для чего в тепловых сетях предназначена задвижка
Запорно-регулирующая арматура для сетей водоснабжения и теплоснабжения
Надежная арматура является залогом беспроблемной эксплуатации сетей водо- и теплоснабжения. К арматуре относятся: соединительные элементы трубопроводов, тройники, фланцы, задвижки, шаровые краны и прочие элементы.
 |
Согласно ГОСТ 24856–2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» известны следующие виды арматуры:
Основные виды:
Комбинированная арматура:
Арматура также разделяется в зависимости от назначения:
В системах тепло- и водоснабжения как в промышленности, так и в сфере ЖКХ наибольшее распространение получила запорно-регулирующая арматура.
 |
| 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:
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:
Недостатки вентиля:
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. 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:
Недостатки задвижек:
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 |
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 |
Преимущество дисковых поворотных затворов:
Недостатки дисковых поворотных затворов:
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 |
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 |
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 |
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:
Недостатки шаровых кранов:
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
Поделиться статьей в социальных сетях:
Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.
Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №2’2016
Запорная арматура для трубопроводов, ее виды и классификация
Запорная арматура — это средства разделения трубопровода на отдельные участки и регулирование давления в них. Является регулятором потока, создает определенный уровень герметичности. Широко распространена, составляет до 80% всей арматуры на трубопроводе. К запорной арматуре относятся: запорные краны, задвижки, поворотные затворы и краны.
Эта аппаратура предназначается для полного закрытия/открытия потока жидкостей различного характера в трубопроводе в соответствии с требованиями технологических процессов. К таким приспособлениям относят запорные клапаны, задвижки, затворы поворотные и краны. В свою очередь запорно — регулирующая арматура играет роль регулятора потока и создает герметичность в трубопроводной среде.
Запорная арматура всех видов предназначается для использования в следующих средах:
По большей части такая аппаратура предназначена только для работы в двух положениях: «открыто» или «закрыто» и, чаще всего, не используются в промежуточных положениях.
По своему предназначению арматура подразделяется на следующие виды:
Использование запорной арматуры на системах канализации стоков связано с необходимостью отключения отдельных ее участков для ремонта.
Для трубопроводных магистралей
Перекачка продуктов, чтобы быть эффективным средством транспортировки, производится на большие расстоянию при высоком давлении и с большой скоростью. Поэтому к подбору собственно труб и запорной арматуры – задвижкам, клапанам, затворам поворотным – и предъявляются особые требования.
Ее подбирают в соответствии с техническими нормативами, с проектным давлением, вязкостью среды, перепадами внутренней и наружной температуры. Имеет значение и степень автоматизации перекачки.
В системах магистральных водопроводных систем перекачиваемая жидкость всегда имеет в своем составе определенное количество агрессивных компонентов. Поэтому для арматуры используется химически стойкие материалы. Этими свойствами в полной мере обладает чугун, из которого изготавливаются все виды запорной арматуры для трубопроводов.
Их применяют в трубопроводах высоко и низкого давления и для перекачки различных сред. Этот же материал наиболее популярен при изготовлении трубопроводной арматуры для нефтепроводов.
На магистральных трубопроводах применяется запорная арматура размерами 8 – 2000 миллиметров.
Управление задвижками производится вручную при помощи маховиков, а в труднодоступных местах – с использованием электропривода дистанционно.
Большинство чугунных задвижек устроены с фланцевыми механизмами и могут выпускаться в различных конструктивных исполнениях:
Задвижка представляет собой литой чугунный корпус, в котором располагается плоский шибер с отверстием, соответствующим размеру трубы. Для управления применяются два вида привода: ручной для агрегатов, располагающихся в доступном месте, и дистанционный, если задвижка установлена в закрытом пространстве.
Ручной привод состоит из рукоятки в виде штурвала, винтовой пары и штока, прикрепляемого к шиберу. При вращении рукоятки винтовая пара преобразует вращательное движении в поступательное, которое через шток приводит в движение шибер в нужном направлении. Когда отверстие в нем совпадает с отверстие в трубе, возобновляется поток жидкости.
Подъем затвора обеспечивает перемещение клина по отношению к седлу, в результате чего его отверстие совмещается с отверстием в неподвижной детали, обеспечивая прохождение рабочей среды. Вращение может производиться вручную или с использованием дистанционного управления.
Такие устройства предназначаются для работы при давлении 2 — 200
Рабочая среда и запирающие элементы прибора в виде двух пластин располагаются в камере. Пластины затвора присоединены к штоку привода. При его вращении они раскрываются, пропуская воду или пар по трубопроводу.
Все представленные задвижки имеют ряд общих параметров, среди которых:
Фланцевая запорная арматура для трубопроводов используется не только на водопроводных сетях, но и при перекачке нефтепродуктов или других жидких сред.
В распределительных сетях на трубопроводах Ду100 и менее водоснабжения часто используются клапаны и краны с муфтовыми соединениями. Такие устройства менее габаритны и технологичны при монтаже. Соединения производятся наворачиванием на резьбу сопрягаемой детали.
Герметичность такого стыка обеспечивается применением различных уплотнителей: льняное волокно, лента ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал), уплотняющие шнуры и силиконовый герметик специального назначения. Такое соединение менее надежно, чем фланцевое, но и устранение протечек на нем осуществляется быстрее и проще.
Запорная муфтовая арматура для трубопроводов применяется на внутридомовых распределительных сетях при размерах менее Ду 50 при давлении в трубопроводе от 0,6 атмосфер.
Водозапорная арматура для распределительных сетей
Такие изделия различных видов и назначения предназначаются для доставки воды от питающей емкости до конечной точки потребления. Ее основное назначение — это закрытие или открытие потока жидкости в трубопроводе, а также регулировка давления в сети. Проще говоря, любой из этих механизмов, будь то кран или клапан, позволяет отсечь или возобновить подачу воды.
Устройство отсечной арматуры довольно простое. Основой является чугунная или латунная труба. В нее вставляется клапан, который может частично или полностью перекрывать просвет в трубе, что приводит к изменению давления в трубопроводе или прекращению потока. Управление механизмом производится при помощи рычажного крана произвольной формы.
Функциональное предназначение устройств
Арматура на сети водопровода устанавливается не только в каждом доме, но и в каждой квартире. Она служит для регулировки давления во внутри домовом водопроводе и распределения воды по всем помещениям квартиры, где это предусмотрено проектом.
Арматура тепловых сетей
Арматура тепловых сетей служит для обеспечения управления системами теплоснабжения при их эксплуатации. По функциональному назначению арматуру подразделяют на следующие основные типы: запорная, регулирующая, предохранительная, защитная.
Запорная арматура, применяемая наиболее широко, предназначена для перекрытия потока теплоносителя. К ней относятся краны, вентили, задвижки и поворотные затворы. Запорную арматуру в тепловых сетях устанавливают: на всех трубопроводах выводов тепловых сетей от источников тепла; для секционирования магистралей; на трубопроводах ответвлений; для спуска воды и выпуска воздуха и т. д. В зависимости от режима работы тепловой сети запорная арматура должна находиться в полностью открытом или полностью закрытом положении. Регулировать запорной арматурой расход теплоносителя и дросселировать его давление запрещается. Это объясняется тем, что если оставить запорную арматуру не полностью открытой, часть притертой поверхности затвора, находясь под воздействием потока теплоносителя, будет подвергаться эрозионному разрушению, в результате чего при закрытии арматуры корродированная часть затвора не обеспечит герметичности арматуры.
Регулирующая арматура служит для регулирования параметров теплоносителя: расхода, давления, температуры. В состав регулирующей арматуры входят регулирующие клапаны, регуляторы давления, регуляторы температуры, регулирующие вентили и т. д.
Предохранительная арматура предназначена для предохранения теплопроводов и оборудования от недопустимого повышения давления. Это достигается путем автоматического выпуска избыточного количества теплоносителя с помощью предохранительных устройств и т. д.
Защитная арматура служит для защиты трубопроводов и оборудования путем отключения защищаемого участка. К защитной арматуре относятся отсечные и обратные клапаны и другие отключающие устройства. Различие между предохранительной и защитной арматурой заключается в том, что при повышении параметров теплоносителя предохранительная арматура открывается для выпуска теплоносителя, а защитная закрывается, отсекая защищаемый участок от остальной части трубопровода.
Арматура характеризуется тремя основными параметрами: условным проходом Dy, рабочим, давлением и температурой транспортируемой среды. В зависимости от способов присоединения к теплопроводам арматуру подразделяют на фланцевую, муфтовую, цапковую и приварную. Фланцевая арматура имеет присоединительные патрубки с фланцами, муфтовая — ic внутренней резьбой, цапковая — с наружной резьбой, приварная — с кромками для приварки к трубопроводу. Фланцевая арматура в настоящее время является наиболее распространенной для трубопроводов тепловых сетей. Однако в последнее время в целях уменьшения габаритов и массы арматуры, а также в целях повышения плотности трубопроводов промышленность стала все больше выпускать бесфланцевую арматуру, непосредственно привариваемую к трубопроводам. Кроме того, допускается приваривать фланцевую арматуру непосредственно к трубопроводам. Все это способствует применению сварочных машин и механизмов при монтаже теплопроводов, что повышает производительность труда, качество сварочных работ и надежность теплопроводов.
Арматура имеет отличительные цвета окраски: из углеродистой стали — серый, из чугуна — черный, из нержавеющей стали — голубой. В зависимости от способа переменения запорного или регулирующего органа и его конструкции основные типы арматуры, применяемые в тепловых сетях, подразделяют на краны, вентили, задвижки, поворотные затворы, клапаны и т. д.
Краны применяют при монтаже тепловых абонентских вводов. Их изготовляют из бронзы или чугуна для трубопроводов диаметром от 15 до 80 мм, рассчитанных на рабочее давление до 0,1 МПа при температуре теплоносителя до 100°С. Краны имеют небольшие габаритные размеры, малое гидравлическое сопротивление и простой цикл управления. По конструкции затвора краны подразделяют на пробковые и шаровые, по методу герметизации от внешней среды — на натяжные и сальниковые, а по методу присоединения к трубопроводу — на муфтовые и фланцевые (рис. |2.43).
Вентили (рис. 2.44) используют главным образом в местных системах теплоснабжения, а также для спускных линий и воздушников тепловых сетей. Их изготовляют из чугуна или стали диаметром от 15 до 200 мм. Вентили имеют запорный орган в виде золотника (тарелка клапана), который при закрытии плотно прилегает к седлу, обеспечивая герметичность перекрытия проходного отверстия. Золотник соединен со шпинделем шарнирно и при закрытии прижимается к седлу, а при открытии отрывается от седла без скольжения, благодаря чему исключается задирание уплотнительных поверхностей. Вентили бывают фланцевые, муфтовые и приварные. В отличие от кранов и задвижек нормальные вентили имеют повышенное гидравлическое сопротивление, так как теплоносителю приходится менять свое направление. Для уменьшения гидравлического сопротивления применяют прямоточные вентили, у которых золотник в открытом положении не мешает проходу теплоносителя. Вентилями управляют вручную с помощью маховика или электропривода, который снабжается дистанционным управлением. Вентили можно устанавливать на горизонтальных и вертикальных трубопроводах в любом рабочем положении.
Задвижки (рис. 2.45) наиболее широко применяются при строительстве тепловых сетей. По конструктивному исполнению их разделяют на клиновые и параллельные с выдвижным и невыдвижным шпинделем. Стальные задвижки имеют клиновое уплотнение, а чугунные — параллельное. В клиновых задвижках затвор состоит из сплошного или двухдискового клина, уплотнение обеспечивается прилеганием колец клина к кольцам корпуса. Уплотнительные кольца из бронзы или нержавеющей стали запрессовывают на дисках клиньев и в корпусе. При опускании двухдискового клипа разжимной клин, находящийся между дисками, упирается в дно корпуса задвижки и распирает диски, плотно прижимая их к уплотнительным кольцам корпуса.
В параллельных задвижках затвор состоит из двух самостоятельных дисков с плоскими, параллельно расположенными уплотнительными поверхностями. Эти задвижки закрываются аналогично клиновым задвижкам с двухдисковым клиновым затвором. Положительным качеством задвижек является их малое гидравлическое сопротивление. Это достигается тем, что при полном выдвижении шпинделя затвор полностью выходит из потока теплоносителя в верхнюю часть корпуса задвижки. Для закрытия или открытия прохода требуется большая частота вращения шпинделя, поэтому задвижки, особенно больших диаметров (Пу500 мм), снабжены электроприводами.
На водяных тепловых сетях для задвижек Пу350 мм при ру71,57 А4Па следует предусматривать обводные трубопроводы (разгрузочные байпасы) с запорной арматурой, предназначенные для уменьшения перепада давлений при открывании задвижек. Этим достигается снижение усилий, необходимых для открывания задвижек. Условный проход разгрузочного байпаса принимают в зависимости от условного прохода задвижки в. соответствии с данными СНиП на проектирование тепловых сетей. При дистанционном телеуправлении задвижками арматура на байпасах также снабжена электроприводом. Задвижки с электроприводом при подземной прокладке размещают в камерах с надземными павильонами или в подземных камерах с естественной вентиляцией, обеспечивающей параметры воздуха в соответствии с требуемыми условиями. При надземной прокладке тепловых сетей задвижки с электроприводами размещают в помещениях или заключают в кожухи, защищающие арматуру и электроприводы, от атмосферных осадков.
Задижки устанавливают на горизонтальных теплопроводах вертикально маховиком, редуктором или приводом вверх в некоторых случаях допускается установка задвижек в дипазоне 90° между вертикальным и горизонтальным положешем шпинделя или в любом рабочем положении, кроме положения шпинделя вниз, так как при открытых задвижках дисковые гнезда могут засоряться, что приведет к наругению нормальной работы задвижки. Для подземных тепгопроводов высокого давления рекомендуется применять бесфланцевые стальные задвижки, которые присоединяют к трубам с помощью сварки. Их изготовляют про- мышленостью условным диаметром прохода Dy до 450 мм. Примените этих задвижек существенно повышает надежность эсплуатации тепловых сетей.
Боле современным оборудованием являются поворотные затворы (рис. 2.46), серийно выпускаемые для трубопроводе диаметром до 2200 мм. Они предназначены для установит в качестве запорных и дросселирующих устройств на труюпроводах, транспортирующих воду при рабочей температуре до 100°С. Поворотные затворы управляются вручтую (при малых диаметрах прохода) или от электропривда. Затворы с электрофиводом устанавливают :а горизонтальных или верикальных участках трубопроводов электроприводом вверх с горизонтатьным или вертикальным расположением приводною вала. К теплопроводам поворотные затворы присоединяют с помощью фланцев или сваркой. Уплотнение запорного эргана обеспечивается юзиновым кольцом, установленным в корпусе или в канавке диска.
Клапаны в зависимости от назначения подразделяют на регулировочные, предохранительные, обратные, отсечные и др. Регулировочные клапаны служат для изменения расхода транспортируемого по тепловым сетям теплоносителя или его давления. Предохранительные клапаны предназначены для автоматического предотвращения появления недопустимо высоких давлений в системах, что достигается выпуском избытка теплоносителя.
Обратные клапаны служат для автоматической защиты трубопроводов от обратного потока теплоносителя, что может в некоторых случаях привести к аварии. Их подразделяют на подъемные и поворотные (рис. 2.47). Подъемные клапаны проще по устройству, однако при попадании продуктов коррозии возможно заедание тарелки клапана в направляющей. Их обычно используют при небольших диаметрах теплопроводов. Кроме того, подъемные клапаны могут работать только в горизонтальном положении. Поворотные клапаны менее чувствительны к загрязнению теплоносителя и могут работать как в горизонтальном, так и вертикальном положениях.