Что такое водопроводные задвижки и где они используются

Механизм устройства открывания

Ходовой механизм клиновой задвижки (резьбовая пара шпиндель-гайка или шток) могут находиться в полости устройства в рабочей среде или вне ее. В первом случае шпиндель задвижки является не выдвижным, во второй – выдвижным.

Для задвижки с невыдвижным шпинделем характерно погружение узла шпиндель-гайка в тело рабочей среды. Высота положения шпинделя при изменении положения затвора не меняется, поскольку затвор соединен с гайкой и она навинчивается на стержень, поднимая тем самым затвор.

Выдвижной шпиндель поднимается над нижним положением по мере подъема затвора, ходовая гайка остается на месте. Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем фланцевая более надежна и практична, поскольку резьбовая часть устройства не подвержена коррозии от действия рабочей среды, ее легче ремонтировать и заменять при необходимости.

Более подробно о схеме задвижки, особенностях ее использования и ремонта можно узнать из ролика.

Клапаны подачи воды

Корпус клапана имеет укороченную трубчатую форму и может быть разобран. Изготавливается из чугунных сплавов, различных видов стали, цветных металлов, композитных полимеров.

По конструкции корпуса запорные клапаны для систем водоснабжения делятся:

• прямоточные — используются для размещения на прямолинейных водопроводных линиях;
• угловые — монтируются в местах разветвлений коммуникаций, одновременно выполняя функцию фитинга.

https://youtube.com/watch?v=H21LA1s-xi0

По форме затвора задвижки классифицируются:

• клиновые — затвор имеет форму клина, который при срабатывании устройства плотно входит между сёдлами корпуса;
• параллельные — с затвором, состоящим из двух дисков, и уплотнительными плоскостями сёдел, параллельно расположенных меж собой.

Самый распространённый тип клапанов в повседневной жизни — кран. Очевидным преимуществом этого устройства является его компактность, простота использования и возможность ремонта. Синхронные клапаны включают устройства, в которых уплотнительные поверхности фиксирующего или стабилизирующего элемента параллельны плоскостям друг друга.

Заслонки могут эксплуатироваться в любых типах трубопроводов, от частных домов и квартир до магистралей диаметром более одного метра. Легче управлять заслонкой малого диаметра вручную. В больших сетях элемент может быть оснащён электрическими, гидравлическими или пневматическими приводами.

Применяемые виды задвижек

• клиновая;
• параллельная.

Параллельная задвижка отличается от клиновой тем, что уплотнительная поверхность ее затвора расположена параллельно, а не с наличием угла.

В первом варианте это запорные устройства, перекрытия проходов в которых обеспечиваются сдвигами затворов перпендикулярно движущимся потокам. Они являются очень востребованными, когда по трубам транспортируется:

• вода;
• пар;
• нефть;
• аммиак;
• некоторые нефтепродукты.

Поверхности уплотнения на клиновых изделиях находятся под углом по отношению один к одному. Сами же клинья бывают:

• цельные упругие;
• цельные жесткие;
• или же это два диска, покрытые при помощи высоколегированной стали. Благодаря этому осуществляется замена сальниковых набивок при устройстве либо эксплуатации.

Бывают:

• однодисковые (шиберные);
• и двухдисковые.

Плюсы и минусы электрозадвижек

Скажем, что хорошо, а что плохо в электроподводе к задвижке.

По функционалу электрифицированный затвор ничем не отличается от обычного ручного запорного механизма.

К преимуществам электрической регулировки можно отнести.

Устройство и принцип работы ножевой задвижки

Основной элемент – это корпус. Он может быть чугунный или стальной, в зависимости от условий транспортируемой среда. Сам нож представляет собой заостренную металлическую пластину небольшой толщины. В закрытом состоянии герметичность обеспечивают манжеты. Уплотнения по корпусу и крышка обеспечивают разборность и обслуживание механизмов задвижки. Шток при помощи крутящего момента поднимает и опускает нож. Гайка, втулка и прокладка подвижно соединяют шток и штурвал. Бугель защищает соединение гайка-шток от температуры, давления и других влияний транспортируемой среды. Защита штока и колпак предохраняют шток от внешних загрязнений, когда задвижка в открытом состоянии. Кольцо-фиксатор фиксирует манжеты внутри тела задвижка. На корпусе находятся отверстия под болты, через которые задвижка плотно стягивается при монтаже на путепроводе через фланцы. Данная схема конструкции практически постоянна для всех типов ножевых задвижек, небольшие различия могут проявляться у арматуры разных производителей. Чтобы закрыть или открыть заслонку, достаточно повернуть штурвал.

Установка задвижек на водопроводе

Технология монтажа интересующей нас запорной арматуры в «тело» водопровода зависит от типа корпуса, который, как известно, бывает либо фланцевым, либо сварным.

Причем фланцевый корпус позволяет обустроить разъемное соединение, реализуемое следующим способом:

В шахте смотрового колодца, на тройник или отвод магистральной трубы крепится фланцевая шайба, соответствующая габаритам аналогичного элемента корпуса задвижки. Крепление фланцевой шайбы – если она не является неотъемной частью литого корпуса отвода или тройника – осуществляется на сварку.

Аналогичную фланцевую шайбу монтируют и на торец трубы водопровода. Тут фланец можно закрепить и с помощью электросварной муфты с шайбой на торце, и с помощью сварки встык, и с помощью фланцевой цанговой муфты.

Запорный узел помещают между фланцами трубы и отвода (тройника) магистрали, предварительно уложив между соседними шайбами уплотнительные кольца.

В перфорацию фланцев вкладывают болты, на которые накидывают гайки. После чего вам остается лишь затянуть резьбовые пары, герметизируя стыки между трубами и задвижкой.

Монтаж на сварку осуществляется следующим образом:

• На отводе трубы и торце арматуры водопровода формируют раздельную фаску.
• Задвижку монтируют между трубами встык, и «прихватывают» к ним точечными швами.
• Далее нужно наложить два кольцевых шва, заполняя расплавленным металлом электрода «раздел» между фасками на торцах  труб и монтируемой арматуры.

Однако такой способ монтажа легче описать, чем сделать. Ведь герметичный шов, накладываемый в очень неудобном положении, способен выполнить далеко не каждый сварщик.

Ну а финальным аккордом процесса установки задвижки может быть монтаж электропривода, управляющего работой штока или удлинение данного элемента с помощью переходника, позволяющего открывать и закрывать трубу прямо с поверхности, без спуска в смотровой колодец.

Сфера применения и преимущества

Трубопроводные задвижки производятся в диапазоне диаметров от 15 до 2000 мм. Они предназначены для монтажа в системы с температурой рабочей среды до 550 градусов и давлением до 25 МПа включительно. Сфера использования задвижки непосредственно зависит от материала, из которого изготовлен ее корпус. Наиболее распространенные стальные конструкции могут применяться:

• в сфере жилищно-коммунального хозяйства для установки на трубопроводы центрального водоснабжения и отопления;
• в нефтегазовой и энергетической промышленности на транспортных магистралях;
• в производственных сферах на трубопроводах подачи парообразных, жидких и сыпучих веществ.

Также производятся задвижки в корпусах из нержавеющей стали, за счет устойчивости которой к коррозийным воздействиям они получили широкое распространение в химической и фармацевтической промышленности.

Конструктивные особенности задвижки не позволяют использовать ее в качестве регулирующей арматуры, запорный элемент всегда должен находиться в крайних положениях – “закрыто” либо “открыто”, в противном случае значительно ускорится износ уплотнительных поверхностей и, как следствие, рабочий ресурс конструкции.

Фланцевые задвижки с выдвижным шпинделем имеют следующие эксплуатационные преимущества:

• простота компоновки, надежность и ремонтопригодность;
• минимальное гидравлическое сопротивления;
• небольшая габаритная длина;
• возможность комплектации механизированными приводами гидравлического, электрического либо пневматического типа;
• простота установки и возможность быстрого демонтажа за счет фланцевого соединения.

Высота клиновой задвижки

Есть у конструкции и недостатки, основной из них – большая габаритная высота за счет шпинделя, длина которого идентична диаметру пропускного отверстия в корпусе. При открытии затвора шпиндель полностью выходит из корпуса, что требует наличия свободного пространства над трубопроводом.

Задвижка с невыдвижным шпинделем отличается от рассматриваемой нами конструкции тем, что ее шпиндель при открытии затвора совершает исключительно вращательное движение, тогда как выдвижной шток движется вращательно-поступательно. В сравнении с фиксированной арматурой конструкция с выдвижным шпинделем требует значительно меньших затрат времени на открытие.

К недостаткам задвижек также относится достаточно быстрый износ уплотнительных поверхностей на седлах и затворе за счет их постоянного трения, что требует частого планового ремонта, выполнить который без монтажа арматуры с трубопровода невозможно.

Принцип работы и особенности конструкции

Задвижки в большинстве случаев выполняются в полнопроходной конфигурации, предусматривающей одинаковое сечение пропускного отверстия корпуса по отношению к диаметру трубопровода, на который устанавливается арматура.

Клиновая задвижка двухдискового типа в разразе

Конструкция клиновой задвижки состоит из следующей элементов:

1. Корпус (стальной, чугунный либо нержавеющий).
2. Клиновидный запорный механизм.
3. Два седла, в которые затвор упирается при перекрытии пропускного отверстия.
4. Привод ручного либо механического типа.
5. Шпиндель зафиксированный ходовой гайкой, направляющей его перемещение внутри корпуса.

При активации привода шток, вращаясь вокруг своей оси внутри ходовой гайки, опускается в низ и перемещает запорный механизм, который перекрывает пропускное отверстие. Герметизации отсечения рабочей среды достигается за счет покрытия затвора и седел эластичным материалом. В зависимости от типа покрытия выделяют несколько видов арматуры, наиболее часто встречается  задвижка с обрезиненным клином и конструкции с затвором покрытым фторопластом.

Нижняя часть корпуса задвижки цельносварная, к ней винтами крепится крышка, из которой выходит шпиндель. На боковых частях корпуса расположены оборудованными фланцами присоединительные патрубки. Фланец представляет собой круглую стальную пластину, по периметру которой размещены посадочные отверстия под крепежные винты.

При монтаже арматуры на трубопровод наваривается ответный фланец, имеющий аналогичные размеры и шаг между винтами, что и фланец задвижки. Между пластинами размещается уплотнительная прокладка из резины либо паронита и фланцы стягиваются крепежами друг с другом. За счет уплотнительной прокладки обеспечивается максимальная герметичность соединения.

Классификация задвижек для водопровода

Все задвижки в зависимости от используемого материала делятся на два вида:

• чугунные;
• стальные.

Также такая арматура может классифицироваться в зависимости от способа крепления:

• фланцевая;
• приварная.

Но самая главная разновидность водопроводных задвижек зависит от формы затвора. Здесь стоит выделить две самых главных группы:

• Арматура, состоящая из клинового затвора;
• Арматура, состоящая из параллельного затвора.

Особенность задвижки с клиновым затвором заключается в том, что перекрытие потока осуществляется элементами, которые сдвигаются в перпендикулярном движению вещества направлении. Применяются, в основном, для перемещения газообразных веществ, воды, нефтепродуктов.

Затвор такой арматуры представлен клинообразным округлым диском, располагающимся уплотнительными кольцами, размещенными под некоторым наклоном.

Арматура, состоящая из параллельного затвора, включает в себя два, реже один диск. В том случае, если диска два, то конструкция дополнятся распорной пружиной, соединяющей эти два элемента. Данный тип арматуры более надежный и очень редко может заклинить. Используется для любой среды.

Монтаж арматуры своими руками

Установка запорных изделий осуществляется разными способами: под сварку, на резьбу или при помощи фланцев.

Необходимые инструменты и оборудование

Комплект необходимых инструментов и оборудования подбирается в зависимости от типа соединения устройства с трубопроводом.

Для установки арматуры с резьбовым типом соединения достаточно:

• разводного ключа или ключа соответствующего размера;
• приспособления для нарезания резьбы;
• расходного материала для герметизации резьбового соединения(обыкновенная льняная нить или ФУМ-лента);
• прокладок, которые почти у всех моделей входят в комплект.

Фланцевое соединение выполняется с помощью:

• динамометрического ключа;
• уплотнительной прокладки;
• крепёжных болтов.

Для монтажа приварной арматуры необходимо запастись:

• оборудованием для сварочных работ;
• листом наждачной бумаги;
• болгаркой.

Монтаж арматуры методом сварки

Для подсоединения запорного устройства, необходимо перекрыть подачу воды в квартиру полностью или отключить отдельную линию с помощью ближайшего исправного крана. Затем болгаркой вырезать участок трубы, где будет устанавливаться изделие, и зачистить концы с обеих сторон наждачкой. Далее приваривают новое устройство двумя швами по высей длине окружности трубы.

Монтаж при помощи резьбового соединения

Процесс установки резьбовой запорной арматуры состоит из следующих этапов:

• вырезки участка трубопровода и обработки концов труб;
• нарезки резьбы;
• герметизации резьбы ФУМ-лентой или льняной нитью;
• фиксации изделия;
• проверки герметичности участка соединения.

Процесс уплотнения резьбы при монтаже запорной арматуры продемонстрирован на видео:

Установка арматуры на фланцы

Монтаж запорных устройств на фланцы относится к разъёмным типам соединений и в основном используется для размещения на трубопроводах промышленного водоснабжения. Соединить концы труб с помощью фланцев своими руками на бытовой системе достаточно сложно, так как потребуется приварка особых колец для крепления арматуры. Если кольца уже приварены, то монтаж фланцевых устройств выполняется следующим образом:

• устанавливают между фланцем и кольцом на конце трубы уплотнительное кольцо, обеспечивающее герметичность соединения;
• закрепляют изделие крепёжными болтами, которыми оно укомплектовано при производстве.

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.

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.

Задвижки

Самый распространенный вид запора.

Перекрывает поток перемещением регулировщика ортогонально водопроводу.

Принцип работы: преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное.

Используются в системах с давлением до 25 МПа и температурой до 565 С.

Применяются в системах ЖКХ, при подаче газа, воды, в нефтепроводах.

Изделие идеально подходит для систем с высокой скоростью потока.

Главные преимущества.

• Простой внутренний механизм.
• Небольшая длина.
• Широкая область применения.
• Малое сопротивление.

Негативные стороны задвижек тоже стоит привести.

• Время, расходуемое на открывание и закрывание достаточно велико.
• Немалая строительная высота (больше диаметра трубы).
• Быстроизнашивающиеся уплотнители.

Они не применяются для регулировки, т.к. большая скорость ОТВ может деформировать запорную пластину. Классифицируем мы наши задвижки следующим образом.

• Шиберная задвижка.
• Параллельная задвижка.
• Клиновая задвижка.
  • Двухдисковый клин.
  • Жесткий клин.
• Шланговая задвижка.
• Упругий клапан.

Для каждой разновидности задвижек характерны плюсы и минусы при эксплуатации и монтаже.

Так, материала изготовления влияет на конечную работу в разных параметрах среды.

Чугунные задвижки рассчитаны на давление 1.6 МПа в АУП или другой установке.

Несколько рекомендаций по монтажу и полезных советов

Существует ряд правил, которым следует следовать при монтаже в обязательном порядке, а именно:

• запорная арматура не должна в момент установки и по окончанию монтажа испытывать внешние нагрузки, в том числе и от трубопровода;
• место установки должно быть доступно для дальнейшего проведения осмотров и техобслуживания;
• при монтаже на горизонтальном участке трубопровода запрещается располагать устройство маховиком вниз, на вертикальном участке — положение маховика может быть любым;
• запрещается разбирать устройство под давлением;
• перед установкой задвижки выполняют пропарку внутренних поверхностей горячей водой с последующей сушкой;
• перед задвижкой желательно разместить магнитно — резонансный фильтр;
• при открывании и закрывании задвижки штурвал следует поворачивать плавно, не допуская рывков;
• своевременно подтягивать втулку сальника;
• опрессовку трубопровода следует проводить при открытых задвижках.

Ремонт и профилактика

Любая задвижка рано или поздно нуждается в ремонте, поскольку в конструкции имеются подвижные элементы, которые требуют периодичной замены. Рассмотрим основные причины неисправности водопроводных задвижек:

1. Разгерметизация между трубопроводом и корпусом арматуры.

Такая неисправность может появиться вследствие неправильного монтажа запорной арматуры или при деформации уплотнителя. Такую поломку можно определить при зрительном осмотре системы.

1. Разгерметизация между штоком и сальником.

Причиной такой поломки является износ сальника. Также можно определить зрительно, при выявлении потеков на стенках задвижки, которые направлены от крышки арматуры.

1. Разгерметизация между корпусом и заслонкой.

Причина такой поломки может заключаться только в постоянном перемещении сильно загрязненного потока. В этом случае грязные частицы влияют на уплотнительные кольца, приводя к постепенной их деформации. Помимо этого, загрязняющие вещества могут накапливаться на внутренних стенках задвижки и в дальнейшем препятствовать плотному закрытию крышки. Выявление причины такой поломки происходит достаточно сложно. Поэтому придется обеспечить вмешательство опытного специалиста.

Для того чтобы обеспечить правильную работу запорной арматуры потребуется проведение ремонтных работ, которые подразумевают либо полный демонтаж запорного элемента, либо частичная его разборка.

Для того чтобы выполнить частичный ремонт арматуры необходимо выполнить разборку крышки сальника, а также снять крышку самого корпуса

Но важно помнить, что ремонтные работы любого типа должны начинаться с перекрытия трубопровода вентилем, который располагается выше задвижки

Для того чтобы выполнить полный демонтаж задвижки необходимо выполнить несколько следующих действий:

1. В первую очередь, выполняется снятие маховика, который содержит в своем составе ходовую гайку. Ее также необходимо снять;
2. Крышку корпуса нужно освободить от стопорных винтов путем вывинчивания;
3. Далее нужно разобрать соединение фланцевого типа;
4. Далее следует очередь штока. В этот момент можно произвести очистку заслонки и седла, а также заменить в этой области уплотнители;
5. После замены или ремонта всех отдельных запчастей стоит начать обратную сборку арматуры, которая выполняется в строгом обратном порядке.

После того как все ремонтные работы будут окончены обязательно необходимо сделать проверку устройства на уровень работоспособности. В таком случае необходимо сделать тест на возможность полного перекрытия арматурой потока.

Контроль состояния деталей

В конструкции запорной арматуры слабым звеном является уплотнитель сальника. При частом открывании и закрывании затвора, набивка истирается, приходит в негодность и может произойти выход рабочей среды из трубопровода.

Рисунок 11. Протечка

Если вовремя не заменить изношенный уплотнитель, то рабочая среда (особенно агрессивная) может нанести вред корпусу задвижки, шпинделю и другим элементам.

Для того чтобы своевременно установить степень износа деталей, на предприятии, эксплуатирующем трубопроводную магистраль, должны вестись журналы осмотра устройств запорной арматуры.

Контролю подлежат:

• сальниковый узел;
• фланцы корпуса и крышки;
• фланцы присоединительных патрубков задвижки и трубопровода.

Визуальный осмотр, в идеале, должен проводиться при каждой пересмене рабочего персонала. Периодичность разборки сальниковых узлов, а также фланцев для контроля состояния уплотнителей, устанавливается заводом-изготовителем в руководстве по эксплуатации или нормативными документами предприятия.

Плюсы и минусы

Клиновые задвижки являются популярными как в промышленности, так и в сфере сантехнического оборудования. Это связано с такими преимуществами данных деталей:

1. Комплектация простая. Конструкция проста в эксплуатации, ее легко устанавливать, осуществлять ремонт. Не понадобится много сил для открытия или закрытия задвижки. Кроме того, чтобы облегчить такие задачи, на крупных узлах устанавливают специальные редукторы.
2. Строительная длина небольшая.
3. Низкий показатель гидравлического сопротивления.
4. Универсальность. Устройство применяют в различных системах с широким диапазоном скорости транспортировки рабочей среды, напора, объемов. Подобные детали подходят для работы с широким спектром веществ.
5. Долговечность. За счет свойств материалов и простоты всей конструкции задвижки клиновидного типа прослужат долго и без перебоев. А если ремонт понадобится, то он не будет затратным или сложным.
6. Герметичность.
7. Возможность транспортировать вещества в обе стороны.
8. Плавность закрытия. Клиновые задвижки обеспечивают защиту от гидравлических ударов, которые могут вызывать деформацию труб.

Но у таких деталей есть и недостатки:

1. Большая высота установки. Это касается только клиновых задвижек со шпинделем выдвижного типа. Чтобы их открыть, требуется много места — высота должна быть больше диаметра труб.
2. Процедура открывания-закрывания долгая. Из-за этого вся система менее оперативная, работать в некоторых ситуациях сложнее.
3. Не подходит для рабочей среды, в которой присутствуют крупные твердые частицы.
4. Уплотнители в механизме не отличаются износостойкостью. Из-за этого часто может требоваться ремонт, а это дополнительные расходы. Показатели износостойкости уплотнителей намного выше у задвижек со шпинделем выдвижного типа. Это связано с тем, что на них не влияет агрессивная среда.
5. Допускаются невысокие перепады давления в затворе. Если будут сильные колебания такого показателя, то это повлечет сбои в работе механизма.

Иногда рекомендуется не использовать клиновые задвижки либо четко соблюдать правила эксплуатации.