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 отопление канализация водоснабжение

Прокладывание и разводка в доме коммуникаций — один из наиболее ответственных этапов строительства. Как правильно организовать электро- и водоснабжение, наладить отопление и канализацию?

Когда следует производить прокладку инженерных сетей?

Наилучший вариант, когда параллельно с архитектурным разрабатывается также инженерный проект здания, который содержит в себе, в частности, схемы установки оборудования и прокладки магистралей. Тогда на этапе возведения каркаса дома коммуникации будут смонтированы без проблем. Если же заниматься их прокладкой в уже построенном доме, то придется делать отверстия и каналы в готовых конструкциях — фундаменте, перекрытиях, стенах, что обернется дополнительными трудовыми и финансовыми затратами.

Подводка к зданию труб водоснабжения и канализации

С этой целью преимущественно используют трубы из полимерных материалов — полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилена низкого давления (ПНД), металлопластика и др., прокладывая магистрали под землей.

Чтобы избежать замерзания воды зимой, водопроводную трубу укладывают на 30 см ниже так называемой глубины проникновения температуры 0°С в грунт (для средней полосы России эта величина составляет 210–220 см), то есть на расстоянии 240–250 см от поверхности земли. Если глубина будет меньше, то трубу придется обогревать электрокабелем. Придавать уклон водопроводной магистрали не требуется.

Трубы из ПНД и ПВХ отличаются повышенной механической прочностью, а также устойчивостью к низким температурам и к содержащимся в грунте агрессивным веществам

Трубы канализации из ПВХ

Поскольку содержимому сточной трубы замерзание практически не грозит, обычно ее располагают на 30 см выше уровня промерзания грунта (в средней полосе России — на расстоянии 130–140 см от поверхности земли). В данном случае трубе необходим уклон 2 см на 1 пог. м. При меньшем уклоне будет затруднен сток, а при большем — возникнет риск засоров.

Прокладка коммуникаций внутри дома

При сооружении строительных конструкций (в частности, при бетонировании малозаглубленного плитного фундамента) в них закладывают гильзы — проходные элементы, сделанные, как правило, из отрезков стальной трубы. Они защищают трубопровод от повреждения при осадке здания и не препятствуют его температурным деформациям. Внутренний диаметр гильзы должен быть как минимум в два раза больше наружного диаметра трубы. Зазор между гильзой и трубой заполняют мягким водонепроницаемым материалом (промасленный или пропитанный битумом канат, силиконовый герметик, монтажная пена и пр.), который не мешает трубе совершать легкие подвижки по продольной оси. При прохождении магистрали через фундамент на отметке, находящейся ниже уровня грунтовых вод, для герметизации этого зазора предпринимают особые меры.

Водопроводная линия, проходящая под стеной ленточного фундамента, тоже должна находиться внутри гильзы, что защитит ее от повреждения при сжимающем воздействии грунта

Чтобы не допустить протечек, гильза, установленная в межэтажное перекрытие, должна выступать над ним на 30–50 мм.

Имеющие небольшой диаметр трубы водоснабжения и отопления, а также электрокабели могут быть проложены в толще стен и перекрытий (в каналах, заделываемых стяжкой или штукатуркой) либо в подконструкции пола (обычно внутри слоя утепления). В случае наружного монтажа трубы крепят к стенам хомутами с виброизолирующими прокладками.

Как безопасно проложить коммуникации в деревянном доме?

К деревянным стенам и перекрытиям трубопроводы следует фиксировать с помощью крепежных элементов, призванных предотвратить их деформацию и повреждение при осадке здания. Той же цели служат компенсационные зазоры, оставляемые в местах прохождения труб через крышу, стены или перегородки.

Электропроводку в деревянных домах можно прокладывать как открытым, так и скрытым способом. Вариант проводки поверх стен (в пластиковых коробах или гофрированных рукавах) более безопасен, но не всегда приемлем с точки зрения интерьерного дизайна. Во втором случае провода разрешено заключать только в металлические трубы и короба, которые закладывают внутрь стен и перекрытий.

Как подключить дом к централизованному водопроводу?

В большинстве случаев коттеджные поселки подсоединены к централизованной сети или имеют свою скважину, так что подвести воду к дому на общих основаниях будет не сложно. Если же есть необходимость подключаться к центральной магистрали напрямую, то следует обратиться в службу местного Водоканала за техническими условиями на такое подключение. В соответствии с этим документом нужно подготовить проект системы водоснабжения коттеджа (точка подключения, схема прокладки труб и пр.) и согласовать его с той же службой, после чего можно делать врез с запорной арматурой в трубопровод и тянуть трубы к дому.

Устройство индивидуальной скважины

• 

Схема устройства скважины «на песок»

На подмосковных землях, чтобы достичь водоносного горизонта, довольно часто устраивают скважины глубиной не более 30 м («на песок»). Работы производят с использованием самоходной установки. В пробуренное отверстие помещают стальную или пластиковую обсадную трубу, диаметр которой определяют, исходя из потребности в воде. К примеру, для дома с 4–6 точками водоразбора и расходом воды 1,5–2 м³/ч достаточно трубы диаметром 115–133 мм.

В нижней части трубы ставят сетчатый или гравийный фильтр (либо их комбинацию) и опускают в скважину погружной насос. Систему комплектуют гидроаккумулятором (расширительным баком) и реле давления.

В случае большого коттеджа с суточным потреблением воды 3–4 м³/ч целесообразно бурить артезианскую скважину глубиной от 40 м и оборудовать ее кессоном с насосным комплексом. На бурение такой скважины требуется разрешение и за ее использование взимается налог

Система очистки воды

Вода из скважины или поселкового водопровода нуждается в очистке, так как может содержать механические частицы (песка, железа и др.) и растворы органических и неорганических соединений. Для этого в месте ввода трубы в дом (после запорной арматуры) к ней подключают специальное оборудование, выбор которого зависит от химического и бактериологического состава воды, а также от ее назначения — только техническая или еще и питьевая.

Техническую воду необходимо механически очистить от взвешенных частиц, для чего служат фильтры картриджного типа. А для подготовки питьевой воды требуются дополнительные ступени фильтрации. Нужно удалить из нее железо, марганец, сероводород и т. п. (реагентные или безреагентные фильтры), умягчить ее, то есть вывести соли кальция и магния (ионообменные устройства), и обеззаразить — убить микроорганизмы — под воздействием ультрафиолетового излучения. На завершающем этапе фильтрации наиболее эффективно работают установки с обратноосмотической мембраной, задерживающей практически все примеси, вплоть до солей металлов, многих бактерий и вирусов и пр., и пропускающей только молекулы воды.

Чем загрязненнее вода из скважины, тем более оправданно применение ступени обратного осмоса в фильтре. Однако надо учитывать, что при этом объем воды, сбрасываемой в канализацию в виде отходов фильтрации, в 3 раза больше объема очищенной воды, а степень ее очистки столь высока, что может вызвать нарушение солевого баланса в организме человека