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:

• 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

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. 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

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:

• малый вес, малая строительная длина;
• герметичное перекрытие потока в обоих направлениях;
• небольшое сопротивление, оказываемое поворотным затвором потоку рабочей среды (высокое значение коэффициента K_v);
• 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

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:

• 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

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.

Арматура для систем отопления. Основные виды и назначение

Правильно сконструированная система отопления представляет собой совокупность элементов, обеспечивающих комфортную температуру в жилых, коммерческих, промышленных помещениях. К обязательным составляющим системы отопления относятся: котёл, радиаторы, трубы. Но также система включает компоненты управления — арматуру для систем отопления, без которой невозможна автоматическая работа комплекса. Поэтому её монтаж — важный аспект возведения системы отопления.

Перед обустройством системы отопления, необходимо разобраться в роли, которую играет определённый тип арматуры. Общее назначение — это выполнение регулировки обилия теплоносителя и распределение его по контурам системы, уменьшение/увеличение объёмов теплоносителя в определённых случаях.

Запорная арматура

Такой тип арматуры уменьшает/прекращает подачу теплоносителя в определённом месте трубопроводов или радиаторов. Делается это в принудительном порядке.

Как правило, представлена в виде краников, задвижных элементов с различными конструктивными особенностями. Выбирая модель запорной арматуры для систем отопления следует учитывать способ монтажа и материал, из которого она изготовлена.

Качественный элемент должен выдерживать пиковые температуры, которые способна выдать система и максимальный уровень давления. Эта информация фиксируется производителем в инструкции по эксплуатации или на корпусе запорной арматуры.

Запорная арматура — один из самых важных составляющих отопительной системы. Монтаж осуществляется по всему периметру в местах, где может потребоваться ограничение потоков теплоносителя.

Почти все заводы, выпускающие данные изделия, предоставляют широкий ассортимент моделей для выбора подходящей. Существуют особые параметры, на которые следует обращать внимание при покупке.

1. Для присоединения к магистрали запорная арматура оснащена патрубками. Диаметр которых играет значимую роль. Устройство не должно вызывать какие-либо ограничения потока и объёма вода в открытом состоянии.
2. От уровня регулировки зависит точность. Шаровые краны могут быть использованы для быстрой остановки потоков теплоносителя, а клиновидные позволяют выполнять постепенную регулировку объёмов подаваемой жидкости.
3. Возможность монтажа автоматического регулирующего элемента открытия крана тоже принимается во внимание при выборе продукции.

Важно не только понимать, как правильно осуществить монтаж, но и учитывать эксплуатационные качества арматуры, знать её устройство. Самостоятельные попытки произвести установку арматуры без особых навыков и знаний может повлечь за собой множество проблем. Например, неверно установленная арматура будет пропускать теплоноситель сквозь себя или воздух. Давление будет низким и расход жидкости увеличится. Не говоря уже о протечках и других неисправностях.

Типы кранов отопления

Использование таких элементов легко объясняется конструктивными особенностями и ассортиментом, представленным на рынке. Запорная арматура выражается в двух типах кранов:

Первые оснащены шаром, который имеет отверстие. Когда рукоять поворачивается, осуществляется регулировка диаметра внутри. Таким образом осуществляется регулировка силы потока жидкости в трубопроводной системе. Характеризуется данный элемент простотой в перекрытии потока.

Пример шарового крана с разъемным соединением

Штоковые, или вентили, используют для запирания шток, оснащённый прокладкой из резины или керамики. Чтобы прекратить/восстановить подачу воды, придётся выполнить несколько оборотов рукоятки. Этот элемент применим в качестве инструмента для более точной регулировки силы потока.

Установка и выбор арматуры выполняется с учётом эксплутационных параметров системы отопления. В противном случае, будет непросто добиться необходимого функционала и задач, поставленных перед арматурой.

Задвижки отопления

Внешне напоминают вентили, но отличаются более крупными размерами. Также иной внешний вид имеют внутренние каналы. За счёт волнового строения внутри, такие элементы обеспечивают исключительную защиту при заметных перепадах давления. Задвижки позволяют сохранить шток в целостности и обеспечить герметизацию арматуры. Их монтаж осуществляют на областях трубопровода, диаметр которых выше 100 мм.

Арматура для радиаторов отопления

На рынке представлен большой ассортимент подобных элементов. На радиаторы отопления устанавливаются:

• радиаторные краны;
• термоголовки;
• краны Маевского.

Радиаторный кран — арматура для плавной и равномерной подачи теплоносителя в радиатор системы отопления. Он защищает от внезапных перепадов давления. Существуют угловые и прямые радиаторные краны. Подбираются с учётом конструктивных особенностей установки.

Простой радиаторный вентиль

За счёт плавной регулировки можно установить необходимый уровень подачи теплоносителя с учётом требуемого температурного режима в помещении. Двойная изоляция обеспечивает защиту и делает процесс регулировки более точным.

Термоголовка

Регулирующая головка для радиатора

Принцип работы заключается в воздействии комнатного воздуха на сильфон, расположенный в закрытом пространстве. Наполнитель расширяется, сильфон становится больше и через шток с толкателем он воздействует на штифт термостатического клапана. Внутри последнего, шток с золотником опускается вниз, снижая пропускную способность. Так происходит ограничение подачи теплоносителя.

Кран Маевского

Данная радиаторная арматура редназначена для выпуска воздуха из радиатора. Другими словами, помогает снизить давление в системе отопления. Выпускается в нескольких вариациях. Существуют также автоматические. Применимы в:

• многоквартирных домах;
• многоэтажках;
• административных зданиях;
• системах жилых кварталов;
• производственных помещениях;
• офисных зданиях.

Состоит из металлического корпуса с маленьким отверстием, пластиковой внутренней обоймы. Внутри неё имеется резьба и зажимной болт. В обойме выполнено отверстие для выпуска теплоносителя. Обойма способна вращаться на 360 град.

Запорно-регулирующая арматура

Разновидность трубопроводной арматуры для систем отопления служит для выполнения регулировки параметров рабочей среды. В зависимости от ситуации используются различные типы управления. Но принцип работы всегда заключается в изменении расхода проходимого теплоносителя, перекрытия или распределении объёмов.

Трёхходовой клапан

Один из типов, работающий за счёт регулирования потоков теплоносителя в отопительных системах. Основной задачей его является изменение направления, смешивание или разделение рабочего потока, требуемых в определённых ситуациях. Оснащён тремя отверстиями с индивидуальным назначением. Работа базируется на основе попадания рабочего потока и регулировке направления специальным затвором, установленным внутри изделия.

Балансировочный вентиль

Служит для регулировки проходимого сечения для пропуска жидкого теплоносителя в заданном количестве. Расход не будет неизменным. Его уровень зависит от разницы в перепадах давления. Балансировочным арматурным клапаном называется из-за количественного соотношения между двумя параметрами расхода жидкости, предназначенной для обогрева помещения. Как правило, не используется в системах отопления, в которых малый расход теплоносителя. В основном, применяется, когда есть смысл в создании сопротивления на контурах для уравнивания потоков. Позволяет получить регулярный равномерный расход теплоносителя, не зависящий от перепадов в мощностях насосных агрегатов. Другими словами, исключает возможность превышения перепадов давления.

Смесительный модуль

Служит для расширения системы отопления. Позволяет правильно управлять насосом отопительного контура. Расширяет применение автоматики и управления прямыми контурами, контурами со смешением, буферными накопителями энергии.

Чтобы обустроить систему отопления правильным образом, следует ознакомиться с функционалом арматуры отопления и понять её общую задачу — осуществление регулировки потоков жидкого теплоносителя для исключения расхода и контроля комфортного температурного режима. При помощи этих простых и удобных компонентов, пользователь сможет настроить систему отопления так, как ему удобно. Каждый представленный тип отвечает за те или иные функции, без которых не обойтись.