или с различной плотностью; отключающая арматура – предназначена для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной величины скорости ее течения. Комбинированная арматура: запорно-регулирующая арматура – совмещает функции запорной и регулирующей арматуры; невозвратно-запорная арматура – обратная арматура, в которой может быть осуществлено принудительное закрытие или ограничение хода запирающего элемента; невозвратно-управляемая арматура – обратная арматура, в которой могут быть осуществлены принудительное открытие, закрытие или ограничение хода запирающего элемента арматуры. Арматура также разделяется в зависимости от назначения: спускная арматура (дренажная арматура) – предназначена для сброса рабочей среды из систем трубопроводов; конденсатоотводчик – предназначен для удаления конденсата; защитная арматура (отключающая арматура) – предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока; редукционная арматура (дроссельная арматура) – предназначена для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счет увеличения гидравлического сопротивления в проточной части; контрольная арматура – предназначена для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы. В системах тепло- и водоснабжения как в промышленности, так и в сфере ЖКХ наибольшее распространение получила запорно-регулирующая арматура. Вентиль запорный Вентиль запорный К запорно-регулирующей арматуре относятся: вентили, задвижки, дисковые поворотные затворы, шаровые краны, предназначенные для перекрытия потока или изменения направления потока. Запорная и регулирующая арматура монтируется: на производственном трубопроводе для обеспечения двухсторонней подачи воды к оборудованию; на пожарных стояках с пятью и более пожарными кранами; на стояках хозяйственно-питьевой сети в зданиях высотой три этажа и более; на ответвлениях от магистральных линий для обеспечения отключения при проведении ремонта отдельных участков; на рукавах в каждую квартиру; на подводках к смывным бачкам; на ответвлениях к групповым душам и умывальникам; после регулятора давления. Следует помнить, что к арматуре, устанавливаемой на сетях тепло- и водоснабжения, а также во внутридомовых системах, должен быть обеспечен легкий доступ для службы эксплуатации. Для сетей в местах установки арматуры всегда должны устраиваться смотровые колодцы или люки, при скрытом размещении арматуры внутри здания – смотровые лючки. Рассмотрим подробнее типы арматуры. Вентиль (клапан) – тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Основными конструктивными элементами запорного вентиля являются: золотник, шпиндель, корпус с сальниковым или сильфонным уплотнением и бугельный узел. Устройство крепится на трубопроводе посредством резьбового или фланцевого соединения. Вращательное движение шпинделя в ходовой гайке преобразуется в поступательное движение золотника (тарелки клапана). В крайнем нижнем положении последний перекрывает седло, препятствуя прохождению потока рабочей среды. Перемещение запирающего элемента может передаваться и от штока, к которому прикладывается усилие маховика. Для обеспечения герметичности при перекрытии потока на затворе вентиля закрепляется полимерная или резиновая прокладка, в высококачественных клапанах герметичность достигается уплотнением затвора «металл–металл» за счет тщательной притирки затвора и седла. Вентиль с перпендикулярным расположением штока относительно оси потока рабочей среды называется прямым, с наклонным расположением штока – косым: он характеризуется меньшим гидравлическим сопротивлением. Преимущества вентиля: отсутствие трения уплотнительных поверхностей в момент закрытия, так как затвор двигается перпендикулярно среде; небольшая высота. Недостатки вентиля: большая строительная длина; небольшое проходное отверстие; эксплуатация только при определенном направлении рабочей среды. Задвижки устанавливаются на трубопроводах для прекращения подачи воды и отключения отдельных участков сети. Также используются для регулирования расхода воды посредством изменения площади сечения отверстия задвижки. Основное конструктивное отличие задвижки от шарового крана или дискового поворотного затвора заключается в плоском затворе, который закреплен на резьбовом штоке и перемещается перпендикулярно оси потока. Задвижки всегда устанавливаются перпендикулярно движению потока воды. При изготовлении задвижек используется сталь или чугун. Задвижки бывают параллельные и клиновые. Корпус параллельной задвижки изготавливают из чугуна или из стали с фланцами и выдвижным или невыдвижным штоком. Параллельные задвижки состоят из двух дисков и расположенных между ними односторонних скошенных клиньев. Вращение маховика, связанного со шпинделем, поднимает диски (открывает задвижку) или опускает диски (закрывает задвижку). Для обеспечения более плотного закрытия клинья при опускании дисков раздвигаются и прижимают диски к гнездам. Параллельные задвижки используют при малых давлениях воды – как правило, не более 10 бар. Параллельная задвижка. Параллельная задвижка. Задвижка включает: 1 – запорный элемент (клиновый или параллельный); 2 – корпус стальной или чугунный; 3 – крышка корпуса чугунная или стальная; 4 – шток резьбовой (стальной); 5 – маховик, редукторный привод или электропривод Клиновые задвижки изготовляются в полупроходном исполнении с невыдвижным штоком. Плотность перекрытия потока обеспечивается за счет уплотнения «металл–металл» или «металл–резина». Преимущества задвижек: незначительное гидравлическое сопротивление при полном открытии затвора; возможность подачи рабочей среды в любом направлении; отсутствие поворота рабочей среды; широкая линейка типоразмеров. Недостатки задвижек: сравнительно небольшой допустимый перепад давления на затворе; невысокая скорость срабатывания в аварийной ситуации; возможность заклинивания затвора при колебаниях температуры рабочей среды; возможность гидравлического удара в конце хода запорных дисков; трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей; высокая стоимость ремонта при относительно низкой цене задвижки; большая строительная высота и масса. При появлении шаровых кранов и дисковых поворотных затворов задвижки применяются реже. По конструкции дисковый поворотный затвор – это короткий отрезок трубы с регулируемым элементом в виде диска, поворачивающегося вокруг оси и расположенного перпендикулярно к оси прохода. Для герметичности применяются металлические или мягкие резиновые кольца. Принцип работы дисковых поворотных затворов заключается в том, что поворотный диск прижимается к уплотняющей поверхности седла внутри корпуса, преграждает путь потоку воды, а при повороте диска на 90° вода свободно проходит через затвор. Клиновая задвижка Клиновая задвижка Поворотные затворы могут монтироваться в любом положении, но затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении, так как при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Дисковые затворы могут изготавливаться с эксцентрично установленными дисками. Управление дисковыми поворотными затворами может осуществляться вручную, с использованием редуктора при помощи электропривода, пневмопривода или гидропривода. Дисковый поворотный затвор Дисковый поворотный затвор Преимущество дисковых поворотных затворов: малый вес, малая строительная длина; герметичное перекрытие потока в обоих направлениях; небольшое сопротивление, оказываемое поворотным затвором потоку рабочей среды (высокое значение коэффициента Kv); сменное седловое уплотнение; большой диаметр прохода; долговечность. При правильной эксплуатации срок службы – 30 лет; запорная и регулирующая функции. Недостатки дисковых поворотных затворов: бoльшие потери напора, чем при установке обычных задвижек; пониженная герметичность; трудность получения расчетных пропускных характеристик при работе затвора в качестве регулирующей заслонки. Основные параметры дисковых поворотных затворов регламентируются ГОСТ 25923–89 «Затворы дисковые регулирующие. Ос-новные параметры» и ГОСТ Р25923–89 «Арматура трубопроводная. Затворы дисковые. Общие технические условия». Шаровой кран – трубопроводная арматура, имеющая запорный или регулировочный узел в форме шара (сферы), используется для перекрытия потока воды, изменения направления потока. Запорным элементом является шар, выполненный из нержавеющей стали и имеющий сквозное отверстие для прохода рабочей среды. Существуют два типа шаровых кранов – с плавающим шаром и с шаром в опорах. Шаровой кран Шаровой кран Шаровые краны с плавающим шаром используются в трубопроводах с низким давлением и температурой. Шаровые краны с шаром в опорах используются в трубопроводах больших диаметров с высоким давлением. Перепад давления воспринимается подшипниками опор, а не уплотнительными седлами. Проходной кран Проходной кран Изменение направления потока воды происходит с помощью затвора, который можно повернуть на 90°. При этом шар внутри крана поворачивается вокруг своей оси стороной, в которой нет сквозного отверстия, в этом случае поток будет полностью перекрыт. Угловой кран Угловой кран На магистральных водопроводах используются шаровые краны, рассчитанные на высокое давление. Существует три типа шаровых кранов: 1. Проходной кран – направление потока не изменяется. 2. Угловой кран – направление потока изменяется на 90°. 3. Трехходовой кран имеет один входной и два выходных канала. Преимущества шаровых кранов: высокая степень герметичности; низкое гидравлическое сопротивление; небольшие масса и габариты; малое время открытия и закрытия; не требуется технического обслуживания в процессе эксплуатации; широкая линейка типоразмеров по способу монтажа (фланцевое, муфтовое, под приварку), по виду исполнения (цельносварной корпус или разборный корпус). Недостатки шаровых кранов: повышенные требования к чистоте рабочей среды; возможно «прикипание» шара при длительной эксплуатации в закрытом или открытом положении. Трехходовой кран Трехходовой кран Проведя анализ современной запорно-регулирующей арматуры, в заключении можно отметить, что каждый из рассмотренных типов арматуры обладает преимуществами и недостатками, зная которые, можно определиться с выбором арматуры под заданные требования и условия эксплуатации. Литература СП 31.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02–84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». – М., 2012. ГОСТ 24856–2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения». – М., 2014. ГОСТ 54808–2011 «Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затвора». – М., 2011. ГОСТ 25923–89 «Затворы дисковые регулирующие. Основные параметры». – М., 1989. ГОСТ Р 53673–2009 «Арматура трубопроводная. Затворы дисковые. Общие технические условия». – М., 2009.