Запорная арматура для водоснабжения

Содержание статьи

Запорная арматура – это устройства, предназначенные для перекрывания или создания пропускного режима для потока горячей или холодной воды в системах отопления, холодного/горячего водоснабжения, водоочистки, водоподготовки и канализации. Устройства могут создавать пропускной режим для потока либо полностью перекрывать движение воды. Запорная арматура необходима для полной остановки водного потока, запорно-регулирующая требуется для регулировки пропускной способности водопровода.

В магистралях и транзитных участках используются вентили и задвижки. Для организации системы водоснабжения в частном секторе и городских многоквартирных домах применяются шаровые краны, предотвращающие подачу воды к индивидуальной точке водозабора. Такая арматура относится к запорной.

Шаровые краны производятся с определенными конструктивными особенностями. Помимо полного перекрытия потока, такие приборы способны задавать обозначенный напор. Ручки, или штоки, оборудуются специальной шкалой, обеспечивающей возможность регулировки давления. Поэтому данные устройства относят к запорно-регулирующей арматуре и часто устанавливают в отопительных контурах.

Благодаря особенностям конструкции регулирующие устройства могут использоваться в качестве запорных, а запорные – для грубой регулировки пропускной способности системы водоснабжения.

Виды запорной арматуры и способы ее присоединения

В зависимости от целевого назначения:

• мембранные вентили, шиберные ножевые запорные краны, поворотные дисковые затворы, служащие для полного перекрытия водного потока;
• бесповоротные обратные клапаны, используемые для организации движения жидкости в одном направлении и переключения циркуляции в противоположном направлении;
• предохранительные сбросные клапаны, воздушные одно- и двухкамерные сбросные клапаны с небольшим проходом, предназначенные для снижения избыточного давления в трубопроводной системе;
• регулирующие гидравлические и аварийные клапаны, регуляторы уровня, клапаны контроля давления, применяющиеся для поддержания заданного уровня и регулировки водных потоков.

Может присоединяться муфтовым, сварным и фланцевым способом. Все типы изделий могут производиться с фланцевым креплением, затвор обладает межфланцевым соединением. Сварные крепления наиболее часто имеют шаровые краны и крайне редко затворы. Вентили и шаровые краны относят к муфтовой запорной арматуре.

Требования при организации систем водоснабжения

Система водоснабжения обязана обеспечивать соответствующую гигиеническим нормам подачу безопасной по составу воды должного качества без вредных веществ. Одна из главных целей при организации водоснабжения – избежать формирования застойных зон, в которых размножаются микроорганизмы и некоторые из них могут нести опасность людей. При застое воды или пониженной скорости ее движения в трубопроводе и арматуре из вредных микроорганизмов и грибков образуется пленка, способствующая снижению качества подаваемой жидкости.

Не меньшее значение имеет материал, из которого производятся запорные приборы. При прохождении через них поток не должен получать вредных примесей и химических соединений. Важно использовать безопасные материалы и спроектировать систему подачи воды таким образом, чтобы предупредить процессы застоя и размножения патогенных микроорганизмов, что позволит обеспечить потребителю подачу качественной чистой воды, соответствующей всем нормам безопасности.

Запорные и водоразборные арматуры для системы водоснабжения

Водопроводная арматура необходима для нормального функционирования инженерной сети. В зависимости от предназначения, водопроводная арматура может быть запорной, регулирующей, предохранительной и водоразборной.

Запорная арматура для воды

Запорная арматура водопроводной сети включает задвижки, краны и вентили, при помощи которых выполняется запуск или перекрытие потока рабочей жидкости, а также изменение его скорости.

Конструкция и принцип действия задвижки

Задвижка – это запорная арматура водопроводная, что устанавливается в наружных сетях. Она может прекращать подачу воды или отключать только определенные участки системы при необходимости. Принцип действия задвижки состоит в изменении площади сечения труб, вследствие чего меняется расход жидкости.

В зависимости от способа управления выделяют такие задвижки:

Открытие и закрытие задвижек вручную требует значительных усилий, особенно в случае использования фитингов для труб большого диаметра, поэтому применяют устройства с электроприводом на корпусе.

Конструкция ручной задвижки

Конструкция ручной задвижки состоит из таких основных элементов:

Модели с электроприводом дополнительно оборудуются электрическим приводом. Принцип действия задвижки с электроприводом состоит в повороте диска по внешнему дистанционному сигналу.

В зависимости от требований окружающей среды и перекрываемого давления, электроприводы могут быть двух типов:

• С возвратной пружиной;
• Без возвратной пружины.

Задвижки с электроприводом

Вентили для системы водоснабжения

Для снижения давления на отдельных участках водопровода используют регулирующие вентили. Его конструкция выполнена в виде клапана и состоит из таких элементов:

Клапаны создают частичную либо полную герметизацию труб, и таким образом являются идеальным регулирующим устройством, запорная функция которого отходит на второй план.

В зависимости от типа соединения вентили (клапаны) бывают таких типов:

Затворные вентили обладают такими достоинствами:

• Широкий диапазон рабочей температуры;
• Герметичность перекрытия;
• Возможность производить ремонт;
• Отсутствие гидравлических ударов при открытии.

К числу недостатков необходимо зачислить довольно высокое гидравлическое сопротивление и наличие застойных зон в проточной части. В качестве альтернативы вентилями могут использоваться шаровые краны.

Как работают шаровые краны

Запорная арматура, представленная шаровым краном, является важным элементом любой водопроводной системы. Материалом для производства шаровых кранов для водопроводных труб является высококачественная латунь. Принцип действия состоит в перекрытии движения жидкости с помощью специального запирающего элемента в форме шара. Такая запорная арматура обладает рядом преимуществ:

• Легкость открытия и закрытия;
• Повышенная прочность и надежность;
• Компактность;
• Стойкость к коррозии;
• Низкая цена;
• Небольшой вес;
• Длительный срок эксплуатации.

Шаровые краны имеют два положения – открыто и закрыто, поэтому использование их в качестве регулятора потока является невозможным. Однако они являются самым прогрессивным запорным устройством из известных на сегодняшний день.

В зависимости от типа присоединения к трубопроводу различают такие виды шаровых кранов:

Самым надежным соединением шарового крана является сварка. Такие краны могут использоваться даже при подземном размещении трубопровода или в условиях окружения водой. Однако они имеют недостатки в виде невозможности осуществления ремонта и трудоемкого процесса замены в случае необходимости. Именно поэтому в условиях благоприятной рабочей среды они более часто заменяются на резьбовые или фланцевые.

Виды и функции водоразборной арматуры

Водоразборная арматура используется для защиты сантехнического оборудования от изменений параметров, а также для контроля подачи воды. Если запорная арматура используется для труб и наружных коммуникаций, то водоразборная присутствует в каждом доме. Требования к изготовлению устройств, выбору материала, а также классификация установлены ГОСТ 19681-94. Таким образом, водоразборная арматура включает такие устройства:

• Краны, подающие воду;
• Смесители холодной и горячей воды;
• Поплавковые клапаны унитазов.

Однако последний тип устройств относится к водосливным и регулируется отдельным нормативным документом – ГОСТ 23289-94. Водосливная арматура используется для вывода переработанной воды из труб в канализацию через сантехнические приборы. Водосливная арматура включает такие устройства:

Запорная арматура

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.