Для чего используется запорно-регулирующая арматура в водопроводе

Клиновые задвижки в качестве регулятора потока

Клиновые задвижки отличаются перпендикулярным перемещением регулирующего элемента по отношению к потоку жидкости или газа. Клиновые задвижки могут применяться для систем водоснабжения, отопления, газоснабжения, а также нефтепроводов, технологических и транспортных трубопроводов. Основные характеристики устройства включают:

Возможность эксплуатации в любых условиях;
Простота конструкции;
Надежность;
Износостойкость;
Небольшое гидравлическое сопротивление;
Срок эксплуатации — до 30 лет.

Клиновые задвижки

К числу недостатков клиновых задвижек для отопления можно зачислить:

Длительное время закрытия вентиля;
Сложность проведения ремонтных работ.

Хотя существуют варианты запорно-регулирующих задвижек, это все же редкость. Чаще всего клиновые задвижки используются в качестве исключительно запорной арматуры, что работает на два положения — открыто и закрыто.

Принцип действия

Балансировочные клапаны предназначены для того, чтобы с их помощью добиться максимальной отдачи всех нагревательных элементов системы, а также в любой момент произвести ее регулировку.

Рекомендуем ознакомиться: Как определить когда необходимо чистить дымоход и основные способы прочистки в частном доме

Принцип работы устройства заключается в том, что клапан изменяет проходное сечение с помощью работы деталей.

Когда рукоятку, рассчитанную для регулировки, прокручивают в любую из сторон, крутящий момент передается на гайку и шпиндель. Откручивание заставляет последний элемент подниматься из нижнего положения в верхнее. Находясь внизу, он плотно перекрывает поток, не пропуская теплоноситель по трубам.

Таким образом, когда кран откручивают, золотник пропускает определенное количество энергоносителя, увеличивая проход, когда закручивают, проход сужается, что уменьшает или полностью перекрывает поток. Поворот шпинделя изменяет пропускную способность устройства.

Любая регулировка проходного сечения влечет за собой изменение сопротивления клапана потоку воды или любого другого теплоносителя.

Вода, так же, как и любой другой энергоноситель, всегда идет путем наименьшего сопротивления. В результате дальние отопительные контуры нагреваются недостаточно. Балансировочный клапан создает искусственное сопротивление на пути воды, ускоряя ее подачу в дальние контуры. Таким образом, приспособление обеспечивает рассчитанный перепад давления.

При такой работе основная задача всей конструкции состоит в том, чтобы обеспечить максимальную герметичность. Для этого производители используют несколько вариантов уплотнительных колец:

из фторопласта;
из плотной резины;
из металла.

Для точной настройки нужно изучить технические характеристики, в которых описана работа системы при определенных положениях затвора.

Регулирующая арматура

Условный проход DN

DN условный (номинальный) проход указывает приблизительный внутренний диаметр в свету входного и выходного штуцеров в мм. В большинстве случаев используются регулирующие вентили с таким же или меньшим внутренним диаметром (при большем перепаде давления на вентиле), чем внутренний диаметр трубопровода. Меньший проход вентиля экономичен прежде всего в трудоёмких процессах, где можно таким образом сэкономить значительные финансовые средства, а трубопровод необходимо снастить редукторами за и перед вентилем. Эти редукции (местные потери) следует учитывать в гидравлическом расчете сети.

Условное давления PN

PN – условное давление (ступень давления)показывает класс давления арматуры. В большинстве случаев в системах отопления согласуется с максимальным рабочем избыточным давлением арматуры, измеряемых в барах. Несмотря на это, следует проверять значение допустимого рабочего избыточного давления, которое указывает изготовитель, так как это значение зависит от рабочей температуры и материала, из которого изготовлены основные детали арматуры. В случае высших температур это значение может упасть до доли PN (например 29, 6 бар для PN 100 и материала 42 2643.1 при 4500С) или, наоборот, быть выше (например, 50 бар для PN 40 и материала 42 2744.5 при температуре ниже 2000С). Для материалов, соответствующих CSN, данные значения установлены стандартом CSN 13 00 10 «Условные давления и рабочие избыточные давления».

Максимальная рабочая температура

Максимальная рабочая температура – это установленная производителем максимальная рабочая температура среды, пригодная для эксплуатации арматуры. Эта температура зависит не только от вышеуказанного PN, но и типа сальника и привода арматуры.

Коэффициент расхода

Условный коэффициент расхода — это первый параметр, типичный для регулирующей арматуры. Его величина обозначает характерный расход через данную арматуру в четко установленных условиях (100%-ом) ходе. С его помощью можно осуществить рачет расхода рабочей среды или потери давления на арматуре в обычных рабочих условиях. Как правило используется коэффициенты Kvs, Avs, Cvs.

Расходная характеристика

Расходная характеристика показывает функциональную зависимость моментального коэффициента расхода от положения затвора регулирующей арматуры. Иначе говоря, это значит, что, например при линейной расходной характеристике в неизменных условиях (прежде всего, напорные соотношения, свойства среды) можно ожидать линейную зависимость между расходом среды и ходом регулирующего вентиля. Обычно производятся вентили с линейной и равнопроцентной расходной характеристикой.

Регулирующее отношение

Регулирующее отношение это отношение между наибольшим и наименьшим коэффициентом расхода. Практически это отношение между наибольшим и наименьшим регулируемыми расходами (иначе в одинаковых условиях).

Неплотность

Часто дискутируемым является значение максимальной неплотности в закрытом соотношении, которое относится так же к характерным параметрам арматуры. У регулирующих вентилей данное значение нередко выражается в процентах максимального расхода (Kvs, Avs, Cvs), причем стандартом IEC 534-4-1982 чётко определены условия испытаний. Если значение неплотности указывается, например, как 0, 01% Kvs, это значит что через данный вентиль в закрытом состоянии протечёт максимально одна сотая процента Kvs (т.е 0,01 Kvs) испытательной жидкости при условиях испытания. Если это значение играет важную роль в эксплуатации оборудования, следует обратиться за информацией об условиях его испытания к конкретному изготовителю или затребовать более высокую плотность, если позволяют технические возможности данного типа арматуры.

Воздухоотводчик

Воздух в системах ведет к преждевременной коррозии материалов трубы и арматуры, вызывает шумы и создает воздушные пробки, препятствующие правильному течению воды и снижающие теплоотдачу. Его выпускают воздухоотводчиками как вручную (кран Маевского), так и автоматически. Конструкция воздухоотводчика, выпускающего только воздух, но не воду, очень проста. Внутри латунного корпуса свободно перемещается полый пластиковый поплавок, соединенный с золотником. При отсутствии воздуха в корпусе воздухоотводчика поплавок находится в крайнем верхнем положении, и золотник перекрывает отверстие воздушного штуцера, установленного в латунной крышке. Колпачок предохраняет воздушный канал от пыли и грязи, а также позволяет перекрывать воздухоотводчик при аварийных ситуациях и при монтажных работах.

Воздухоотводчик

Для демонтажа воздухоотводчика без опорожнения системы рекомендуется разместить перед ним отсекающий клапан. В его латунном корпусе расположен золотник, удерживаемый в верхнем положении пружиной. При установке воздухоотводчика в верхнюю резьбу отсекающего клапана золотник клапана открывается. Навинчивать воздухоотводчик следует рожковым ключом за шестигранник корпуса, расположенный под колбой. Нельзя зажимать его за колбу корпуса трубным рычажным ключом (КТР). Конструкция диктует вертикальный монтаж, иначе поплавок не будет работать. Воздухоотводчик устанавливают на водонагреватель (бойлер) — это, как правило, кран Маевского. У него максимальное давление срабатывания от 4 до 6 бар, а рабочая температура до 120 градусов Цельсия.

Устройство арматуры

Балансировочный клапан создается в виде классического запорного вентиля, но с некоторыми особенностями. Он имеет цельнометаллический корпус, изготовленный из стали, чугуна или латуни. Внутри него располагается затвор-золотник, регулирующий размеры проходного сечения. Данный элемент может иметь различные формы: конусную, радиальную, цилиндрическую, плоскую или угловую. Управление золотником осуществляется через шток, который располагается прямо или под определенным углом. Ходовая пара вентиля управления состоит из шпинделя, соединенного с зафиксированной на внутренней стенке клапана резьбовой гайкой.

В зависимости от модели клапан также может комплектоваться:

фиксатором настроенной рукоятки;
индикатором положения затвора;
герметизирующими фторопластовыми или резиновыми кольцами;
дренажным патрубком;
измерительной диафрагмой;
сетчатым фильтром;
приборами измерения расхода и давления.

1 Запорно-регулирующие устройства и их функции

Интересующая нас трубопроводная арматура дает возможность распределять либо полностью перекрывать потоки среды, а также регулировать самые разные показатели техпроцессов (объем подаваемого вещества, температуру, напор, давление и так далее). Без таких устройств невозможно представить себе стабильную работу бытовых отопительных и водопроводных систем, очистных сооружений, газодобывающих, химических, металлургических, перерабатывающих и других промышленных предприятий.

Запорно-регулирующая трубопроводная арматура

В рамках этой статьи нами будет рассмотрена в основном запорно-регулирующая арматура, используемая в быту, в частности в системах отопления жилых домов и квартир. Описать все существующие ее промышленные виды невозможно ввиду огромного их разнообразия. В водопроводных и отопительных системах можно встретить следующие самые распространенные элементы описываемой арматуры:

поворотные дисковые затворы;
регуляторы управления давлением;
шаровые краны;
воздухоотводчики;
балансировочные вентили;
мембранные и запорные клапаны;
задвижки и заслонки;
радиаторные термостатические клапаны.

Клапана BALLOREX

Польская компания BROEN BALLOREX в своей серии Venturi занимается выпуском ручного балансировочного клапана, обладающего высокой точностью регулирования. Такой клапан представляет собой вентиль, выполняющий две функции:

клапана с ручной регулировкой;
запорного шарового крана.

Он позволяет производить балансировку и гидравлическое регулирование, ограничение расхода, открытие и закрытие потока рабочей среды в системе, а так же измерение температуры рабочей среды и расхода при помощи штатного расходомера. Его можно приобрести в различных исполнениях. Линейка данных клапанов выпускается с диаметром условного прохода от DN 15 до DN 200 и номинальным давлением PN 16 Вар и PN 25 Вар. Клапана с условным диаметром от DN 15 до DN 50 и давлением 16 Вар имеют фланцевое присоединение, а клапана с давлением PN 25 Вар имеют резьбовое соединение.

Клапан BROEN BALLOREX

Все балансировочные клапана и их элементы (корпус клапана, измерительная диафрагма, отсечной шар, регулировочный шток) с условным диаметром от DN 15 до DN 50 изготавливаются из хромированной латуни. А балансировочные клапана, имеющие условный диаметр от DN 65 до DN 200 изготавливаются из стали также с фланцевым или резьбовым соединением.

Клапана серии Venturi при одинаковом условном проходе выпускаются с различной пропускной способностью, зависящей от типа исполнения: high (H), standard (S) и low (L). Кроме того серия Venturi выпускается двух типов Venturi FODRV и Venturi DRV данные клапана имеют измерительные ниппели контроля расхода. Все клапана данной компании могут быть установлены в любом положении на любом участке трубопровода перед отводом или сразу за ним, перед сужением трубопровода или после.

Также данная польская компания предлагает автоматические балансировочные клапана в различных модификациях. Клапана Ballorex DP устанавливаются на обратном трубопроводе, обеспечивая на циркуляционном кольце необходимый перепад давления при любых нагрузках. Это делает возможным поэтапный запуск объект в эксплуатацию благодаря возможности зональной балансировки. Использование Ballorex DP позволяет устранить шумовые явления, которые вызываются избыточным давлением, создаваемым в других частях отопительной системы.

https://youtube.com/watch?v=-HdmcDc0lbM

Клапана от датского производителя

Еще одним производителем является датская компания Данфос, поставляющая клапана всех типов, отличающихся высоким качеством исполнения. Ручные клапаны MSV-BD LENO относятся к клапанам нового поколения. Они позволяют решать задачи по гидравлической балансировке систем отопления. При этом они сочетают в себе функции, характерные для стандартного ручного клапана и шарового крана, обеспечивая тем самым быстрое и полное перекрытие потока. Большинство моделей позволяет снять данные на выходе и входе, однако у отдельных моделей ниппель предусмотрен только с одной стороны.

Автоматический клапан ASV-M

Автоматический ASV-M, цена которого позволяет говорить об оптимальном соотношении цены и качества, можно использовать как запорную арматуру и при необходимости присоединения импульсной трубки от ASV-P(V). ASV-I. Он позволяет ограничивать максимальный расход перемещаемого теплоносителя. Клапан комплектуется специальными заглушками под измерительные ниппели. Установив ниппели можно измерить расход теплоносителя, который протекает через конкретный участок системы.

Клапана серии ASV отличаются высоким качеством исполнения. Они позволяют поддерживать постоянную разность давлений между подающим и обратным трубопроводами. ASV-P, устанавливаемый на обратном трубопроводе, отличается фиксированной настройкой 10 кПа. В то время как ASV-PV имеет измеряемую настройку 5-25 кПа, а ASV-PV Plus – 20-40 кПа.

Общая характеристика седельных клапанов

Седельная арматура может применяться для систем отопления и водоснабжения как с целью регулировки и ограничения, так и в качестве запорного клапана. Основные виды седельной арматуры включают такие комплектующие:

Сальниковые запорные клапаны;
Угловые;
Сильфонные;
Регулирующие;
Клапаны высокого давления;
Продувки котлов.

Конструкция корпуса седельной арматуры исполняется в различных вариантах в зависимости от типа соединения, что необходимо для инженерных систем. В реализации доступны клапаны с такими вариантами соединений:

Муфтовое;
Фланцевое;
Резьбовое;
Сварочное.

Сильфонная арматура

Существуют различные виды седельной арматуры в зависимости от материала изготовления. Основные разновидности включают корпус из:

Серого и ковкого чугуна;
Литой стали;
Нержавеющей стали;
Бронзы.

Широкий диапазон рабочей температуры (-60 — +450 ˚С) позволяет использовать седельные клапаны для систем отопления и горячего водоснабжения.

Прочные и химически устойчивые материалы, что используются для изготовления запорного вентиля, позволяют применять такие комплектующие как в условиях нейтральных, так и агрессивных жидкостей и газов. Это наиболее выгодный вариант запорно-регулирующей арматуры с точки зрения стоимости и технических возможностей.

Категории трубопроводной арматуры

Блоки предохранительных клапанов2
Вентили стальные104
Вентили чугунные47
Задвижки нержавеющие16
Задвижки стальные – ХЛ3
Задвижки стальные77
Задвижки чугунные37
Задвижки шланговые1
Канализационная арматура6
Клапана обратные96
Клапана предохранительные50
Клапана регулирующие72
Конденсатоотводчики стальные3
Краны бронзовые23
Краны стальные – ХЛ45
Краны нержавеющие31
Краны стальные79
Вентили бронзовые18
Краны титановые1
Краны чугунные2
Метизы3
Насосы2
Отводы20
Отопительное оборудование36
Переключающие устройства1
Переходы18
Регулирующая арматура31
Пожарная арматура44
Счетчики воды31
Тройники14
Трубы46
Указатели уровня3
Уплотнительные материалы18
Фильтры, грязевики54
Фитинги26
Фланцы32
Элеваторы7
Электроприводы1
Шаровые краны81
Другое28
Пневмоприводы2
Конденсатоотводчики чугунные2
Затворы стальные38
Затворы чугунные31
Вентили энергетические1
Задвижки энергетические3
Клапана энергетические1
Клапана отсечные12
Компенсаторы сильфонные40

Отопительная арматура для монтажа систем

Сегодня на рынке также представлен широкий ассортимент отопительной арматуры других типов. Среди них можно отметить:

вентили на обратную подводку. Они предназначены для присоединения конвекторов и радиаторов к трубопроводу обратки. Вентили этого типа имеют функцию точной пропорциональной настройки, что делает их подходящими для использования в автономных отопительных системах. Кроме того, такая арматура дает возможность проводить демонтаж и ремонт отопительного прибора без слива теплоносителя из всей системы;

системы подключения отопительных приборов, предназначенные для монтажа отопительной системы, а также ее промывки опрессовки до того, как установлены радиаторы (конвекторы). Такие системы отличаются особой эффективностью, если используются приборы со встроенными терморегулирующими вентилями.

Виды

Классификация деталей для остановки потока газов, жидкостей выполняется по разным факторам. Виды запорной арматуры по способу соединения:

фланцевые;
бесфланцевые.

Форма фланцев может быть треугольной, квадратной, круглой.

Куча запорной арматуры

Задвижка

Тип запорной арматуры, который устанавливается на магистральных трубопроводах. Главный технический элемент — шпиндель. Он может быть неподвижным или выдвижным. Задвижки могут отличаться техническими характеристиками, устойчивостью к агрессивным средам.

Может возникнуть вопрос — чем отличается задвижка от заслонки. В этом плане главные различия кроются в меньшем количестве деталей у заслонок. Благодаря этому они реже ломаются.

Задвижки не изготавливаются из материалов устойчивых к химикатам. Из-за этого их используются только для создания систем водоснабжения. Для перемещения химикатов нужно использовать заслонки.

Вентиль

Запорный кран-вентиль представляет собой корпус с двумя креплениями для труб, в котором есть запор, двигающийся с помощью резьбового соединения. При вращении вентиля двигается шток с маховиком, которые перекрывают или открывают поток рабочего носителя. Могут запирать водопровод, регулировать подачу жидкости или газа.

Кран шаровой запорный

Представляет собой литой корпус, который с двух сторон имеет резьбу для подключения к трубам. Для перекрытия потока есть ручка, с помощью котором можно изменять положение затворной заслонки. Дополнительно под ручкой устанавливается резиновая прокладка уплотнения.

Краны бывают:

многоходовыми, проходными.
ручными, оборудованными электроприводами.

Затвор может двигаться путем прижима или закручивания.

Дополнительная возможность крана — регулировка подачи газа или жидкости. Изготавливаются из стали, чугуна, бронзы, пластика, фарфора.

Клапан

Наиболее распространенное устройство, используемое для перекрытия трубопроводов. Регулировать положение заслонки можно с помощью маховика. Дорогие модели оборудуются электроприводами. Наиболее часто они устанавливаются на канализационных системах. Не подходят для работы с жидкостями температурой более 50 градусов Цельсия.

Затворы

Затвор — главная деталь любого закрывающего механизма. Если он неисправен, жидкость или газ разрушит трубопровод. Чаще они изготавливаются из стали или чугуна. Самые распространенные — дисковые затворы.

Дисковый затвор запорной арматуры

Типы трубопроводной арматуры

Несмотря на многообразие видов устройств, относящихся к арматуре трубопроводных систем, специалисты выделяют их четыре основных типа. Отнесение арматуры к тому или иному типу осуществляется с учетом конструкционных особенностей оборудования. Они могут выражаться в направленности движения запирающего/регулирующего элемента по отношению к направлению перемещения транспортируемого вещества.

Задвижка
отличается перпендикулярным движением запирающего/регулирующего элемента относительно оси движения жидкости или газа по трубопроводной системе.
Клапан
– это тип устройств с запирающим/регулирующим элементом, который может перемещаться параллельно оси движения, транспортируемого по трубопроводной системе вещества. Специалисты рекомендуют избегать названия «вентиль» в отношении арматуры этого типа, так этот термин может иметь несколько неоднозначных трактовок.
В кране запирающий/регулирующий элемент
вращается вокруг своей оси, совершая при этом поступательные перемещения. Рабочий элемент оборудования кранового типа имеет форму тела вращения и может перемещаться под разным углом к направлению оси перемещения рабочей среды.
В дисковом затворе запирающий/регулирующий элемент
совершает вращение вокруг оси, расположенной под определенным углом к оси направления потока вещества, которое транспортируется по трубопроводной системе. Отличие арматуры этого типа заключается в рабочем элементе, имеющем форму диска.

Все вышеперечисленные типы арматуры могут быть структурированы по отдельным составляющим. К примеру, по форме седел и затворов различают клиновые и параллельные задвижки (они имеют выдвижной либо невыдвижной шток/шпиндель).

В зависимости от формы, которую имеют затворы, трубопроводная арматура типа клапана также разделяется на несколько разновидностей. Существуют затворы тарельчатые и игольчатые (имеют конусную форму). Встречаются также одно- или двухседельные клапаны.

Трубопроводная арматура типа крана по форме рабочего элемента может быть конусной, шаровой и цилиндрической.

Разные типы арматуры имеют свои преимущественные характеристики и определенные недочеты. В зависимости от таких характеристик устройства арматура каждого типа имеет свою сферу применения.

Для устройств типа задвижки отличительными параметрами являются:

значительная строительная высота (расстояние от горизонтальной оси трубопроводной системы до верха шпинделя (штока/привода) в состоянии полного открытия устройства);
малая строительная длина (расстояние от одной наружной торцевой присоединительной плоскости до другой);
малое гидравлическое сопротивление;
значительное усилие на привод затвора;
медленное срабатывание;
повышенный износ поверхности седел при использовании в трубопроводах, транспортирующих жидкости с высоким уровнем загрязнения.

Нужно отметить, что задвижки более предпочтительны при использовании в качестве запорной арматуры.

Наиболее распространенным типом трубопроводной арматуры являются клапаны. Их отличительные характеристики выглядят следующим образом:

небольшая строительная высота;
значительная строительная длина;
быстрое срабатывание;
большое гидравлическое сопротивление с высоким уровнем герметизации.

Клапаны используют во многих устройствах регулирующего вида.

В арматуре кранового типа сочетаются характеристики присущие клапанам (строительная высота и скорость срабатывания) и задвижкам (небольшая строительная длина).

Для дисковых затворов характерными признаками являются:

небольшая строительная высота;
малая строительная длина;
небольшое усилие на затворный привод;
быстрое срабатывание;
невысокие параметры гидравлического сопротивления.

Промышленная запорная арматура для труб – в чем ее особенности?

Ввиду того, что арматура для труб в виде готового продукта должна полностью соответствовать всем требованиям безопасности и нормативной документации, ее изготовлением в большинстве случаев занимаются только крупные предприятия. Для того чтобы производить данные элементы в промышленных масштабах, нужна возможность управления процессом дистанционно, автоматический рабочий режим и максимально высокая надежность.

Здесь появляется еще одна классификация арматуры. Так, по сфере своей эксплуатации может быть:

общетехнической;
промышленной сантехнической;
для эксплуатации в особых условиях;
судовой/транспортной;
промышленной специальной.

Продукция первой категории производится преимущественно серийно и может применяться во всех возможных сферах. Что же касается арматуры, предназначенной для эксплуатации в особых условиях, то она используется в энергосистемах с повышенными техническими характеристиками, а еще в случаях, когда ремонтируются/устанавливаются транспортные магистрали для агрессивных или токсичных веществ.

Особые требования выдвигаются к транспортным/судовым элементам. Они изготавливаются с учетом размеров и массы изделий, а также иных параметров, в том числе возможности использования в разных климатических зонах. Наконец, промышленная специальная продукция проектируется и создается под заказ для конкретных организаций и ведомств.

Регулирующая и балансировочная арматура

Клиновые задвижки в качестве регулятора потока

Принцип действия

Регулирующая арматура

Воздухоотводчик

Устройство арматуры

1 Запорно-регулирующие устройства и их функции