Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


АРМАТУРА НА ТРУБОПРОВОДАХ

Трубопроводная арматура систем водоснабжения и водоотведения (от лат. armatura — снаряжение, вооружение) — вспомогательные, обычно стандартные, устройства и детали, не входящие в состав основного оборудования, но необходимые для включения — выключения, регулирования, обслуживания, ремонта и обеспечения надежной работы трубопроводов. Трубопроводная арматура должна соответствовать внешним и внутренним нагрузкам на трубопровод, обеспечивать герметичность, иметь требуемые гидравлические, гидродинамические, кавитационные и противокоррозийные свойства, отвечать условиям надежности. Основными параметрами арматуры на трубопроводах являются диаметр условного прохода, который устанавливают стандартом, и условное давление — наибольшее избыточное рабочее давление при температуре среды 20 С. В каталогах трубопроводной арматуры обычно указывают ее рабочее и пробное давления. Арматура на трубопроводах аэрационная — вантузы и клапаны для впуска, выпуска и защемления воздуха, скапливающегося в трубопроводе, а также для впуска воздуха в места разрыва сплошности потока, возникающего при переходных режимах протекания воды по трубопроводу.
Вантузы могут быть шаровыми, рычажными и мембранными. Они рассчитаны на небольшую пропускную способность воздуха при низких давлениях воды в трубопроводе. Диаметр присоединительного патрубка ваитузов обычно 50 мм.
Для впуска и выпуска больших объемов воздуха применяют автоматические клапаны. Диаметр присоединительного патрубка клапанов — 400—500 мм.
Арматура на трубопроводах водоразборная предназначена для отбора воды из системы водоснабжения: водоразборные краны и смесители, поплавковые клапаны, уличные колонки, пожарные гидранты. Арматуру первых трех видов используют в системах санитарно-технического оборудования жилых, общественных и производственных зданий при отборе воды на хозяйственно-питьевые нужды и для укомплектования бачков смывных, умывальников, моек кухонных, бидэ, ванн купальных, душей. Поплавковые клапаны, кроме того, применяют для ограничения подачи воды в резервуары промышленного назначения. По конструкции запорного элемента они бывают клапанные, дисковые, шаровые, поршневые, золотниковые, мембранные; по режиму работы — непрерывного, порционного или повторно-кратковременного действия. Конструкции арматуры на трубопроводах водоразборной отличаются большим разнообразием и в общем случае включают: жесткие или гибкие подводящие патрубки; корпус; запорные элементы, управляемые вручную с помощью одной или двух рукояток, полуавтоматическим или автоматическим светолучевыми, ультразвуковыми или тепловыми датчиками, работающими в повторно-кратковременном режиме; жесткие, гибкие или поворотные наливы с аэраторами, струевыпрямителями или душирующими насадками, обеспечивающими соответственно сплошную или раздробленную струю воды; переключатели потока для поочередного включений компактной струи или душа; элементы крепления. Санитарно-техническую водоразборную арматуру на трубопроводах устанавливают непосредственно на приборе или над ним и присоединяют к трубопроводам систем горячего и холодного водоснабжения.
Уличные колонки для отбора воды на хозяйственно-бытовые нужды, устанавливаемые на наружной водопроводной сети, обеспечивают полную герметизацию трубопроводов от попадания загрязнений извне. Наземные и подземные пожарные гидранты используют для отбора воды на пожаротушение, а также заполнения автоцистерн. Наземные пожарные гидранты бесколодезного типа применяют в сельской местности и пригородных зонах. Существуют конструкции таких гидрантов, совмещенных с водоразборной колонкой. В основу подземных гидрантов, устанавливаемых в водопроводных колодцах, положена конструкция бесколодезного гидранта для подачи воды в автоцистерны, а также для использования в качестве контрольно-пускового узла для автоматического включения стационарных установок пожаротушения.
В санитарно-технических приборах используется арматура на трубопроводах водосливная, предназначенная для приема и отвода сточных вод в канализационную сеть, а также для создания гидравлического затвора, предотвращающего проникновение газов в помещение. Она включает перелив, переливную трубу, выпуск с пробкой и цепочкой, сифон и отводную трубу. Выпуск при заполнении прибора водой закрывают пробкой, перелив и переливная труба предохраняют его от переполнения. Через выпуск, сифон и отводную трубу в канализационную сеть прибор опорожняется от воды. Арматуру на трубопроводах водосливную изготовляют из пластмассы (полиэтилена, полипропилена, ударопрочного полистирола и др.), латуни с гальванопокрытием, нержавеющей стали, керамики.
К арматуре на трубопроводах запорной, предназначенной для перекрытия потока воды в трубопроводе, относятся задвижки, дисковые поворотные затворы, вентили, краны. Задвижки по конструкции подразделяют на параллельные и клиновые. В параллельный проход корпуса перекрывается двумя параллельными подвижно соединенными между собой дисками, которые раздвигаются одним или двумя расположенными между ними клиньями: в клиновых — одним клинообразным круглым диском, помещенными в гнезда между наклонными уплотняющими кольцами корпуса. Преимущество параллельных задвижек перед клиновыми в меньшей трудоемкости обработки уплотняющих колец и их незначительной изнашиваемости, в меньших усилиях при открытии после длительного нахождения в положении "закрыто". Задвижки изготовляют с выдвижным и невыдвижным шпинделем. Первый при вращении совершает поступательное движение, второй — только вращательное. Выдвижной шпиндель имеет большую высоту в положении "открыто" — на величину хода шпинделя. Задвижки бывают плоскими, овальными, круглыми соответственно на низкое, среднее и высокое давления. Их изготовляют на давление 0,25—6,4 МПа в диапазоне диаметров 50—800 мм. Корпус задвижек выполнен из чугуна — при Ру до 1 МПа и стали — при больших давлениях. Задвижки выпускают с ручным, электрическим и гидравлическим приводами. Первые используют при отсутствии необходимости частых перекрытий трубопроводов, вторые — при систематических открытиях и закрытиях, а также автоматизации работы задвижек. На водопроводных сооружениях применяют задвижки с гидравлическим приводом. Задвижки больших диаметров оборудуют обводными линиями, на которых устанавливают задвижки меньших диаметров для выравнивания давления до и после запорного органа.
Соединение задвижек с трубопроводом — фланцевое. Достоинство задвижек — герметичность; недостатки — значит, масса, габариты, стоимость и неравномерное возрастание гидравлического сопротивления в процессе закрытия. Задвижки нецелесообразны для регулирования подачи, т.е. не рассчитаны на работу в положении частичного открытия. Предпочтительны задвижки с уплотнением из эластомеров. Существуют бесфланцевые задвижки, исключающие трудности эксплуатации фланцевых соединений на болтах. Установка задвижек на трубопроводах может осуществляться в колодцах, камерах или непосредственно в грунте. К многоцелевым относятся кольцевые задвижки, которые могут работать в качестве запорного устройства, обратного клапана, дросселирующего устройства, регулятора давления, сбросного устройства, регулятора уровня. Недостатками этих задвижек являются сложность изготовления и высокая стоимость.
Дисковые поворотные затворы (ДПЗ) имеют рад преимуществ перед задвижками: меньшие масса, габариты и стоимость, высокие показатели надежности, более плавное изменение гидравлического сопротивления при закрытии, возможность некоторых конструкций работать в промежуточном положении. Недостатки — более высокое гидравлическое сопротивление и неудобства, которые могут возникнуть при прочистке трубопровода. Дисковые поворотные затворы могут иметь механический, электрический или гидравлический приводы.
Арматура на трубопроводах запорно-предохранительная предназначена для отключения трубопроводов при возникновении обратного тока воды. К этой арматуре на трубопроводах относятся обратные клапаны различных конструкций на условное давление Ру - 0,25...4,0 МПа с регулируемым и нерегулируемым закрытием. Первые выпускают диаметрами 200—1000 мм. Они предназначены для безударного отключения трубопроводов и для установки на автоматизированных насосных станциях, предусматривающих пуск и остановку агрегатов на открытую запорную арматуру. Эти клапаны широко используются для защиты от гидравлических ударов. Обратные клапаны с односторонней подвеской, закрытие которых нерегулируемо, выпускают диаметрами 50—150 мм. При установке обратных клапанов по длине водовода в качестве противоударной защиты место их расположения определяется расчетом переходных процессов.
Арматура на трубопроводах предохранительная — устройства для автоматического ограничения давления и расхода потока. Распространены воздушно-гидравлические колпаки, водонапорные колонны и сбросные устройства, ограничивающие давление в трубопроводах при переходных процессах в системах водоподачи. Воздушно-гидравлические колпаки — стальные сосуды, установленные на трубопроводе и заполненные в верхней части воздухом примерно на 2/3 объема при статическом давлении. К достоинствам воздушно-гидравлических колпаков относятся простота устройства, отсутствие сброса воды из трубопровода, высокая степень гашения гидравлических ударов, к недостаткам — быстрое уменьшение в них запаса воздуха в результате растворения его в воде, громоздкость. Вместо колпаков для гашения гидравлических ударов могут использоваться водонапорные колонны, имеющие открытую поверхность.
К сбросной арматуре на трубопроводах относятся специальные клапаны и устройства различных конструкций, срабатывающие при гидравлических ударах, начинающихся: 1) с волны повышения давления или 2) с волны понижения его. К первой группе относятся предохранительные разрывные мембраны, предохранительные пружинные клапаны и устройства, ко второй — гасители гидравлических ударов. Предохранительные разрывные мембраны — диски, изготовленные из стали, чугуна и других материалов, разрушающиеся при давлении воды, превышающем расчетное; при этом часть жидкости сбрасывается и давление в трубопроводе падает. Их устанавливают на отводном трубопроводе за постоянно открытой задвижкой. После разрушения мембраны задвижку закрывают только на время замены мембраны. Клапаны пружинные предохранительные устанавливают в местах, где существует опасность повышения давления. Клапан срабатывает при давлении в водоводе, превышающем допустимое. Промышленность выпускает клапаны диаметром 25—200 мм, которые устанавливают па трубопроводах диаметрами до 800 мм.
Клапан гидравлический КЗГ-120 предназначен для защиты трубопроводов оросительных систем от гидравлических ударов и недопустимого повышения давления. Он устанавливается вне помещения насосной станции. Гаситель гидравлических ударов устанавливают в здании насосной станции на патрубке после обратного клапана. Его рекомендуется устанавливать на трубопроводах больших диаметров, которые не реагируют на гидравлический удар, возникающий при пуске насоса, т.е. на удар, начинающийся с волны понижения давления. Недостатки гасителя — в сложности конструкции и эксплуатации. Его не устанавливают в промежуточных точках водовода.
Регулирующую арматуру на трубопроводах применяют для поддержания в напорных системах водоснабжении на требуемом уровне расхода или давления. Регулирование давления необходимо в тех случаях, когда в распределительном и магистральном трубопроводах оно значительно отличается от требуемого. Давление воды можно регулировать с помощью специальных клапанов, а также регуляторов давления на базе дисковых поворотных затворов и кольцевых задвижек. Они могут автоматически поддерживать давление "после себя" или "до себя".
Клапаны изготовляют рычажными или пружинными фланцевыми чугунными на давление Ру - 1,6 МПа диаметрами 50—300 мм. Разница в конструкции клапанов типа "после себя" и "до себя" заключается лишь в том, что во втором двухсекционный клапан закрывается снизу вверх, а в первом — сверху вниз. Возможность использования указанных клапанов ограничена из-за их инерционности в моменты резкого изменения давления.
Регуляторы давления на базе дисковых поворотных затворов с уплотнением в корпусе с программированным закрытием, как правило, вызывают повышение давления не более чем на 0,2 МПа сверх рабочего. Дисковый поворотный затвор оборудуют гидроприводом, управляющим устройством с электрическим реле и регулирующим клапаном, который настраивается на поддержание требуемого давления до или после затвора. Вместо дискового поворотного затвора может использоваться кольцевая задвижка.

Экспертиза

на главную