Строение задвижки водопроводной. Виды и назначение запорной арматуры для труб. Монтаж в систему из пластиковых труб

Задвижка представляет собой арматуру на трубопроводе с регулирующим элементом. Она является широко распространенным видом запорной арматуры и, в основном, применяется в жилищно-коммунальном хозяйстве, в транспортных трубопроводах, в водо- и газоснабжении, в энергетической сфере, в технологических трубопроводах и т.д. Фланцевые задвижки avk устанавливаются на те системы водоснабжения, по которым в основном транспортируется нейтральная жидкость. Ее температура не должна превышать 70 градусов Цельсия. Устройства выполняются из нержавеющей стали высокого качества с добавлением вспомогательных материалов. Благодаря обработке поверхности синтетической грунтовкой и слюдосодержащей краской, обеспечивается антикоррозийная защита задвижки.

Достоинства устройств:

• несложная конструкция
• оптимальная строительная длина
• эксплуатация в разных условиях
• минимальное гидравлическое сопротивление, что позволяет их использование в мощных магистральных трубопроводах.

К недостаткам данного типа арматуры, пожалуй, можно отнести быстрое изнашивание уплотнителей, а также трудности в ремонте устройств, особенно в процессе эксплуатации. Определенный тип задвижек служит только в качестве запорной арматуры , то есть регулировка расхода среды, в данном случае, невозможна.

При изготовлении задвижек принимается во внимание диаметр самого трубопровода, который равняется диаметру арматуры, то есть его проходного отверстия. Чтобы как-то уменьшить крутящий момент и снизить износ уплотнителей, начали применяться несколько суженные задвижки. При этом незначительное увеличение сопротивления, в данном случае, почти не влияет на рабочий процесс системы. Между тем, не рекомендуется использовать такой тип задвижек на тех магистральных трубопроводах, которые имеют большой диаметр.

Широко применяются задвижки, которые управляются штурвалом как вручную. так и электрическими приводами. Возможно также использование пневмопривода или гидропривода . В случае, если задвижка управляется вручную и отличается большими размерами, на нее целесообразнее монтировать редуктор, который значительно уменьшает сопротивление арматуры.

Задвижки различаются между собой по конструкции запорного органа и поэтому бывают следующих видов:

• клиновые задвижки
• параллельные задвижки
• шиберные задвижки
• шланговые задвижки

Клиновые задвижки

Первый вид задвижек имеет седла, расположенные в корпусе таким образом, чтобы формировался небольшой угол между ними. Затвор такой задвижки выполняется в виде клина, который в свою очередь бывает упругим, с двумя дисками или жесткий. Он может плотно размещаться между седлами в положении «закрыто». Выбор вида клина зависит от условий эксплуатации.

Жесткий клин

Чтобы обеспечить высокую герметичность запорного крана, рекомендуется использование жесткого клина . Но при этом важно требование повышенной точности при обработке клина, что позволит без помех совместить угол между седлами с углом самого клина. Между тем, необходимо заметить, что при использовании жесткого клина часто наблюдается опасность заклинивания затвора , иногда появляются проблемы открытия задвижки при колебаниях температуры, при появлении коррозийных признаков или износа уплотнителей.

Как видно из названия, этот клин состоит из пары дисков, плотно скрепленных между собой и находящихся под углом. Возможность самоустановки позволяет избегать проблем с герметичностью в закрытом положении задвижки. Снижается также возможность заклинивания затвора благодаря двухдисковой конструкции устройства. Сводится на нет также и явление износа уплотнителей, повышается герметичность, а для закрытия используется меньше усилия.

Упругий клин

Что касается упругого клина, то связанные упругим элементом диски в состоянии изгибаться, тем самым повышая плотность между уплотнителями в закрытом положении. Однако в упругом клине самоустановка дисков несколько снижена, но в некоторой мере существует способность компенсации незначительных деформаций корпуса , которые появляются из-за атмосферных температурных колебаний или нагрузок на трубопровод. К преимуществам использования упругого клина на трубопроводах относится отсутствие необходимости проблемной пригонки затвора по корпусу. Примечательна также простая конструкция арматуры. Можно сказать, что в упругом клине сочетаются достоинства двух вышеназванных затворов.

Название четко передает конструкцию и расположение уплотнительных поверхностей в корпусе. Здесь тоже имеется два диска, которые клиновым грибком прижимаются к седлам для перекрытия рабочей среды.

Шиберная задвижка

Основным отличием шиберной задвижки является конструкция и исполнение запорного элемента. Наличие металлической пластины позволяет разрезку включения в протекающей в задвижке жидкости. Шиберная задвижка используется в вакуумной технике, поскольку имеется широкая возможность изготовления любых сечений на устройстве даже при минимальной длине. Внутрь трубы при положении «открыто» никаких элементов задвижки не выступает . Этот нюанс сводит к минимуму сопротивление газу и повышает эффективность создания вакуума. Такой вид задвижек используется также в нефтегазовой промышленности, в канализационных системах, а также в тех трубопроводах, в которых имеются среды, загрязненные механическими элементами. Кстати, для разрушения некоторых частиц в трубопроводе, затвор шиберной задвижки выполняется в виде ножа.

Шланговая задвижка

Шланговая задвижка имеет несколько иную конструкцию, с корпусом без седел и с затвором без уплотнителей. Рабочая среда проходит через патрубок . Последний находится в корпусе и в состоянии изолировать от рабочей среды детали из металла. Чтобы перекрыть проход, шпиндель воздействует на шланг, который полностью пережимается. Шланговые задвижки устанавливаются на транспортирующие вязкие среды и агрессивные жидкости трубопроводы.

Для трубопроводов разного назначения используются различные виды запорной арматуры. Чтобы корректно подобрать устройство для той или иной трубопроводной системы, необходимо знать предназначение арматуры и ее технические характеристики. Рассмотрим основные виды запорных устройств более подробно.

Область применения запорной арматуры

Запорная арматура предназначена:

1. для трубопроводов, подводящих к жилым, бытовым и промышленным помещениям газ или воду и отводящих канализационные стоки. Это самая широкая сфера применения запорных устройств;
2. для трубопроводов, в которых проходят агрессивные вещества. Устройства для химической и нефтегазовой отрасли отчаются более высокой герметичностью и коррозийной устойчивостью;
3. бытовых сетей , теплоснабжения и канализации. Арматура, устанавливаемая на частных сетях, отличается небольшими размерами и простотой управления.

На трубопровод можно устанавливать только ту арматуру, которая предназначается именно для этого вида.

Разновидности арматуры запорного типа

Различают следующие типы запорной трубопроводной арматуры:

• краны;
• вентили (клапаны);
• задвижки;
• заслонки.

Классификация кранов

Запорные краны преимущественно предназначены для бытовых трубопроводов с малым давлением.

Устройство запорной арматуры-крана следующее:

• корпус;
• запорный элемент;
• рукоять;
• набор уплотнительных прокладок.

Классификация устройств может быть произведена по нескольким признакам:

• типу запорного элемента;
• методу установки.

Элементом, перекрывающим поток проходящей среды, может быть:

• шар. В соответствие с этим кран носит название шаровой (рисунок выше);
• конус в виде пробки (пробковый кран).

Крепиться к трубопроводу краны могут:

• муфтовым способом. Фиксирующие гайки наворачиваются на подготовленную на трубе резьбу;

• фланцевым способом. В качестве фиксирующих элементов выступают фланцы, соединяемые между собой болтами;
• методом сварки.

Каждый кран имеет свое условное обозначение. На маркировке, нанесенной на корпус устройства, в обязательном порядке отражаются:

• диаметр условного прохода (DN);
• условное давление, на которое рассчитано устройство (РN);
• материал, примененный для изготовления крана;
• предприятие-изготовитель;
• дополнительные справочные материалы (дата изготовления, номер партии и так далее).

Если знать маркировку, то всегда можно самостоятельно подобрать запорное устройство.

Использование вентилей

Запорный клапан () состоит из корпуса с двумя концами для крепления устройства и седла, перекрываемого затвором.

Основная отличительная особенность вентиля от крана – это высокий класс герметичности, что позволяет использовать устройство на газопроводах.

Клапан, как и кран, может присоединяться к трубопроводу при помощи муфт, фланцев или сварки.

Выпускаются вентили, приводимые в действие:

• маховиком (ручное управление);
• электроприводом (электронное управление), в том числе и с помощью дистанционного пульта управления.

Маркировка запорной арматуры – вентиля также содержит:

• условное обозначение модели устройства;
• проход;
• обозначение типа присоединения к трубопроводу;
• давление;
• материал исполнения;
• климатическое исполнение;
• документ, на основании которого вентиль изготовлен.

Предназначение и разновидности задвижек

Наиболее часто используемым элементом любых трубопроводов является задвижка. Устройство представляет собой корпус и крышку, между которыми располагается затвор.

Назначение запорной арматуры – задвижки – любые трубопроводы, диаметр которых варьируется от 15 мм до 2000 мм.

Преимуществами устройства, по сравнению с другими видами запорной арматуры, являются:

• простота обслуживания и конструкции;
• небольшие размеры;
• малое сопротивление.

Задвижки могут изготавливаться из следующих материалов:

• стали;
• чугуна;
• цветных металлов и сплавов из них.

Управление задвижками происходит:

• ручным способом (вращением рукояти);
• электроприводом;
• гидроприводом.

Задвижки с электроприводом или гидроприводом преимущественно устанавливаются на промышленные трубопроводы.

Обозначение запорной арматуры (задвижки) определяет:

• вид и наименование устройства;
• условный рабочий диаметр;
• максимальное давление в системе;
• тип привода;
• положение устройства в рабочем состоянии;
• категорию размещения;
• климатическое исполнение;
• тип соединения устройства с трубопроводом.

Назначение заслонок

Запорным элементов в заслонке является диск, который вращается вокруг оси.

Заслонки преимущественно используются на трубопроводах, имеющих большой диаметр и находящихся под небольшим давлением, так как класс герметичности устройства достаточно низкий.

Заслонка может управляться:

• маховиком, приводящим в действие ось вращения (ручное управление);
• гидроприводом;
• электроприводом.

В большинстве случаев корпус запорного устройства изготавливается из чугуна, а поворотный диск – из стали.

Устанавливаются заслонки:

• методом сварки;
• фланцевыми крепежами.

Заслонки могут использоваться в трубопроводах с химическими жидкостями и канализационных системах. Для водоснабжения или отопления практически не применяются.

Марка запорной арматуры – задвижки, а так же номер партии, диаметр, давление и область определения обозначаются на корпусе устройства аналогично ранее приведенным схемам.

Условные обозначения запорной арматуры

Каждый вид и подвид запорной арматуры, применяемой при строительстве трубопровода, имеет свое условное обозначение, которое облегчает строителям выбор устройства.

Например, вентиль проходной обозначается двумя, соединенными между собой вершинами, треугольниками.

Как обозначается иная арматура указано на рисунке ниже.

Таким образом, каждый вид запорной арматуры предназначается для определенных трубопроводов. Чтобы подобрать наиболее подходящее устройство, можно воспользоваться маркировкой, которая наносится на корпус изделия или указывается в схеме трубопровода.

Один из самых старых и, в свое время, самых распространенных видов трубопроводной арматуры. За свою историю она нашла применение на множестве различных объектах, среди которых были не только трубопроводы, поскольку принцип действия задвижки, а именно идея заслонять поток спуском на него перпендикулярной ему плоскости, достаточно проста и удобна, поэтому говорить о её применимости только лишь на трубопроводах - это очень плоско.
За время своей богатой истории задвижка успела совершенствоваться и видоизменяться, и теперь современные задвижки могут отвечать большинству требований, выставляемых им на конкретных объектах. Таким образом, то, что сейчас называется одним общим понятием «задвижка», включает огромное множество различных видов, типов и конкретных марок. Для того чтобы разобраться в этом широком изобилии, нужно, для начала, определиться с классификацией задвижек. В качестве одних из основных их классификационных признаков выделяют обычно: классификацию по типу привода, классификацию по типу ходового узла, классификацию по типу запорного элемента, классификацию по типу крепления к трубопроводу и классификацию по типу материала, которым выполнено устройство.
Таким образом, классификация по типу привода содержит в себе разновидность задвижек, отличительной особенностью которых является устройство механизма, обеспечивающего работу запорного элемента, среди них можно выделить:
1) С электроприводом
2) С ручным приводом
3) С пневмоприводом
4) С гидравлическим приводом
5) С электромагнитным приводом
Из названия этих задвижек вытекает с тип привода арматуры.
Другая классификация различает в себе задвижки с разным типом ходового узла, то есть соединения привода арматуры с запирающим элементом, здесь можно выделить два вида задвижек:
1) Задвижка с выдвижным шпинделем - это задвижки, ходовой узел которых находится вне корпуса арматуры.
2) Задвижка с невыдвижным шпинделем - это задвижки, ходовой узел которых находится в полости внутри корпуса арматуры.
Классификация по типу запорного элемента, часто является определяющей при выборе конкретной модели арматуры для своего объекта, в ней можно выделить следующие модели:
1) Клиновая задвижка - наиболее распространенный вид задвижек, в котором запорный элемент выполнен в форме клина.
2) Задвижка двухдисковая - вид задвижек, которому характерно выполнение запорного элемента в виде двух плоскостей. Они бывают параллельны друг другу, в таком случае этот вид называется параллельные задвижки, они бывают также расположены под углом друг к другу, в таком случае они называются двухдисковые клиновые задвижки, или задвижки с упругим клином, когда плоскости связывает упругий элемент
3) Шиберная задвижка - Вид задвижек, в которых запирающий элемент выполнен в плоской форме.
4) Шланговая задвижка - Задвижка, поток среды через которую ведется шлангом, который способен пережиматься в корпусе задвижки.
Говоря о классификации по типу крепления задвижки к трубопроводу, можно выделить:
1) Под приварку (или приварные задвижки)
2) Фланцевые
3) Межфланцевые
4) Муфтовые
Особенности их креплении становятся понятными из названий задвижек.
Последняя классификация характеризует задвижки по типу материала, здесь выделяются:
1) Стальные
2) Чугунные
3) Из цветных сплавов
4) Титановые
Последнее, что хочется отметить по этой теме - это как различаются обозначением такой огромный спектр разных устройств. Согласно стандарту гост, существует нормативные обозначения, как задвижек, так и любого вида арматуры. Так, например, рассмотрим задвижку с обозначением 30с41нж. Число «30» здесь - означает наименование «задвижка». Буква «с» - означает тип материала, здесь это углеродная сталь. Число 41 - это тип привода, здесь указан «механический привод» буквы «нж» - означают материал уплотнительных поверхностей, здесь указаны уплотнительные поверхности, наплавленные углеродной сталью. Резюмируя вышесказанное, можно отметить, что найти подходящий вид задвижки часто бывает непросто, ещё сложнее бывает найти поставщика, который смог бы поставить необходимую вам задвижку на ваш трубопровод, поэтому всегда лучше работать с надежным и проверенным поставщиком, таким, как компания

Невзирая на кажущуюся простоту, водопроводная задвижка представляет собой относительно сложную конструкцию, качество сборки и надежность которой напрямую влияют на рабочий процесс при подаче воды. В связи с этим, вся и прочие элементы должны соответствовать определенным стандартам, обеспечивать выполнение требуемых задач. Рассмотрим особенности этих деталей и их характеристики.

Разновидности

Водопроводные задвижки могут быть параллельного или клинового типа. В первом случае уплотнительная часть затвора размещена параллельно, без образования какого-либо угла. Такие модификации подразделяются на одно- и двухдисковые вариации.

Клиновое запорное устройство обеспечивает перекрытие ходов посредством сдвига затворов перпендикулярно движущимся потокам. Такие модификации используются при обслуживании трубопроводов с водой, паром, газами, некоторыми нефтепродуктами. Клинья могут быть цельными жесткими, упругими либо в виде спаренных дисков, покрытых высоколегированной сталью. Конструкция облегчает замену сальников при возведении системы или ее обслуживании.

Шпиндели

В зависимости от типа водопроводной задвижки, она оснащается блоком с разным направлением перемещения шпинделей. В этом плане предусмотрено два типа конфигураций:

1. Выдвижной шпиндель. В этом случае открытие и закрытие задвижек производится при помощи движений поступательного или винтового движения. Такие элементы, как правило, обладают внушительными габаритами.
2. Невыдвижной вращающийся аналог. Данный элемент меньше по высоте, применяется обычно при транспортировке воды, нефтепродуктов и прочих жидкостей, не вызывающих коррозийные процессы. Остальные потоки транспортируются через задвижки с выдвижным шпинделем.

Запорным приспособлением в конструкции служит стальная перегородка с различными параметрами, которая востребована при перекрытии газа и жидкости в случае перепада показателей давления.

Принцип работы

Водопроводная задвижка предназначена для включения или выключения потоков используемой среды. Температурная выдержка - до 225 градусов по Цельсию. Чугунный элемент на горизонтальных трубопроводах монтируется вверх маховиками с вертикальным размещением шпинделей.

На вертикальной конструкции задвижка устанавливается плашмя, а шпиндели смотрят в горизонт. Все виды рассматриваемых запорных устройств относятся к ремонтируемым типам изделий. В любой конфигурации предусмотрена возможность ручного или автоматического управления (посредством

Вторая модификация удобнее и практичнее, благодаря более широкому функционалу. При помощи кнопок можно остановить водопроводные задвижки в любых промежуточных позициях. Кроме того, автоматическая деактивация двигателей происходит при достижении запорными механизмами крайних точек. Дополнительный датчик положения затворов дает возможность увидеть, открыт или закрыт проход.

Особенности

Среди преимуществ и особенностей рассматриваемого механизма можно отметить следующие моменты:

• При использовании данной детали подача транспортируемого потока выполняется в любом направлении.
• Элемент имеет малую строительную длину.
• Наблюдается способность перекрытия жидких и вязких потоков с незначительным гидравлическим сопротивлением.
• Выдерживаемое давление - до 25 МПа.
• Возможные колебания диаметра (Ду) - 50-1200.
• Температурный предел - до 450 градусов.
• В качестве рабочей среды может выступать не только вода, но и масло, кислоты, щелочь, нефтепродукты.

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).

Стальные аналоги

Водопроводные из стали эксплуатируются в режимах «открыто/закрыто». Они применяются в качестве при наличии незамкнутого типа с номинальным давлением до одной атмосферы.

Рассматриваемые изделия классифицируются по следующим параметрам:

• Тип привода.
• Размещение ходовых узлов.
• Способ подключения к трубопроводу.
• Виды затворов.

Стальная клиновидная задвижка, в свою очередь, подразделяется на жесткие и составные модификации. В первом варианте предусмотрены цельнолитые клинья, обеспечивающие хорошую герметичность. Их недостаток - при возникновении существенных температурных колебаний элементы подвержены заклиниванию. Во избежание этого, создана задвижка с двухдисковым запирающим механизмом.

Соединение с трубопроводом

Фиксация задвижек водопроводных, диаметр которых соответствует трубопроводу, производится при помощи фланцев и болтов либо методом сварки. Второй способ считается прочнее и надежней, применяется для обработки конструкций с агрессивными жидкостями. При этом отмечается исключение протечек и отличная герметичность. Несмотря на небольшие габариты, монтаж задвижек требует внимательности и точности.

По способу изготовления рассматриваемая запорная арматура делится на следующие категории:

• Цельнолитые модификации.
• Сварные варианты.
• Штампованные аналоги.

Наиболее распространены литые задвижки, поскольку являются самыми надежными. К их достоинствам относится простота эксплуатации, малое гидравлическое сопротивление и небольшая длина. Среди минусов - затяжной период открытия и закрытия, а также наличие большой высоты. При их помощи не получится отрегулировать скорость потоков рабочей жидкости.

Независимо от видов водопроводных задвижек, они имеют похожие правила, которые необходимо соблюдать при монтаже. Выбирать систему необходимо с учетом особенностей эксплуатации. Например, если запорные элементы устанавливаются в трубопроводах с постепенным снижением рабочих потоков, корпусные части деталей испытывают высокочастотные вибрации при неполных затворах. Это провоцирует интенсивный износ изделий, вплоть до выхода из строя. В результате придется разбирать всю конструкцию, выполнять полную замену и притирку элементов запорной арматуры.

На длительность рабочего ресурса влияют такие факторы:

• Правильный монтаж.
• Подготовка рабочих плоскостей и действующей среды.

Перед установкой задвижек рекомендуется произвести пропарку поверхностей посредством горячей воды, после чего их необходимо высушить. Предварительно следует очистить также и сам трубопровод от посторонних частиц и грязи. Монтируемые элементы должны соответствовать параметрам технического паспорта. В противном случае изделие быстро придет в негодность.

Не допускается установка задвижек маховиком вниз. Это приводит к протеканию рабочих жидкостей или испарению газа.

При фланцевом соединении необходимо следить за тем, чтобы все агрегирующие элементы совмещались между собой без перекосов.

Перед монтажом запорной арматуры трубы и прочие монтируемые элементы должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, грязи, посторонних частиц. Только такой подход сможет гарантировать высокое качество монтажа и длительный рабочий ресурс.

В завершение

Стоит отметить, что цена задвижек водопроводных зависит от размеров и материала изготовления, а также от конфигурации. Средняя стоимость такого запорного механизма - от 5 до 60 тысяч рублей. Независимо от типов рассматриваемых элементов, они выполняют важную роль в конструкции трубопроводов различного предназначения. Главное - при выборе учитывать особенности эксплуатации, рабочей жидкости и особенности монтажа.