Что такое водопроводные задвижки: конструкция и принцип действия

Что такое и где используются

Задвижки являются распространённым типом запорной арматуры, применяемой для полного перекрытия движения среды для проведения ремонтных работ в системе или техобслуживания сантехнических приборов. Ими оснащаются практически любые трубопроводы диаметром от 15 мм до 2 м в системах подачи горячей/холодной воды и нефтепродуктов, эксплуатирующихся с постоянным высокоскоростным движением среды под давлением до 25 МПа. Они обладают сравнительно простой конструкцией, небольшой строительной длиной, малым гидравлическим сопротивлением, пригодны для эксплуатации в условиях разной сложности, могут управляться вручную или с помощью электропривода.

Для отключения газового оборудования чаще всего устанавливаются задвижки типа «Лудло» с выдвижным шпинделем.

Если задвижки в основном используются в качестве запорных устройств, то водопроводные запоры выполняют обе функции трубопроводной арматуры. Они имеют возможность не только останавливать поток, но и регулировать расход воды. Однако они ограничены по допустимому значению рабочего давления — до 2,5 МПа.

Как подбирают кран?

При покупке крана, учитывают ряд нюансов:

• назначение запорного элемента – рукоять окрашивают в определенный цвет, исходя из характера использования; устройства для газопроводов обозначают черной или желтой окраской, для холодной воды – голубой, горячей – красной;
• способ установки – в бытовых сетях кран с монтажом на резьбовых соединениях; если рабочая среда предполагает кислотные или щелочные составы, жидкости, нагретые до высоких температур, применяют арматуру под приварку.

Рис. 11. Внешний вид шарового крана для газа
Изделие подбирают по следующим критериям:

• диаметру условного прохода – зависит от размера трубы; в быту применяют запорную арматуру от 15 до 50 мм;
• типу подсоединения – удобнее изделие с резьбовой фиксацией накидными гайками («американками»);
• предельному рабочему давлению – этот показатель маркируют на корпусе; принимают по характеристикам сети, подбирая запорный элемент с запасом;
• материалу корпуса – учитывают состав рабочей среды, вид трубопровода; для водопровода применяют латунные или пластиковые краны;
• качеству затворного элемента – оценивают визуально, по отсутствию заеданий и неравномерности при работе;
• дате выпуска – не стоит покупать товар, пролежавший на складе пять лет и более;
• торговой марке – предпочтение отдают продукции известных брендов.

Покупаемый кран внимательно осматривают, чтобы исключить внешние дефекты и повреждения – сколы, зазубрины, трещины на корпусе, деформацию элементов. Проверяют комплектность товара.

Покупая долговечный и дорогой латунный кран, важно исключить подделку – дешевое силуминовое устройство. Настоящее изделие определяют по весу. Необходимо потребовать от продавца сертификаты и паспортную документацию, подтверждающие качество продукции.

Ошибки при покупке приведут к тому, что изделие придется экстренно менять, когда владелец не будет готов к данной ситуации.

Конструкция и принцип действия

Конструкция водопроводной задвижки состоит из трёх основных узлов:

1. Корпуса с крышкой, в полости которого располагаются запорные детали и удерживается определённая часть рабочего вещества под давлением. Корпус представляет собой полую цельнолитую или разборную конструкцию из стали, чугуна или цветных металлов. Все его поверхности защищены от воздействия коррозии эпоксидной смолой. У корпуса имеются два патрубка (входной и выходной), которыми устройство соединяется с трубопроводом.
2. Запорного узла, состоящего из двух сёдел и затвора. Седла имеют параллельное или угловое по отношению друг к другу расположение, к их уплотнительным поверхностям при срабатывании задвижки на закрытие прижимается своими уплотнительными поверхностями запорная деталь. Центрирование запора обеспечивают направляющие в форме вертикальных цилиндров с пазами, изготовленных из износостойкой пластмассы или являющиеся выступающей частью внутренней поверхности корпуса. Сам запор в зависимости от модификации задвижки может иметь форму клина, одного или двух дисков;
3. Узла управления. В его состав входит винтовой шток (шпиндель), маховое колесо и резьбовая втулка, при помощи которой происходит преобразование крутящего момента в поступательное перемещение затворной детали. Ходовой узел может находиться в верхней части полости корпуса устройства или располагаться вне его. Отверстие, через которое шпиндель выходит из корпуса герметизирует специальный уплотнитель, функционирующий по принципу сильфона или сальника.

Принцип её работы заключается в следующим:

• маховик приводится в движение вручную или от электрического привода;
• усилие передаётся через резьбовое соединение штоку, который перемещает затвор по направляющим перпендикулярно потоку;
• запорная деталь плотно прижимается к сёдлам и останавливает перемещение потока жидкости в трубопроводе.

Чтобы открыть задвижку маховое колесо поворачивают в обратную сторону.

Шаровые краны

Шаровым краном называют запорный элемент с затворным устройством в виде шара со сквозным отверстием, заключенным в корпус, при плотном прилегании к поверхностям седла.

Рис. 7. Внешний вид шарового крана

Шаровой кран состоит из следующих узлов:

• цельносварного или разборного корпуса;
• штока с кольцевыми уплотнениями;
• затвора в виде шара с зеркальной полировкой поверхности;
• седельных уплотнений, герметизирующих соединение;
• ручки в виде бабочки или рычага, закрепленного на штоке гайкой.

Принцип работы основан на развороте отверстия затворного элемента, с изменением расположения сквозного отверстия в шаре относительно потока рабочей среды.

Рис. 8. Принцип работышарового крана

Затворы водоснабжения

В затворе водопровода запорный элемент выполнен в форме диска, диаметр которого равен размеру внутреннего диаметра трубы. Во время открывания и закрывания затвора диск вращается вокруг оси, перпендикулярной направлению потока.

Корпус затвора имеет укороченную цилиндрическую форму, бывает разборным и монолитным (цельносварная конструкция). Изготавливается он из чугунных сплавов, разных видов сталей, цветных металлов, композитных полимеров. В его полости располагается запорный орган, представленный из подвижной части — плоского или двояковыпуклого диска и неподвижной — седла. В качестве уплотнителей используются кольца из эластичной резины.

Техническое обслуживание

Учитывая, что краны устанавливают на входе и выходе оборудования, периодичность обслуживания привязывают к срокам проверки этих устройств.

В ходе указанных работ, проверяют функционирование затворного элемента, с проворачиванием в обе стороны. Кран должен полностью перекрывать магистраль, при свободном ходе штока. Арматуру осматривают визуально, на предмет наличия дефектов и повреждений – сколов, трещин, деформаций, утечек рабочей среды.

Проверяют крепление рукояти. При необходимости, поджимают гайку, фиксирующую рычаг или бабочку. Если использовать кран с ослабленным креплением органа управления, это может вызвать разрушение шейки штока.

Если устройство эксплуатируют в уличных условиях, на зиму перекрывают давление на запорный элемент, затвор переводят в открытое положение, чтобы исключить промерзание жидкости внутри корпуса.

Рис. 13. Кран осматривают, на предмет отсутствия внешних утечек

При наличии приводного механизма, редуктор обслуживают, с заменой (добавлением) смазки, обтяжкой крепежных элементов. Периодичность обслуживания привода – не реже, чем через каждые 100 – 120 рабочих циклов.

Арматура нуждается в замене при появлении следующих признаков:

• утраты внешней герметичности корпуса;
• протечки затвора, превышающей допустимый показатель;
• возникновения трещин и деформаций, вызывающих опасность разрушения устройства или препятствующих его нормальной работе.

Для замены подбирают аналогичный элемент, по характеристикам эксплуатации и размерам.

При поломке крана в пределах гарантийного срока, изделие подлежит замене на новое, если выход из строя не связан со следующими обстоятельствами:

• нарушением правил эксплуатации, указанных в паспорте арматуры;
• повреждением при перевозке – эти дефекты проверяют при покупке, в противном случае, трещины и прочие отклонения от нормального состояния могут быть объяснены неправильным обращением с краном владельца;
• применением в условиях, на которые арматура не рассчитана, с превышением давления, нарушением предписанного состава и характеристик рабочей среды;
• самовольного вмешательства в конструктивное исполнение устройства.

Решение о замене товара в пределах гарантийного срока принимает изготовитель, при условии предоставления оригинальной паспортной документации.

Виды и классификация водопроводных задвижек

По конструкции запорного органа задвижки для водопроводных систем подразделяются на:

• клиновые;

• параллельные;

• шиберные;

• шланговые.

Клиновые задвижки оснащаются затвором конусообразной формы, который в положении «закрыто» плотно входит в пространство между сёдлами. Клин может быть разных видов:

• жёстким, имеющим форму суженной к низу цельной пластины. Она плавно опускается в нижнюю часть устройства и перекрывает в перпендикулярном направлении проходные отверстия сёдел, прерывая таким образом движение рабочей среды. Жёсткий клин надёжно запирает проходное отверстие, однако более подвержен ржавлению и сложнее подгоняется к сёдлам. Поэтому в таких устройствах существует опасность заклинивания и возникают трудности в поднятии клина при резких перепадах температур;
• двухдисковым — состоящим из двух дисков, которые подвижно скреплены между собой под углом друг к другу. При срабатывании задвижки на закрытие оба элемента поворачиваются относительно друг друга и закрывают проходные отверстия в сёдлах, плотно прижавшись к их уплотнительным поверхностям. При открывании они отодвигаются от сёдел, освобождая проход рабочему веществу. Такая конструкция запорного органа обеспечивает хороший уровень герметичности, снижает риск заклинивания и увеличивает рабочий ресурс всего устройства;
• упругим, два диска которого связаны между собой упругой резиновой деталью. Он способен сгибаться под воздействием напора воды, обеспечивая таким образом более плотного прижатия к уплотнительным материалам сёдел. Задвижки с обрезиненным клином требуют меньшего усилия при управлении, обладают гладкими поверхностями прохода, снижающими силу трения и износ элементов запорного органа.

К параллельным задвижкам относятся устройства, у которых уплотнительные поверхности запорного или регулирующего органа располагаются в параллельных плоскостях друг к другу.

Для печных дымоходов используют шиберные задвижки, в конструкцию которой входит рамка и металлическая пластина с ручкой. При открывании задвижки пластина выдвигается из рамки, при закрывании возвращается в первоначальное положение.

Применение запорного клапана

• Задвижки используются практически во всех жидкостных сервисах, таких как воздух, топливный газ, питательная вода, пар, смазочное масло, углеводороды и во всех других средах.
• Некоторые специальные задвижки используются в суспензии и порошковых продуктах, таких как ножевые задвижки.

Преимущества запорных задвижек:

• Задвижка обеспечивает хорошее Падение давления во время работы значительно меньше;
• Большая часть из числа запорных задвижек может использоваться как двунаправленная;
• Они подходят для применения при высоком давлении и температуре и требуют меньшего обслуживания.

Недостатки запорных задвижек:

• Их нельзя использовать для управления потоком;
• Задвижка работает медленно. Открытие и закрытие занимают много времени, что также хорошо, поскольку снижает вероятность ударов;
• При частичном открытии создает вибрацию и шум;
• Ремонт, такой как притирка и шлифовка сидений, более сложен из-за ограничения доступа.

Критерии выбора задвижек

Для правильного выбора водяной задвижки необходимо выполнить тщательный анализ исходных требований к её техническим характеристикам, а также сравнить цены на изделия у разных производителей.

Выполняют такой анализ в следующей последовательности:

• определение назначения и условий работы арматуры (свойства рабочей среды, значение максимального рабочего давления и диапазон температур);
• определение номинального размера условного прохода (ДУ);
• выбор метода управления устройством;
• выбор материала корпусных деталей;
• уточнение функции(запирание или регулирование);
• выбор конструктивной модификации изделия;
• окончательное определение геометрических параметров устройства (строительной длины и высоты, размеров присоединительных концов, способа присоединения к импульсной линии, количество крепёжных элементов и т. д.);
• выбор соответствующей модели по номенклатуре выпускаемых задвижек.

Арматура из чугуна для систем отопления и водоснабжения в последнее время применяются реже, в основном здесь используют стальные устройства. Чугунную запорную арматуру чаще устанавливают в канализации, в системах подачи сжатого воздуха, пара и сыпучих материалов.

Минусы

При изготовлении запорной арматуры для удешевления часто используют чугун, подобные конструкции имеют следующие недостатки:

• Высокий вес задвижек затрудняет монтаж узлов при больших диаметрах трубопроводов — может понадобиться несколько рабочих или специальная подъемная техника для удержания массивной детали. К примеру, вес чугунного запора с условным проходом 1600 мм. Согласно ГОСТ 9698-86 составляет 10025 кг.
• Чугун относится к коррозионно неустойчивым материалам, со временем его внутренняя поверхность ржавеет, покрывается раковинами и известковым налетом — это приводит к нарушению герметизации при перекрытии потока.
• Еще к одним недостатком чугуна относится его хрупкость, приводящая к необратимой поломке изделия при сильных ударных воздействиях.
• Дешевое сальниковое уплотнение с набивкой, какое находит применение в бюджетных чугунных изделиях, не является достаточно герметичным по сравнению с современными торцевыми уплотнениями — в процессе его эксплуатации нередко возникают утечки транспортируемого вещества.

Рис. 5 Принцип работы затвора клинового типа

Соединение с трубопроводом и монтаж

Присоединительные концы задвижек могут быть фланцевыми, муфтовыми или предназначенными под приварку. От этого фактора и типа трубы в системе зависит способ проведения монтажного процесса.

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек в систему водоснабжения из металлических труб выполняют следующим образом:

• вырезают в месте установки участок трубы, равный по длине размеру корпуса устройства;
• зачищают края;
• в зависимости от типа присоединения к процессу выбранной задвижки либо нарезают на краях труб резьбу, либо приваривают к ним ответные фланцы;
• выполняют герметизацию мест соединения: фланцевые — уплотняют резиновыми кольцами, резьбу — льняной нитью;
• фиксируют задвижку на трубопроводе: фланцы скрепляют с помощью болтов и шайб или наворачивают присоединительные патрубки на подготовленную резьбу.

Монтаж в систему из пластиковых труб

При установке задвижки на пластиковую трубу:

• вырезают участок трубы нужной длины;
• оба конца надевают на разогретые до 260ºС насадки сварочного аппарата;
• после нагрева вставляют в них присоединительные патрубки устройства;
• удерживают места соединения в неподвижном состоянии в течение нескольких минут до полного отвердевания пластика.

Особенности установки на печные трубы

Печную задвижку устанавливают на дымоход на этапе его возведения:

• кладут ряд кирпичей согласно порядовке;
• вырезают сверху в кирпиче углубление, совпадающее по размерам с толщиной рамки задвижки и сбоку паз для ручки;
• укладывают шибер в подготовленное углубление на цементном растворе;
• кладут следующий ряд кирпича.

Маркировка

Маркировка содержит:

• товарный знак предприятия-изготовителя;
• знак соответствия и код органа по сертификации;
• условное давление PN, МПа;
• условный проход DN;
• марку материала корпуса для исполнения УХЛ1 (на табличке);
• заводской номер и дату изготовления;
• массу задвижки без электропривода (на табличке);
• клеймо ОТК (на табличке);
• надпись «Сделано в …» (на табличке).

Фактическое значение углеродного эквивалента «Сэ» материала корпуса (на внутренней поверхности одного из патрубков или ответного фланца).

Задвижка поставляется одним грузовым местом, в горизонтальном положении на поддонах с закрытыми заглушками проходными отверстиями патрубков.

При поставке задвижки в комплекте с электроприводом отгрузка производится двумя грузовыми местами.

Ответные фланцы (для исполнений с ответными фланцами) отгружаются в сборе с задвижкой.

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.

Если у вас есть полезные советы по монтажу водопроводных задвижек, то поделитесь ими в комментариях. Подписывайтесь на наш канал, делитесь своим опытом с нами, а также в социальных сетях.

(
1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Техническое обслуживание

Чтобы исключить неисправности и опасность аварийного выхода из строя, проводят периодические осмотры арматуры, с проверкой работы устройства. Периодичность осмотров, с проведением технического обслуживания, определяется системой, принятой на предприятии, и условиями изготовителя, приведенными в паспорте.

Обслуживание включает следующие операции, выполняемые, с учетом технического состояния элемента:

• смазку резьбы шпинделя пластичной смазкой, согласно условиям руководства по эксплуатации от изготовителя;
• подтяжку сальникового уплотнения, подкручиванием гаек, поджимающих втулку;
• добавление или замену сальника – если втулка опущена в нижнее положение, а герметичность не выдержана;
• смазку резьбового соединения шпинделя с гайкой.

При подтяжке и замене сальника отключают подачу рабочей среды, снимая давление с арматуры.

Минимальная периодичность технического обслуживания – каждые полгода.

Рис. 6. Обслуживание задвижки

Для соблюдения мер безопасности, запрещено:

• подтягивать, добавлять, менять сальниковые уплотнения при поданном давлении на запорный элемент;
• выполнять подтяжку сальника, с ударами по втулке;
• демонтировать, ремонтировать задвижку без снятого давления в магистрали;
• превышать давление при опрессовывании трубопровода, установленное предельными характеристиками арматуры.

Персонал выполняет техническое обслуживание запорных элементов, используя спецодежду и средства защиты, предусмотренные нормами по охране труда.

Характерные особенности

Задвижки чугунные фланцевые – это популярный товар, который используется на магистралях различного назначения. Производят изделия с различным диаметром, который может варьироваться от пятидесяти до четырехсот двадцати миллиметров. Задвижка фланцевая 30ч6бр предназначена для работы при давлении 10 бар, температурный режим – до двухсот градусов. Устройства с большими диаметрами часто комплектуются электроприводом, что дает возможность управлять системой в дистанционном режиме. Задвижки 30ч6бр могут монтироваться в труднодоступных участках трубопровода. Фланцевые элементы по типу управления подразделяются на те, которые управляются вручную или при помощи специального электропривода. Целесообразно использовать ручное управление при небольших диаметрах, а в других случаях – электрическое. Цена задвижки 30ч6бр на сайте указана в руб. Чтобы оформить заказ на покупку фланцевых задвижек, нужно позвонить по телефону, который указан на сайте.