Что такое водопроводные задвижки и где они используются

Класс герметичности

Перед тем, как купить партию задвижек, надо выбрать требуемый класс герметичности затвора. На заводах этот параметр определяется опытными (приемо-сдаточными) испытаниями на специальных установках.

Порядок проведения испытаний и класс герметичности определяются ГОСТом 9544-2015. Согласно этому документу, задвижки испытываются жидкостью или газом.

• Если задвижка будет устанавливаться в магистраль для транспортировки жидких и неопасных веществ – испытания можно проводить жидкостью (вода, керосин).
• При монтаже на трубопроводы, в которых рабочая среда газ или опасное химическое вещество – испытания проводятся только газом (воздухом, азотом).
• В каждом определенном случае, по договоренности между заводом и заказчиком, испытания могут проводиться жидкостью и газом, только газом или только жидкостью.

Требования к испытаниям для жидкости и газа разные. Так, при подаче в патрубок воды, ее давление повышается до отметки PN, указанной в паспорте на задвижку, и увеличивается на 10%. В таком состоянии задвижку выдерживают некоторое время и измеряют объем утечки.

Время начала измерения утечки после установившегося давления для каждой задвижки разное.

1. При DN до 50мм время выдержки составляет 1 минуту.

2. DN от 65мм до 150мм – 2 минуты.

3. Для DN от 200мм и более – 3 минуты.

Эти нормы применяются при испытаниях как водой, так и воздухом. Для воздуха давление в системе доводится до 0,6 МПа вне зависимости от диаметра прохода.

Выпускаемая арматура может иметь класс герметичности от А до G. Класс A является самым высоким и присваивается арматуре, у которой полностью отсутствуют утечки в затворе.

Корпус и запорный узел

На магистральных торцах такой задвижки отсутствует резьба, на этих местах присутствует специальный фланец, конструктивные особенности которого утверждены ГОСТом 12819-80. Подобная технология дает возможность устанавливать клиновидную задвижку в трубопроводы с возможным повышением уровня давления до 200 атмосфер. Диаметр отверстия в трубе при таких показателях не должен составлять больше 400 мм. Условный проход должен соответствовать минимум 15 мм.

Верхний торец корпуса может оборудоваться специально под фланцевое соединение со встроенной системой запорного устройства. Размеры верхнего фланца определяются стандартами, установленными отдельно для каждой отрасли. Элементы корпуса такой запорной арматуры отливаются в специально изготовленных формах. Сталь и чугун считаются основными материалами для изготовления задвижек. Клиновые задвижки сконструированы так же, как чугунные.

Для жесткого затвора характерны сравнительно крупные задвижки. Именно эти приспособления используются на трубопроводах с сравнительно высоким показателем внутреннего давления. Благодаря жесткому затвору обеспечивается полноценная герметичность закрытого пропускного отверстия. Эксплуатация подобных задвижек имеет определенные особенности. При снижении температуры внешней среды устройство затвора может заклиниваться в самой раме. Только двухдисковый затвор не имеет этого недостатка. Эти запорные механизмы состоят из нескольких дисков, собранных в конструкцию V-образной формы.

Благодаря такой форме механизма, седло корпуса не нужно подвергать процедуре сверхточной обработки. Таким образом совокупная стоимость затвора снижается, расходы платежных средств на производство значительно уменьшаются. Устройство управления задвижкой состоит из таких компонентов:

1. Шток, скрепленный с дисковым затвором.
2. Маховик, способствующий вращению штока.

Основной отличительной особенностью такого устройства является высокая надежность. По этой причине подобные задвижки применяются при оборудовании промышленных трубопроводных магистралей.

Какие бывают

В зависимости от материала задвижки делятся на чугунные и стальные. У каждого из них есть свой перечень достоинств и недостатков.

Чугунные

По своей конструкции чугунные и стальные устройства схожи, состоят из однотипных частей.

Арматура из такого материала устанавливается в системе, которая предполагает малые динамические нагрузки и невысокие напряжения. Чугун легко подвергается коррозионному и окислительному воздействию, поэтому такие элементы используются в работе с химически неагрессивными веществами.

Стальные

Устройства из стали являются прочными, устойчивыми к коррозии, твердыми, жаропрочными. Также их можно эксплуатировать при воздействии широкого диапазона температур.

Механизмы оснащены специальными приводами для автоматизации процесса работы, которые находятся в труднодоступном месте.

Монтаж арматуры своими руками

Любой вид запорной арматуры для водоснабжения может быть установлен тремя способами:

• методом сварки;
• на фланцы;
• при помощи резьбы.

Монтаж арматуры методом сварки

Приварные элементы арматуры в частных водопроводных системах в настоящее время используются крайне редко, так как для установки такого устройства необходимо сварочный аппарат и навыки работы с ним.

Устройство, устанавливаемое при помощи сварочного аппарата

Однако метод сварки до сих пор применяется при монтаже промышленных трубопроводов. Как установить арматуру методом сварки:

1. в месте установки крана, вентиля или задвижки вырезается участок труб;
2. края зачищаются и шлифуются;
3. арматура устанавливается на подготовленный участок и фиксируется сварочным аппаратом;
4. сварочные швы защищаются и покрываются слоем краски или грунтовки.

Арматура, зафиксированная при помощи сварочного аппарата

Сварочный шов нельзя разъединить для ремонта арматуры, то есть в случае поломки придется вырезать установленное ранее устройство. Однако сварочный шов является наиболее прочным и герметичным.

Монтаж при помощи резьбового соединения

Резьбовое соединение является разъемным, то есть при поломке арматуры ее можно будет заменить в кратчайшие сроки без каких-либо проблем.

Для обустройства резьбового соединения потребуются:

• болгарка для обрезки труб;
• инструменты для нарезания резьбы;
• гаечный ключ.

Резьбовая запорная арматура системы водоснабжения устанавливается по следующей схеме:

1. вырезается участок трубопровода. Концы труб обрабатываются;
2. нарезается резьба;

Нарезка резьбы для установки запорной арматуры

1. резьба на арматуре герметизируется при помощи любого материала, например, ФУМ-ленты или льняной нити;

Уплотнение резьбы на арматуре для повышения герметичности соединения

1. устройство фиксируется;
2. проверяется герметичность полученных соединений.

Как правильно нарезать резьбу и установить запорную арматуру можно посмотреть на видео.

Установка арматуры на фланцы

Фланцевое соединение также является разъемным, однако преимущественно используется на промышленных водопроводных системах.

Обустроить фланцевое соединение самостоятельно на бытовом водопроводе достаточно сложно, так как необходимо изначально приварить особые кольца, на которые будет фиксироваться арматура. Если такие кольца были установлены ранее, то установить фланцевую арматуру можно по следующей схеме:

1. между кольцом на трубе и фланцем, расположенным на устанавливаемом устройстве располагается уплотнительная прокладка, повышающая уровень герметичности соединения;
2. устройство фиксируется при помощи крепежных болтов, которые прилагаются к арматуре при покупке.

Монтаж арматуры при помощи фланцевого соединения

Зная функциональные особенности отдельных видов запорной арматуры и правила ее монтажа, подобрать наиболее подходящее устройство и установить его на водопроводную систему можно своими руками.

Выбираем трубопроводную арматуру по способу управления

Давайте разберемся с тем, как выбрать трубопроводную арматуру по типу управления. На это влияют следующие параметры: поставленные задачи, уровень автоматизации процесса транспортировки, расположение арматуры в системе трубопровода и применяемого источника питания.

В зависимости от расположения привода управления относительно самой арматуры выделяют:

• местное расположение – встроенный или насадной;

• дистанционное расположение (колонковое) – приводится в действие дистанционной механической передачей.

По типу воздействия различают ручные и механические приводы:

• Ручной. Представляет собой маховик (может быть в виде рукоятки), расположенный на шпинделе или вале редуктора (иногда на ходовой гайке арматуры). Шпиндель может иметь квадратный наконечник под маховик, ключ или рукоятку. Если для управления системой нужны большие крутящие моменты, используют червячные или зубчатые типы редукторов.

• Механический. Этот тип приводов имеет свою субклассификацию. Различают: гидравлический, пневматический и электрический приводы. Но каким бы ни был источник воздействия, привод конвертирует энергию в механическую (вал на выходе привода выступает в качестве источника поступательного движения), передавая ее ходовой гайке или шпинделю арматуры. У мембранных и поршневых приводов передача энергии (движения) идет на шток трубопроводной арматуры.

На выбор метода управления влияет и способ передачи команды на привод: с помощью прибора или человеком-оператором. Учитывая этот фактор, выделяют следующие методы:

• Автоматическое управление. При помощи механического привода движение транслируется на арматуру, а сам сигнал управления подается приборами, находящимися в системе управления техпроцессами.

• Данный тип управления подразделяют на две подкатегории: автоматически управляемую и автоматически действующую. В управляемой в качестве энергии для привода может служить гидравлика, пневматика или электрика. В действующей энергию дает сама среда вещества, идущего по трубопроводу. В автоматически управляемой арматуре действия оператора ограничиваются вводом необходимой программы управления и контролем ее выполнения по показаниям приборов.

• Ручное управление. Оператор своим усилием приводит в действие рукоятку (или маховик), определяя факт переключения арматуры значением на приборной панели. Ручной метод управления разделяют на местное и дистанционное в зависимости от близости расположения оператора к ручке или маховику.

• Механизированное управление. Оператор подает сигнал механическому приводу, передавая тем самым движение на арматуру. Момент включения (или отключения) сигнала оператором определяется показаниями контрольных приборов.

В случае редкого использования привода арматуры и свободного доступа оператора к нему иногда используют способ полумеханизированного управления путем передачи движения на арматуру приводом пониженной мощности. Такой метод применим только к дисковому поворотному затвору до контакта с седлом.

Для полной герметизации запорного крана (или клапана) требуется повышение крутящего момента. Ввиду невысокой мощности привода, оператор проводит герметизацию вручную. Из плюсов данного метода можно отметить низкую металлоемкость приводного устройства, небольшие габариты и малый расход электроэнергии. Но существенный минус метода – необходимость в ручной герметизации арматуры – делает его непопулярным в использовании.

Современные трубопроводы в большинстве своем оснащают автоматизированными системами управления.

Большой популярностью среди видов запорно-регулирующей арматуры (с двухпозиционным регулированием) пользуются электроприводы.

Читайте материал по теме:
Трубы автономного отопления

Задвижки для трубопроводов — виды и классификация

Задвижные узлы имеют разные конструктивные и физические параметры, по конструкции и классификации задвижек их подразделяют на следующие классы:

1. По технологии изготовления корпуса:

• Сварные.
• Литые — основной метод формообразования корпусов.
• Кованые или штампованные — технология применяется для создания высокопрочных корпусов, детали соединяются между собой сваркой.
• Комбинированные — производятся из кованых и штампованных деталей посредством сварки.

1. По типу уплотнения:

• Графитоармированные, жидкометаллические.
• Сальниковые — подвижной шпиндель или шток отделяется от рабочей среды сальниковой прокладкой, пропитанной маслом и сжатой накидной гайкой или специальной деталью – сальником.
• Сильфонные — герметичность достигается за счет использования гофрированных упругих оболочек из металлических и синтетических материалов.

Рис. 6 Разборка клиновидной системы (корпус, вид клина задвижки)

1. По типу передачи усилия к заслонке:

• Вращательное — применяется в ручных механических системах, где винтовой шпиндель перемещается за счет маховика.
• Поступательное — шток имеет цилиндрическую форму и перемещается за счет передачи ему усилия гидравлическим или электрическим способом.

1. По типу привода:

• Ручной — для передачи усилия используют маховик и шпиндель с резьбой.
• Электрический — управление задвижкой происходит перемещающимся шпинделем, который является якорем электрокатушки.
• Гидравлический — на подвижный шток с заслонкой, помещенный в герметичный цилиндр, оказывает давление гидравлическая жидкость.
• Пневматический — шпиндель передвигается за счет давления на его поверхность сжатого воздуха.

Рис. 7 Приводы

1. По конструктивному исполнению затворного узла:

• Клиновые. Затвор имеет клиновидную форму, при опускании располагается между двумя наклонными седельными поверхностями.
• Параллельные (одно- или двухдисковые, шиберные). Затворный элемент сделан в форме плоского диска или шибера, которые запирают канал, опускаясь в небольшие профильные углубления в корпусе.
• Шланговые. При работе системы затворный механизм сдавливает эластичный резиновый шланг, перекрывая тем самым канал движения вещества.
• Поворотные. Запорный элемент в виде диска располагается в канале трубы на его центральной линии, при работе он разворачивается вокруг центральной оси и перекрывает поток проходящего вещества.

Некоторые советы

Желательно выбирать модели от проверенных производителей и в специализированных магазинах, которые могут предоставить гарантии качества и надёжности своих товаров. Действительно, функционирование системы и её долговечность зависят от правильного выбора клапанов для системы водоснабжения.

Существует ряд правил, которые необходимо соблюдать при установке в обязательном порядке:

• клапаны не должны подвергаться внешним перегрузкам во время монтажа и в конце;
• положение сооружения должно быть доступно для последующих осмотров и технического обслуживания;
• при монтаже на горизонтальном участке трубопровода запрещается устанавливать механизм маховиком вниз;
• запрещается разбирать механизм под давлением;
• перед установкой клапаны внутренние плоскости пропаривают горячей водой с последующей сушкой;
• предпочтительно установить магниторезонансный фильтр перед клапаном.

Автоматизация задвижек, дополнительная комплектация:

Используя собственные производственные возможности и наработки, компания Мастерпром предлагет свои услуги по автоматизации трубопроводной арматуры

— установке электроприводного оборудования импортного и российского производства. Для стыковки электропривода и задвижек с ручным управлением используются специальные стыковочные узлы для задвижек с обрезиненным клином, и червячно-подшипниковые узлы для шиберных задвижек с выдвижным штоком.

Так же возможно удлинение штока

задвижек в случаях, когда установка электропривода непосредственно на задвижку невозможна, например, из-за узкого колодца. Серия удлинителей штока ШФВ (шток фиксированной длины для арматуры с выдвижным шпинделем) позволяет устанавливать привод на высоте до 3500 мм, серия удлинителей штока ШТН (шток телескопический для арматуры с невыдвижным штоком) позволяет регулировать точку монтажа электропривода в пределах 500 мм при максимальной высоте в 3500 мм.

Для автоматизации безколодезной задвижки компания Мастерпром разработала специальную колонку управления, которая позволяет устанавливать электропривод на высоте 500 — 800 мм над землей.

Клиновидная конструкция

Изделие с клином применяют для систем отопления и соответствующих коммуникаций, перекачки углеводородов в жидком виде, газообразных веществ и химических реагентов, горячей и холодной воды. Применение конструкции в нефтяной, газотранспортной, энергетической промышленности, а также в области ЖКХ говорит само за себя.Задвижка имеет технические особенности, а также помогает закрыть или открыть движение по трубе (отсюда и 2 фазы эксплуатации – открыто/закрыто). Это проявляется в том, что седло запорного подвижного элемента располагают под углом, а сам запор делают в виде клина.

При эксплуатации клин входит в промежуток между седлами и надежно перекрывает путь движущемуся по трубе веществу.В зависимости от затвора различают такие клиновидные задвижки:жесткие;двухдисковые;упругие.Жесткий клин имеет хорошую герметичность и устойчивость за счет вторичных эластичных уплотнителей. Двухдисковые изделия менее изнашиваются, по сравнению с жесткими (у которых уплотнители быстро выходят из строя), имеют высокую усилительную способность и низкую вероятность заклинивания. Но у них размеры намного больше, чем у жестких, что обусловливает дополнительную металлоемкость.Упругая задвижка представлена дисками, соединенными между собой упругими частями.

Такое изделие устойчиво к температурам и рабочему давлению, но плохо справляется со средами, которые имеют примеси.Жесткие изделия менее металлоемкие, но являются трудоемкими при изготовлении. Двухдисковые – всегда больших размеров, но делаются легко

Упругие – являются средними по показателям между жесткими и двухдисковыми.ВАЖНО! Конструкция регулирующего элемент задвижки с клином может быть разных моделей, но все они делаются по качественным стандартам действующего ГОСТа 24856-2014

Задвижка с клином быстро перекрывает поток движущегося вещества. Для этого используют ручные маховые колеса и автоматизированные системы, что очень удобно для удаленных объектов.Устройство изделия очень простое и представлено:металлическим корпусом с запорными элементами;шпиндель-гайкой внутри или снаружи корпуса (выдвигает шпиндель на всю величину);штоком (приводит в действие затвор);фланцевыми соединителями (обеспечивают герметичность);уплотнителями (резиновыми, полиуретановыми, фторопластовыми, металлическими наплавками, эластомерами).В зависимости от шпинделя, клиновые конструкции бывают выдвижными и не выдвижными (компактными). Второй тип часто применяют для подземных трубопроводов.Выдвижные шпинделя – чугунные или стальные, имеют свойство полнопроходности (с не суженой выемкой для диаметра патрубков).

Представленные изделия являются шиберными, они оборудованы электрическим проводом.Невыдвижные шпинделя всегда погружены в транспортируемую среду, поэтому требуют частой замены

Конечно, такое устройство выигрывает перед выдвижными устройствами из-за компактности и строительной массы, зато являются долговечными и износоустойчивыми.ВАЖНО! Изделие приводится в движение с помощью махового колеса или электрического, пневматического, гидравлического приводов. Ручное либо автоматическое управление клиновой задвижкой выбирают в зависимости от перекачиваемой среды

Что такое задвижки: назначение и основные конструктивные элементы

Задвижкой называют вид трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия или регулирования потока вещества, проходящего по магистрали. Они могут работать в среде с газообразными, сыпучими, жидкими веществами различной вязкости и химической активности.

Основными конструктивными элементами в системе задвижки любой конструкции являются:

• Корпус. Состоит из основной части и крышки, первая помещается непосредственно в магистраль, а вторая служит для крепления и управления перемещением запорного элемента. Корпус выполняют из металла: стальных сплавов, нержавейки, латуни, алюминия, ковкого чугуна, последний покрывают антикоррозионными слюдосодержащими красками или эпоксидными грунтовками.
• Запор. Элемент (заслонка) имеет конструктивное исполнение в виде металлического клина, шибера, диска или гибкой трубы из эластичных материалов, для повышения герметичности металл иногда покрывают резиной (эластомер). При перемещении узел плотно входит в профильное седло, расположенное в корпусе, и герметично перекрывает канал.
• Приводная система. Предназначена для управления перемещением заслонки в узле, представлена механическими конструкциями в виде маховика, перемещающегося на выдвижном или стационарном штоке, также используются пневматический, электрический и гидравлический приводы.

Рис. 2 Трубопроводные задвижки из стали – параметры по ГОСТ 9698-86

Преимущества и характеристики задвижек

Управляются задвижки вручную или при помощи электрического привода. Если трубопровод имеет большой диаметр, то применяются исключительно электрические управляющие элементы. Помимо снятия нагрузки такие приводы обеспечивают автоматическую остановку задвижек в конечном положении.

Основные характеристики запорной арматуры:

• Задвижки способны работать с веществами, имеющими температуру до 565 градусов.
• Выдерживаемое давление равно 25 МПа.
• Диаметры изделий могут находиться в пределах 4-200 см.

Задвижки обладают следующими преимуществами перед другой запорной арматурой:

• Рабочее вещество можно транспортировать в любом направлении.
• В процессе работы задвижка создает сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление.
• Простота конструкции, практически исключающая возникновение поломок.
• Небольшие габариты.

Задвижки стальные водопроводные

Стальная задвижка состоит из корпуса, крышки и выдвижного шпинделя. Внутри образуемой полости расположено само запорное устройство. В данной полости под давлением перемещается рабочая среда. Проход перекрывается перемещением затвора перпендикулярно движущемуся потоку. Затвор может находиться только в закрытом или открытом положении. Такие задвижки не могут быть использованы для регулировки напора.
Соединение с трубопроводом задвижки осуществляется при помощи муфтовых или фланцевых соединителей, а также посредством сварки.

Стальную арматуру разделяют по следующим характеристикам:

• Расположение основного ходового узла.
• Конструкция затвора (параллельные и клиновые задвижки).
• Тип привода (гидравлический, электрический, пневматический, ручной).
• Вид соединения с трубой.
• Способ изготовления. Различают штампованные, сварные, цельнолитые изделия.

Задвижки чугунные фланцевые

Конструктивно чугунная фланцевая задвижка состоит из корпуса, в котором перемещается клиновидный затвор вдоль уплотнительных поверхностей. Затвор движется перпендикулярно направлению движения рабочей среды. К трубопроводу чугунные запорные устройства присоединяются только фланцевым соединением. Чугунные задвижки имеют очень маленькое гидравлическое сопротивление, что делает их весьма востребованными при транспортировке вязких веществ.

Чугунные задвижки могут быть:

• Суженными. Внутренний диаметр таких изделий выполняется меньшим, чем диаметр трубопровода. Это облегчает управление арматурой, а также позволяет уменьшить ее габариты и массу. Используются суженные задвижки преимущественно для перекачки жидкостей с нужной скоростью.
• Полнопроходными. При этом диаметр сечения задвижки равен диаметру трубопровода, на котором она закреплена. Характерные особенности — большой диаметр и меньшее гидравлическое сопротивление.

Чугунная водопроводная задвижка

Подобное запорное устройство широко распространено и используется в трубопроводах с условными диаметрами проходов от 50 миллиметров до 3 метров. Модификация отличается простотой конструкции и наличием небольшого гидравлического сопротивления. Последний параметр обусловлен маховиком с ручным приводом, обеспечивающим сдвижку затворов вплоть до абсолютного перекрытия зазоров.

В зависимости от особенностей конструкции, устройство водопроводных задвижек может быть полнопроходным либо суженным. Первый вариант отличается меньшим гидравлическим сопротивлением, а также наличием большего диаметра. Уменьшенные версии применяются преимущественно в системах, где рабочая жидкость перемещается с установленными скоростями.

Отличительным элементом чугунных запорных элементов является выдвижной шпиндель, что способствует облегчению проведения технического обслуживания в связи с удобным доступом к компонентам конструкции.

Конфигурация без выдвижных штоков также имеет свои преимущества. Основное из них – компактный размер, позволяющий поместить деталь в небольших отсеках (в 1.5 раза меньше предыдущего элемента).

Конструкция и принцип действия

Если водопроводные задвижки в основном используются в качестве запорных устройств, то в этом случае они обладают способностью не только останавливать поток, но и координировать его.

Конструкция водяного клапана состоит из трёх основных частей:

1. Корпус с крышкой, в полости которого расположены запорные элементы и установленная часть рабочего вещества удерживается под давлением. Все поверхности защищены от коррозии эпоксидной смолой. Корпус имеет 2 сопла (впускное и выпускное), которые соединяют механизм с трубопроводом.
2. Блокировка, состоящая из 2 частей и шторки. Части имеют параллельное или круглое основание и уплотняющие поверхности. Когда клапан приводится в действие для закрытия, фиксируется деталь, которая затем прижимается. Центрирование замка обеспечивается направляющими в виде крутых цилиндров с углублениями, выполненными из износостойкого пластика или представляющими выступающую часть внутренней плоскости корпуса. Запор может иметь форму клина, одного или двух дисков.
3. Контроллер. Он состоит из спирального стержня (электрического шпинделя), маховика и резьбовой втулки, благодаря которой крутящий момент изменяется при поступательном движении скользящей части.

Принцип его работы заключается в следующем:

• колесо управляется вручную или электрически;
• напряжение проходит через резьбовое соединение стержня, которое перемещает строб по направляющим вертикально;
• запирающая часть плотно прижимается к сёдлам и останавливает движение струи воды в трубопроводе.