Что такое водопроводные задвижки: конструкция и принцип действия, виды и правила подсоединения

Задвижки для трубопроводов — вид запорной арматуры, служащий для отключения системы водоснабжения или ее части путем прекращения подачи транспортируемой жидкости. Механизмы предназначены для распределения потоков воды в нужных направлениях, регулирования давления, контроля расхода ресурса посредством изменения диаметра прохода.

Разновидности задвижек для трубопровода.

Что такое и где используются

Задвижка для воды представляет собой стальной или чугунный корпус, внутри которого, вдоль центральной оси, располагаются детали запорного механизма. Оборудование размещают внутри специального смотрового колодца или кессонной камеры. Размеры технических отсеков должны обеспечивать удобство обслуживания установленной в них арматуры.

Водопроводные задвижки в зависимости от вида и назначения могут управляться как в ручном, так и автоматическом режиме. Последний более удобен, он позволяет с помощью кнопок дистанционно регулировать положение запорных элементов.

Механизмами с ручным управлением снабжаются линии подачи холодной воды, имеющие внутренний диаметр до 400 мм. Магистрали больших размеров укомплектовываются устройствами с электрическим управлением.

Задвижки применяются для технического обслуживания различных видов трубопроводных систем и устанавливаются:

Задвижка используются в трубопроводах и магистралях.

• в местах врезки труб в центральную сеть водоснабжения;
• на кольцевых магистралях и стояках многоэтажных зданий;
• у основания пожарных гидрантов;
• в качестве поворотных затворов для перекрытия ремонтных участков;
• для обеспечения безопасной работы насосных станций.

Конструкция и принцип действия

В зависимости от технических характеристик механизмы отличаются затвором, размещением ходового узла, типом привода и способом крепления к водопроводным системам.

Основное отличие запорных устройств — это характер движения шпинделя. По этому параметру они делятся на 2 категории:

1. С выдвижным шпинделем. При вращении маховика он перемещается вверх и часть штока выходит из корпуса наружу.
2. С динамичным невыдвижным валом. Они меньших размеров и широко используются для транспортировки жидкостей в водопроводных системах.

Конструкция задвижки состоит из затвора, выполненного в форме клина или диска, перемещающегося вдоль седла корпуса перпендикулярно водяному потоку.

Устройства могут быть:

1. Полнопроходными. Размер посадочного места для затвора соответствует диаметру подключенного трубопровода.
2. Суженными. Седло меньше условного прохода магистрали, это ограничивает рабочий ход штока и уменьшает длину задвижки.

В зависимости от конфигурации запорного элемента и схемы расположения уплотнительных деталей задвижки делятся на:

1. Клиновые. Запирающий механизм состоит из двух металлических дисков, расположенных под углом относительно горизонтальной оси. Во время вращения шпинделя кольца опускаются и за счет размещенных между ними распорных клиньев прижимаются к седлу.
2. Параллельные. Тарельчатые детали расположены параллельно друг другу. В нижнем положении диски отсекают поток жидкости, а в крайнем верхнем — полностью открывают ее движение.

Конструкция задвижки.

На запуск мощных задвижек вручную уходит много сил и времени, поэтому чаще применяют приборы с электромеханическим приводом, который устанавливается вместо маховика.

Для управления запорной арматурой, установленной в труднодоступных местах (под водой, в глубоких колодцах и т.п.), используют вспомогательные колонки. Вращательное усилие передается шпинделю с помощью штанги-вилки, установленной в вентиль задвижки.

Затворы водоснабжения

Затвор — это одна из модификаций запорных устройств, в которых управляющий элемент изготовлен в форме диска. Закрепленная на валу заслонка поворачивается, опускается в седло и перекрывает движение воды. Клапан в рабочем положении находится под углом или перпендикулярно транспортируемой жидкости.

Корпус механизма имеет усеченную цилиндрическую форму. Кожух изготавливают из чугуна, стали, полимеров и цветных сплавов. Конструкция арматуры включает в себя запорный орган, состоящий из двояковыпуклого металлического клапана и резинового уплотнительного кольца. Дисковые устройства приводятся в действие вручную при помощи рукоятки и автоматически посредством электропривода. При ручном управлении затвор с диском регулируется поворотом на 90° рычага, который крепится гайкой к штоку механизма.

Дисковые поворотные устройства могут применяться в системах водоснабжения, отопления и для подключения сантехнических приборов.

Дисковой затвор для трубопровода.

Затворы, в сравнении с задвижками, имеют небольшую длину, малый вес и ограниченное количество рабочих деталей. Корпус механизма изготавливают из материала с защитным покрытием, устойчивого к воздействию абразивных включений, которые могут находиться в рабочей среде.

Виды и классификация водопроводных задвижек

Классификация задвижек осуществляется по следующим признакам:

1. Место установки: надземный или подземный монтаж, с использованием колодцев или без них, в помещениях или на открытом воздухе.
2. Сейсмостойкость: задвижки рассчитаны на устойчивость к землетрясениям силой 6-10 баллов.
3. Климатическое исполнение: способность изделий противостоять воздействию температуры и сохранять функциональность в различных регионах эксплуатации.
4. Присоединение к магистрали: фланцевое, под сварку, комбинированное.
5. Конструкция комплектующих: литая, штампосварная, литосварная, листовая.
6. Типы привода: ручное (РУ) или электрическое управление (ЭП).

Задвижки выпускаются для установки на трубопроводы Ø50-2000 мм, рассчитанные на оптимальное давление до 25 МПа, с температурой рабочей среды +450…+560 °С.

Условное обозначение устройств представляет собой буквенно-цифровую комбинацию, включающую в себя следующие параметры:

• вид арматуры;
• тип корпуса;
• материал уплотнительных деталей;
• способ управления.

Задвижки для трубопровода.

Например, 31нж43нж означает:

• 31 — задвижка;
• нж — кожух из нержавеющей стали;
• 43 — номер модели;
• нж — уплотнительные кольца из нержавеющей стали.

По материалу изготовления задвижки бывают:

1. Чугунными. Применяются для магистральных трубопроводов с постоянным движением воды, где регулировка потока жидкости осуществляется положениями «закрыто» и «открыто». Выпускаются с ручным приводом, при вращении которого затвор опускается до полного закрытия просвета трубы. Оптимальная сила напора не должна превышать 1 атмосферы, в противном случае существует риск поломки устройства.
2. Стальными. Рассчитаны на более сложные условия эксплуатации с перепадами давления, колебаниями температуры, агрессивной рабочей средой.

Чугунные и стальные задвижки относятся к разряду ремонтируемого оборудования.

Критерии выбора задвижек

Для правильного выбора запорной арматуры нужно знать полные характеристики системы:

1. Тип и свойства перекачиваемой жидкости.
2. Характер работы устройств.
3. Величину гидравлических нагрузок.
4. Температурный режим.
5. Допустимые габариты.
6. Вес механизма.
7. Способ управления приводом.
8. Оптимальная скорость срабатывания.
9. Герметичность.
10. Химическая активность жидкости, материал корпуса и уплотнительных деталей (коррозийная стойкость).
11. Наличие аварийной системы с дополнительным источником энергии.
12. Срок службы.

При подборе параметров нужно учитывать ремонтопригодность оборудования, а также возможность его дальнейшей модернизации и автоматизации.

Одним из определяющих факторов, влияющих на выбор задвижек, является их экономичность. Выбор арматуры нужно делать, учитывая цену устройства, затраты на его обслуживание, а также целесообразность приобретения в плане экономических показателей всего трубопровода.

Соединение с трубопроводом и монтаж

На магистрали задвижки монтируются при помощи типовых фланцев с болтами или методом сварки. Сварные соединения считаются более прочными и качественными, такой способ подключения используется в трубопроводах с большим давлением, поскольку обеспечивает хорошую герметичность и снижает риск протечки.

На горизонтальных линиях водоснабжения устройства собирают маховиком вверх. На вертикальных трубопроводах они устанавливаются так, чтобы шпиндель находился в горизонтальном положении.

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек на стальных трубопроводах может осуществляться двумя способами: сваркой или с помощью фланцев. Фланцевые соединения выполняют на болтах с резиновым уплотнением. Перед монтажом фасонные части и отрезки труб устанавливают таким образом, чтобы отверстия для метизов совпадали друг с другом.

Порядок выполнения операций:

• подъем и установка задвижки в месте стыковки с трубопроводом;
• центрирование отверстий;
• установка прокладки и болтов;
• затяжка соединения с помощью гаечного ключа.

Сборка запорной арматуры с помощью сварки:

• установка задвижки;
• центрирование отверстий по оси магистрали;
• поддержка устройства и предварительная стыковка прихватками (сварка);
• проверка соосности сборных единиц;
• окончательная сварка соединения.

Запорные устройства устанавливают в смотровых колодцах или непосредственно в земле с предохранительными кожухами, предусматривая защитное покрытие для шпинделя и сальника задвижки. Для управления механизмом к маховику подсоединяют колонку (штанга-вилка) и выводят ее на поверхность.

Монтаж в систему из пластиковых труб

Соединение металлической запорной арматуры с полимерными трубопроводами производится с помощью буртовых втулок со свободными стальными фланцами и креплениями с резиновыми прижимными кольцами.

Работа с накидными деталями состоит из следующих этапов:

1. Надеваем фланцевое кольцо на пластиковую втулку.
2. Стыкуем трубу и втулку с помощью сварочного аппарата для полимерных труб.
3. Устанавливаем резиновую прокладку.
4. При помощи рожкового ключа соединяем крепление на задвижке и фланец трубопровода.
5. Болты следует затягивать крест-накрест.

Конструкция соединения с прижимным фланцем состоит из чугунного или стального фланца, резиновой уплотнительной манжеты.

1. Отрезаем трубу строго под прямым углом.
2. На свободный конец профиля надеваем чугунный фланец и сдвигаем его в сторону магистрали.
3. Надеваем резиновое прижимное кольцо. Края манжеты с большим размером должны быть вровень с фаской трубы, а длинный конец направлен в сторону фланца.
4. Центрируем детали.
5. Рукой надвигаем фланец на резиновую манжету и прижимаем до упора.
6. Устанавливаем болты и вручную накручиваем гайки.
7. Проверяем соосность элементов и гаечным ключом уплотняем соединение.

Особенности установки на печные трубы

Задвижки для печных труб изготавливают прямоугольной или овальной формы. Круглые заслонки чаще используются в стандартном отопительном оборудовании, порядок установки таких приспособлений зависит от производителя и конструкции дымохода.

Задвижка для стационарных домашних печей служит для регулирования тяги в дымовом канале. Приспособление представляет собой чугунную квадратную рамку, в пазы которой устанавливается шиберная заслонка. Каркас запорного механизма монтируют в процессе кладки вытяжной трубы. Створку вставляют перед пробным розжигом печи. Для организации постоянной вентиляции топочного пространства в задвижках можно просверлить отверстие диаметром 10-15 мм.

Несколько рекомендаций по монтажу и полезных советов

Срок эксплуатации задвижек зависит от их корректной установки. Перед монтажом прибора поверхность задвижки необходимо обработать горячей водой, просушить и внимательно осмотреть корпус. Только после этого допускается установка устройства в систему.

При монтаже задвижки необходимо следить, чтобы она была установлена маховиком вниз и соединение фланцев было выполнено без перекосов. Порядок установки механизма должен в точности совпадать с рекомендациями производителя оборудования, отраженными в паспорте прибора.

Виды водопроводных задвижек и особенности их ремонта

Арматурные изделия для трубопроводов – сложные конструкции, которые необходимы для обеспечения бесперебойной работы системы водоснабжения. Водопроводные задвижки – важная функциональная деталь коммуникаций.

Назначение и виды задвижек

Задвижка предназначается для регулирования напора в системе водопровода, посредством которой можно уменьшить давление воды в трубах или остановить совсем.

Процесс регулировки можно осуществлять вручную либо автоматизированным способом.

По своему строению изделия делятся на:

Клиновые задвижки

Клиновая арматура – это запирающее приспособление, где роль препятствия для жидкости играют специальные перпендикулярно движущиеся затворы, которые перекрывают доступ жидкости.

Клиновые задвижки применяют при подаче:

• воды,
• химических веществ,
• продукции нефтеперерабатывающей промышленности.

Уплотнительные поверхности этого вида задвижек расположены под углом относительно друг друга, а клинья могут отличаться по степени жесткости и конфигурации:

• цельный упругий клин,
• цельный жесткий клин,
• дисковый клин – представлен в виде двух дисков с покрытием из стали высоколегированного типа.

Параллельные задвижки

Задвижка параллельного типа – запирающий механизм с параллельной поверхностью уплотнителя, без наличия углов и изгибов. Такой вид арматуры представлен в двух вариантах:

• шиберный (с одним диском),
• двухдисковый.

Обратите внимание! Функциональные возможности клиновых и параллельных задвижек идентичны, поскольку затворы в обеих конструкциях имеют только 2 положения – открытое или закрытое.

Принцип действия задвижек

Все арматурные механизмы блокирующие жидкостные потоки в водопроводных коммуникационных системах, невзирая на принадлежность к тому или иному типу, имеют одинаковую комплектацию:

• Корпус с крышкой. Корпусная оболочка полая, в ней располагаются элементы запирающего приспособления. Корпус изготавливают из стали или чугунного сплава. Сцепление с деталями коммуникационной системы производится посредством фланцев либо с помощью сварки. Фланцевые крепления обладают несомненным преимуществом, поскольку их, в случае необходимости, легко заменить. Однако способ с применением сварки является более надежным и герметичным, поэтому в обустройстве водопроводом его применяют чаще.
• Запирающий блок. В комплектации данной детали находятся затвор и направляющая. Направляющий элемент может быть элементом корпусной обшивки, что служит гарантом надежности механизма и высокому уровню точности управления. Все составляющие узла изготавливают из стали, а поверхность затворного элемента покрывают специализированным составом, который препятствует возникновению коррозийных процессов.
• Узел управления. Конструкционные особенности управляющего узла заключаются в наличии вентиля (шток винтового типа), махового колеса и втулки с резьбой, посредством которой вращательные манипуляции служат катализатором функционирования затвора. Деталь устанавливают сверху корпуса, при этом все ее составляющие защищены индивидуальными кожухами из металла. Соединяют управляющий узел с основной конструкцией посредством фланцевых крепежей.
• Бугельный узел задвижки. Этот элемент необходим для выноса соединения шток-гайка за пределы корпусной части, чем обеспечивает защиту этих деталей от пагубного влияния среды внутри трубопровода.

Рабочий процесс задвижки заключается в нескольких манипуляциях:

1. Маховое колесо вращают посредством электроприводного устройства либо вручную.
2. Резьбовое соединение приводит в движение шток.
3. Шток обеспечивает перемещение затворной детали, что контролируется направляющей.
4. Затвор перекрывает полость корпуса, чем прерывает поток внутри трубопровода.

Чтобы восстановить подачу жидкости в системе, необходимо повернуть маховое колесо в обратную сторону.

Обратите внимание! Устройство не желательно применять для уменьшения потока жидкостей, поскольку со временем задвижка под давлением шлифуется, и даже при закрытом вентиле будет пропускать жидкость.

Поскольку основная масса задвижек не подлежит ремонту, следует тщательно следить за состоянием арматуры и при необходимости заменить на новую.

Установка задвижек

Монтаж трубопроводной задвижки требует строгого соблюдения техники безопасности.

Установщик должен обладать необходимыми знаниями и практическим опытом, поскольку процесс имеет некоторые сложности.

Поэтапно монтаж задвижки выглядит следующим образом:

1. Во избежание затопления и протечки нельзя демонтировать задвижки с заполненного трубопровода и использовать инструменты не подходящие по параметрам.
2. Выкручивание устарелой задвижки (при замене) или снятие заглушек производится только после того, как оборудование будет отключено и сброшено давление в трубопроводе.
3. При установке, подъемные крепежные детали закрепляют непосредственно к трубопроводным патрубкам.
4. При монтаже механизма в трубопроводной коммуникационной системе необходимо строго следить за расположением фланцевых крепежей. Они должны располагаться ровно, без перекосов. Этого можно добиться путем поочередного затягивания фланцев.
5. Прежде чем опробовать систему при открытом положении задвижек, необходимо тщательно промыть линию.
6. Процесс опрессовки должен производится при двух положениях задвижки, сперва в открытом положении, потом – в закрытом.

Особенности ремонта

С течением времени задвижка может потребовать проведения ремонтных работ, поскольку движущиеся детали механизма периодически приходят в негодность.

Почему задвижки выходят из строя

К основным причинам поломки относят:

1. Потерю герметичного соединения трубопровода с корпусной частью задвижки. Такой вид поломки возникает из-за нарушений технологии монтажа или деформирования уплотнителя.
2. Разгерметизацию между сальником и штоком. Причина поломки – износ сальника.
3. Потеря герметичности между заслонкой и корпусной частью. Причиной поломки такого типа является регулярный транзит загрязненных жидкостей. Частицы грязи оказывают пагубное воздействие на уплотнительные кольца, постепенно деформируя их. Также грязь может скапливаться на внутренних поверхностях механизма и препятствовать герметичному закрытию крышки. При наличии такого вида поломки потребуется полный демонтаж задвижки либо частичная разборка.

Частичные ремонтные работы производятся после перекрытия трубопровода.

Затем необходимо снять крышку корпуса и разобрать крышку сальника.

Определить поломку и устранить ее.

Демонтаж устройства

Полный демонтаж задвижки осуществляют по такому плану:

1. Снять маховой элемент с ходовой гайкой.
2. Развинтить стопорные винты на корпусной крышке.
3. Демонтировать фланцевые соединения.
4. Убрать шток, почистить заслонку и седла.
5. Заменить уплотнительные элементы.

Повторную сборку отремонтированного механизма осуществляют в строгом обратном порядке.

Затем переходят к тестированию, для этого попробуют полностью перекрыть поток жидкости в трубопроводе, закрыв маховик до упора.