Что понимается под водопроводной арматурой? Какие типы арматур применяют в системах внутреннего водопровода?

Определение и назначение запорной арматуры для водопровода

Запорная арматура полностью ограничивает движение воды в системе

Запорная арматура отличается от регулирующей тем, что она предназначена для полной остановки движения носителя, а не для контроля пропускной способности трубопровода. Такие устройства имеют ряд общих черт:

• широкий диапазон рабочего давления и температуры;
• антикоррозийное покрытие, продляющее срок службы металла;
• необходимая пропускная способность.

Водопроводную арматуру изготавливают из пластмассы, латуни, бронзы, чугуна и стали.

Борьба с непроизводительными расходами

Стабилизация давлений.
Давления (напоры) в системах внутренних водопроводов

Режимы и нормы водопотребления.

Режим водопотребления во внутренних водопроводах характеризуется неравномерностью и зависит от этажности и назначения здания, числа водоразборных устройств, числа потребителей и многих других факторов.

Количество воды, отнесенное к единице измерения (времени, единице продукции и т.п.), называется нормой водопотребления. Нормы водопотребления устанавливаются опытным путем в зависимости от степени благоустройства зданий, условий технологии производства, климатических и других условий.

Нормы расходов воды установлены для всех потребителей, которых должен обеспечить проектируемый водопровод, поэтому, при расчете системы водоснабжения каждого здания, объекта, следует пользоваться справочными и нормативными документами.

Система водоснабжения должна обеспечить подачу воды ко всем водоразборным устройствам (арматуре). При этом потребитель должен получить расход воды не меньше нормативного.

Водоразборное устройство (арматура) из числа установленных на сети внутреннего водопровода, расположенное выше всех других и находящееся дальше других от точки присоединения внутренней сети к наружной, а также имеющее наибольший рабочий напор называется диктующим водоразбором, или диктующей водоразборной точкой (арматурой).

Водоразборная арматура (устройство) или расчетная точка, расположенная на верхнем этаже здания и требующая наибольшего напора, называется диктующей. Требуемый напор должен обеспечить подъем воды до диктующего водоразборного устройства на высоту Нг, возместить потери напора Δh на преодоление всех сопротивлений по пути движения воды и создать необходимый рабочий напор Нf, обеспечивающий нормативный расход q, л/с:

Внутренний водопровод считается обеспеченным напором от наружного водопровода, если в точке присоединения ввода гарантированный напор Нгар в наружной сети будет равен требуемому напору для внутреннего водопровода.

Если располагаемый (фактический) напор больше требуемого, то в сети внутреннего водопровода образуется избыточный напор. В то же время у диктующего водоразборного устройства также будет создаваться избыточный напор, который увеличит нормативный расход воды.

Чем больше избыточный напор перед водоразборной арматурой, тем больше непроизводительные расходы воды

Гидравлический режим в сетях внутреннего водопровода характеризуется неравномерностью водопотребления и нестабильностью напоров, что приводит к непроизводительным расходам воды и утечкам.

Стабилизация напоров с целью уменьшения или ликвидации избыточных напоров достигается установкой регуляторов давления, дросселированием и зонированием.

Регуляторы давления устанавливают на вводе в здание или группу зданий (особенно малой этажности), а также на вводах на этажах (главным образом, нижних) или в квартирах.

Эти регуляторы поддерживают в водопроводной сети постоянное давление «после себя» независимо от расхода. Их целесообразно применять в сетях микрорайона с разноэтажной застройкой, хотя они создают дополнительные потери напора, которые необходимо учитывать при гидравлическом расчете водопроводных сетей.

Выпускают регуляторы давления диаметром 15 – 150 мм. Регулятор подбирают в зависимости от пропускной способности, диаметра и потерь напора. Диаметр регулятора выбирают по избыточному давлению (напору) Низб и по расчетному расходу воды qр, который должен пропускать регулятор

Дросселирование. Установка калиброванных дисковых диафрагм на подводках и у водоразборной арматуры позволяет снизить избыточные напоры и расходы воды до нормативных. В то же время при установке диафрагм создается дополнительное местное сопротивление у арматуры, на которое тратится избыточный напор.

Коэффициент местного сопротивления ζ определяют по формуле

где q – расчетный нормативный расход воды водоразборной арматуры, л/с; Ам – коэффициент удельного сопротивления, определяемый по формуле

Значения Ам для различных диаметров трубы принимаются равными:

диаметр трубы подводки или арматуры D, мм …8 9 10 12 16

удельное сопротивление Ам …………………………20,2 12,65 8,28 3,93 1,26

Диафрагмы могут быть изготовлены из латуни, меди, нержавеющей стали, пластмассы и других материалов.

Параллельное зонирование сетей в микрорайонах с разноэтажной застройкой приводит к максимальному использованию гарантированного напора в нижних этажах зданий; верхние этажи обеспечиваются напором от повысительных насосных установок.

При параллельном зонировании снижаются избыточные напоры, сокращаются непроизводительные расходы воды и утечки, снижается общий расход воды на 11,7 %, а расход электроэнергии – на 22 %. Срок окупаемости этой системы, в среднем, составляет 2,5 – 4,5 года (при нормативном сроке 8 лет).

Принцип работы

Запорная арматура работает по простому принципу – во время ее закручивания меняется площадь сечения проходного отверстия корпуса, в результате чего движение жидкости прекращается. Более подробно эксплуатацию устройства можно описать на примере трубопроводной задвижки:

• Оператор вращает маховое колесо.
• Благодаря резьбовому соединению шток начинает двигаться.
• Шток толкает затвор. Процесс контролируется при помощи направляющей.
• Затвор перекрывает отверстие корпуса, препятствуя перемещению жидкости.

Запорное устройство не стоит использовать для регулирования потока. Длительное воздействие воды на металлические элементы приводит к их шлифованию и потере эффективности для полного перекрытия коммуникации.

Конструктивные особенности

Рынок современной запорной водоразборной арматуры отличается большим разнообразием конструктивного исполнения, но основными (наиболее популярными) типами конструкций остаются три варианта:

• Вентильная запорная водоразборная арматура выполняется с клапаном (вентилем), расположенным под углом или в горизонтальной плоскости. Он перекрывает ток полностью или частично, двигаясь в возвратно-поступательном режиме.
• Пробковый вариант отличается от аналога с вентилем наличием конической пробки со специально подготовленным отверстием. Пробка проворачивается под прямым углом –ток останавливается или открывается.
• В шаровых моделях роль пробки или вентиля выполняет шар. Перекрытие и запуск потока осуществляется поворотом шара.

Для экономии расхода воды системы дополнительно комплектуются специальными насадками. Последние устанавливаются на изливной части и могут иметь вид:

• Аэраторов. При их помощи в струю потока передается энергия воздуха (эжектирование), в результате чего струя становится пластичной. Такие насадки более распространены благодаря эффективности их применения для различных типов арматурных установок.
• Струевыпрямителей. Чаще всего они представляют собой контроллеры струи. Состоят из направляющих листов и специальных сеток. Все детали насадки собираются в одном моноблоке и устанавливаются на излив.

Виды и устройство запорной арматуры

Арматура для пластиковых водопроводных труб классифицируется в зависимости от назначения, конструкции, области применения, условий эксплуатации и способа крепления. На выбор устройства влияет материал изготовления – он должен подходить по характеристикам для установки на определенную магистраль.

В зависимости от особенностей применения выделяют следующие виды арматуры:

• Запорная. Этот класс изделий самый многочисленный – он составляет ¾ всей применяемых устройств. Используют для полного отключения потока носителя в магистрали и ее пуска при необходимости. Запорные изделия включают задвижки, краны и вентили. Их используют для регулировки движения различных сред – газа, пара, воды.
• Регулирующая. Устройства этого вида запорной арматуры систем водоснабжения имеют клапаны и называются регуляторами уровня жидкости, давления, среды. Они двигаются за счет работы электропривода. Одно из распространенных названий таких моделей – дросселирующая арматура.
• Предохранительная. Благодаря этим устройствам обеспечивается защита коммуникаций различного назначения от превышения давления сверх допустимых значений. Если этот показатель становится больше нормы, происходит частичный сброс рабочей среды. Предохранительная арматура включает в себя разрывные мембраны, перепускные клапаны, импульсные устройства.
• Защитная. Основное значение таких механизмов состоит в предотвращении аварий и поломок при недопустимых для магистрали параметрах технологических процессов. Кроме того, механизм предотвращает течение рабочей среды в противоположном направлении. К защитной арматуре относят отключающие и обратные клапаны.
• Распределительно-смесительная. Она имеет другое название – многоходовая. К таким устройствам относят распределительные клапаны и трехходовые краны. Изделия применяются для смешивания сред или раздачи рабочих потоков по нескольким направлениям.
• Контрольная. Предназначена для наблюдения и регулирования уровня жидкости в котлах и сосудах.
• Фазоразделительная. Используется для разделения рабочих сред, находящихся в разных состояниях. К таким устройствам относятся отводчики конденсата и маслоотделители.

Запорная арматура может находиться только в двух положениях – «полностью открыта» или «полностью закрыта». В зависимости от вида затвора задвижки классифицируют на клиновые, дисковые, параллельные. При создании систем полива используется запорная арматура для водопроводных труб с таймером.

Фланцевые задвижки

По способу соединения устройства делятся в соответствии со следующей классификацией:

• Фланцевые. Эта разновидность фурнитуры представлена круглыми, прямоугольными и треугольными моделями. Квадратные устройства предназначены для сред с ограниченными показателями давления – не выше 2 атмосфер. Круглая форма более предпочтительная – на ее производство затрачивается минимум ресурсов, а по надежности она превосходит другие виды.
• Бесфланцевые. Ассортимент предлагаемых изделий этого типа довольно обширен по способам ее подсоединения к трубопроводам, патрубкам емкостей и сосудов. Модели этой группы могут быть цапковыми, штуцерными, приварными и муфтовыми.

Запорная арматура устанавливается на ПНД, металлопластиковые, полипропиленовые и магистрали из нержавеющей стали.

Запорный клапан

На сегодняшний день наиболее распространёнными считаются запорные клапаны, которые регулируются посредством маховика или же в некоторых случаях — электропривода. Однако встречаются модели, управление которых производится дистанционным способом. Запорные клапаны — очень популярная арматура для канализационных коммуникаций. Для канализации используется различная по материалу запорная арматура, в том числе и пластиковая. Однако чаще всего применяются изделия из чугуна.

Такие устройства оснащаются специальным уплотнительным кольцом, которое изготавливается из фторопласта, резинового материала или кожи. Монтируется запорная чугунная и пластиковая арматура с электроприводом на трубопроводных конструкциях, транспортирующих воду, пар, воздух и т. д. Устанавливается такой вентиль на трубу с помощью муфт.

Температура рабочей среды запорной арматуры для канализации составляет не больше 50 °C. Продукция, регулируемая электроприводом, монтируется на коммуникации, транспортирующие рабочую среду при температуре +45 °C. Все разновидности запорной арматуры (вентилей и задвижек) в большинстве случаев выполняются из чугунного материала и используются для напорных и безнапорных канализационных коммуникаций.

Запорные клапаны больших диаметров оснащаются электроприводом для простоты управления им

Основные критерии выбора

При выборе водопроводной арматуры следует учитывать несколько критериев:

• Назначение. Может использоваться для наружных и внутренних сетей.
• Материал. При необходимости использования задвижек или регуляторов в агрессивной среде лучше выбрать керамическое изделие. Этот материал менее подвержен разрушению, чем пластик и металл.
• Ремонтопригодность.
• Внешний вид. При выборе арматуры, которую планируется разместить на виду, стоит учитывать стиль интерьера.

При выборе бренда лучше опираться на проверенных производителей. К ним относится , реализующая инженерную сантехнику в России и странах СНГ.

Арматура для систем внутреннего водоснабжения

Управление трубопроводной системой, каковой является внутренний водопровод, и распределение воды потребителям осуществляются с помощью запорной, регулирующей и предохранительной арматуры самого различного назначения, типа и принципа действия.

Установка запорной арматуры на внутренних сетях предусматривается: на каждом вводе, на кольцевой разводящей сети для обеспечения выключения на ремонт ее отдельных участков (не более чем полукольцо), у основания пожарных стояков с числом пожарных кранов 5 и более, у основания стояков хозяйственно-питьевой и производственной сети в зданиях высотой 3 этажа и более, на ответвлениях, питающих более 5 водоразборных точек, на ответвлениях в каждую квартиру или номер гостиницы, на подводках к смывным бачкам, смывным кранам и водонагревательным колонкам, на ответвлениях к групповым душам и умывальникам.

В сетях горячего водопровода запорная арматура устанавливается: у основания подающих и циркуляционных стояков в зданиях и сооружениях высотой 3 этажа, на ответвлениях трубопровода к секционным узлам.

Кроме того, запорная арматура устанавливается перед наружными поливочными кранами. В качестве запорной арматуры используют вентили и задвижки. Задачей запорной арматуры является перекрытие потока жидкости и отключение для ремонта отдельных участков трубопроводов.

Регулирующая арматура предназначается для поддержания в водопроводной сети здания более или менее и постоянного давления и расхода несмотря на изменение внешних условий системы (например, колебаний давления в городской водопроводной сети и т. п.).

В качестве регулирующей арматуры используют элементы с постоянными местными сопротивлениями (диафрагмы, насадочные втулки) и гидравлическое оборудование, у которого изменяется живое сечение проходного отверстия (регулирующие муфты, регуляторы давления и т.п.).

Регулятор давления относится к категории двухседельных регуляторов с разгруженным плунжером. Он регулирует давление после себя за счет изменения площади проходного отверстия.

Регулятор давления представляет собой автоматическое устройство, в котором гидравлические рабочие органы могут комплектоваться с электрическими, пневматическими и гидравлическими исполнительными механизмами, которые перемещают и устанавливают в необходимом положении затвор регулирующего органа. С его помощью можно снижать избыточное давление и поддерживать необходимые напоры в поквартирных подводках к водопроводной арматуре.

Предохранительная арматура . К предохранительной арматуре относятся предохранительные клапаны, обратные клапаны, воздухоотводчики. Предохранительная арматура защищает оборудование и трубопроводы от повышенных и недопустимых давлений жидкости, газа и пара.

При превышении допустимого рабочего давления в трубопроводной системе предохранительный клапан открывается автоматически и сбрасывает избыток рабочей среды, предотвращая возможность аварии. Клапаны бывают открытого и закрытого типа. В предохранительном клапане закрытого типа рабочая среда сбрасывается в трубопровод. В этом случае клапан герметичен и работает с противодавлением.

К предохранительному клапану предъявляются следующие основные требования: должен безотказно срабатывать при установлении в системе предельного давления полного открытия, в открытом состоянии должен пропускать рабочую среду в количестве не менее оговоренного расчетом с тем, чтобы давление в системе не могло повыситься сверх допустимого, при снижении давления в трубопроводной системе должен закрыться и сохранить герметичность.

Конструктивно предохранительные клапаны отличаются принципиальными схемами. Они бывают рычажно-грузовыми и пружинными. Для подъема пружинных предохранительных клапанов необходимо давление большее, чем у грузовых, причем оно растет с увеличением жесткости пружины. Обратные клапаны предотвращают движение воды в обратном направлении.

Водоразборная арматура является одним из самых важных элементов внутреннего водопровода зданий. Она во многом определяет успешное его функционирование в целом. Водоразборная арматура — основной источник утечек и непроизводительных расходов воды.

По своему назначению водоразборная арматура подразделяется на собственно водоразборную (туалетные краны умывальников, смесители умывальников, моек и ванн) и наполнительную (поплавковые клапаны смывных бачков).

Конструктивно водоразборная арматура отличается очень большим разнообразием. По принципу работы запорных органов водоразборная арматура может быть следующих типов: вентильного, золотникового, шайбового, клапанного.

Не все перечисленные запорные органы используются в равной степени. Кроме того, водоразборная арматура делится на: туалетные краны, подающие воду одной температуры (либо только холодной, либо только горячей), поплавковые клапаны для наполнения смывных бачков, смесители, имеющие две подводки воды (холодную и горячую) и позволяющие регулировать температуру и расход подаваемой воды.

Для обеспечения долговечности водоразборную арматуру изготовляют из цветных металлов и покрывают декоративным покрытием. Для обеспечения рациональной работы водоразборной арматуры важен выбор типа и шага резьбы.

Смесительная водоразборная арматура предназначается для подачи и смешения холодной и горячей воды. В зависимости от назначения она подразделяется на смесители для моек, умывальников, ванн и душевых. По способу регулирования температуры и расхода воды они делятся на вентильные (точнее, на двухвентильные), шайбовые (с одной рукояткой управления), термостатические и пр.

Смесители двухвентильного типа получили самое широкое распространение из-за простоты изготовления и ремонта. Но вместе с тем им свойственны плохие регулирующие показатели. Смесители с одной рукояткой позволяют экономно расходовать воду и теплоту, так как отрегулированная температура при пользовании смесителем сохраняется и при его повторном открытии (с небольшой поправкой на остывание в трубах при длительном перерыве водозабора).

Наполнительная арматура служит для подачи воды в смывные бачки, напорно-запасные баки и другие емкости, которые могут быть заполнены водой до определенного уровня. По достижении расчетного уровня подача воды должна быть надежно перекрыта. Существуют два основных типа поплавковых клапанов для смывных бачков: работающих и закрывающихся против давления в подводке и клапанов попутного давления.