Трубопроводная арматура - вспомогательные, обычно стандартные, устройства и детали, не входящие в состав основного оборудования, но необходимые для нормальной работы. В зависимости от выполняемых функций подразделяется на следующие группы:
Запорная арматура — арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью.
Регулирующая арматура — арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода.
Защитная (отключающая, отсечная) арматура — арматура, предназначенная для защиты оборудования и трубопроводов от аварийного изменения параметров среды путем отключения обслуживаемой линии или участка.
Предохранительная арматура — арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды.
Распределительно-смесительная арматура — арматура, предназначенная для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков.
Перечень всей трубопроводной арматуры невероятно широк и разнообразен. Далее мы подробнее рассмотрим виды трубопроводной арматуры, которые чаще всего встречаются на российском рынке и используются в бытовых и полупромышленных системах отопления.
Запорная арматура служит для включения и отключения водоснабжения, его элементов и отдельных участков трубопроводов в процессе эксплуатации системы водоснабжения. Она работает периодически. Основное требование к запорной арматуре — обеспечивать плотность отключения в закрытом состоянии и оказывать минимальное сопротивление протекающей среде в открытом состоянии. К запорной арматуре относятся краны, вентили, задвижки и поворотные затворы. Запорную арматуру выпускают как с ручным, так и с электрическим приводом.
Кран шаровой - это кран, у которого запорный или регулирующий орган имеет форму шара. Шаровые краны широко применяются в таких системах, как: отопление, газо- и водоснабжение, отдельные узлы промышленных и теплоэнергетических объектов. К материалу шарового крана предъявляются различные требования, в зависимости от среды для которой он предназначен; например, в конструкциях, подверженных коррозии и ржавчине, применяют шаровой кран изготовленный из нержавеющей стали.
Краны обладают рядом достоинств, среди которых:
Запорный клапан (вентиль) — запорная и регулирующаю арматура, конструктивно выполненная в виде клапана, то есть её запирающий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Как и другие виды запорной арматуры, запорные клапаны применяются для полного перекрытия своего проходного сечения, а следовательно потока рабочей среды; то есть запирающий элемент, которым в запорном клапане чаще всего является золотник, в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто».
Клапаны широко распространены как запорная арматура, что объясняется возможностью обеспечения хорошей герметизации в запорном органе при сравнительной простоте конструкции. Кроме вышеуказанных достоинств клапаны обладают и другими, например:
Задвижка — трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Задвижки — очень распространённый тип запорной арматуры. Они широко применяются практически на любых технологических и транспортных трубопроводах диаметрами от 15 до 2000 миллиметров в системах жилищно-коммунального хозяйства, газо- и водоснабжения, нефтепроводах, объектах энергетики и многих других. Наиболее распространено управление задвижкой с помощью штурвала (вручную), также задвижки могут оснащаться электроприводами, гидроприводами и, в редких случаях, пневмоприводами. На задвижках большого диаметра с ручным управлением, как правило, устанавливают редуктор для уменьшения усилий открытия-закрытия.
По характеру движения шпинделя различаются задвижки с выдвижным или невыдвижным (вращаемым) шпинделем. В первом случае при открытии и закрытии задвижки шпиндель совершает поступательное или вращательно-поступательное движение, во втором — только вращательное.
Широкое распространение задвижек объясняется рядом достоинств этих устройств, среди которых:
Дисковый поворотный затвор (заслонка) — тип трубопроводной арматуры, в котором запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды. Наиболее часто такая арматура применяется при больших диаметрах трубопроводов, малых давлениях среды и пониженных требованиях к герметичности рабочего органа, в основном в качестве запорной арматуры.
В дисковых затворах запирающий элемент, то есть затвор, имеет форму диска, который может перекрывать проход рабочей среде через кольцевое седло в корпусе путём поворота (как правило на 90°) затвора вокруг оси, перпендикулярной направлению потока среды, при этом ось вращения диска может являться его собственной осью (осевые дисковые затворы) или же не совпадать с осью (эксцентриковые дисковые затворы).
Дисковые затворы, как и шаровые краны, являются одними из самых современных и прогрессивных типов арматуры, обладающий многими важными достоинствами, среди которых:
Регулирующая арматура — это вид трубопроводной арматуры, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды. В понятие регулирования параметров входит регулирование расхода среды, поддержания давления среды в заданных пределах, смешивание различных сред в необходимых пропорциях, поддержание заданного уровня жидкости в сосудах и некоторые другие. Выполнение всех своих функций регулирующая арматура осуществляет за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение. В зависимости от параметров рабочей среды (давления, температуры, химического состава и др.) к каждому виду регулирования предъявляются различные требования, что привело к появлению множества конструктивных типов регулирующей арматуры. Рассмотрим основные типы регулирующей арматуры
Регулирующий клапан — один из конструктивных видов регулирующей трубопроводной арматуры. Это наиболее часто применяющийся тип регулирующей арматуры для регулирования расхода и давления. Выполнение этой задачи регулирующие клапаны осуществляют за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой, чаще всего при этом используются специальные приводы и управление с помощью промышленных микроконтроллеров по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Используются электрические, пневматические, гидравлические и электромагнитные приводы для регулирующих клапанов.
Также применяются запорно-регулирующие клапаны, с помощью этих устройств осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры. Для присоединения регулирующих клапанов к трубопроводам применяются все известные способы (фланцевый, муфтовый, штуцерный, цапковый, приваркой), но приварка к трубопроводу используется только для клапанов, изготовленных из сталей.
Смесительные клапаны используются в тех случаях, когда необходимо в определенных пропорциях смешивать различные среды, например, холодную и горячую воду, выдерживая постоянным какой-либо параметр (например, температуру) или изменяя его по заданному закону.
Отличие смесительных клапанов от регулирующих заключается в том, что в первых, происходит регулировка одновременно двух сред, а не одной, как в регулирующих клапанах. Так же, как и регулирующие клапаны, смесительные могут управляться с помощью электрического или пневматического привода.
Регуляторы давления прямого действия - служат для поддержания постоянного давления в трубопроводе, эта необходимость может возникнуть в реальных рабочих условиях, когда в нём происходят колебания давления рабочей среды, недопустимые для нормальной работы технологической системы или установки.
В отличие от арматуры непрямого действия, в которой для непрерывного регулирования нужно отслеживать специальными датчиками состояние контролируемого параметра и при его отклонении от нормы выдавать командный сигнал приводу, регулятор прямого действия срабатывает непосредственно от среды в контролируемом участке трубопровода без использования посторонних источников энергии.
Регулирование давления может производиться после регулятора (по направлению потока среды), в этом случае регулятор называют «После себя», или перед ним, в этом случае он называется «До себя».
Регулятор уровня предназначен для поддержания уровня жидкости в сосуде в установленных пределах заданной высоты. Сосуд может находиться под давлением, а во многих случаях избыточное давление отсутствует, и сосуд соединен с атмосферой, т. е. является резервуаром. Поддержание уровня в сосуде может осуществляться путем впуска дополнительного количества жидкости (тогда регулятор уровня называют регулятором питания) или путем выпуска избыточного количества жидкости (тогда регулятор уровня называют регулятором перелива).
Основными элементами регулятора уровня являются чувствительный элемент (датчик положения уровня) и исполнительное устройство в виде запорного или регулирующего клапана или крана. Исполнительное устройство предназначено для прекращения или регулирования подачи (выпуска) жидкости в зависимости от командного сигнала, подаваемого датчиком положения уровня на привод исполнительного устройства.
Балансировочные клапаны применяют для того, чтобы регулировать расход воды в системе отопления и водоснабжения, ведь слишком большой расход воды вызывает шум в радиаторах, а недостаточный – к коррозии котла и низкой температуре воздуха в помещении.
Существует ручная и автоматическая балансировка. Автоматический балансировочный клапан – это устройство, которое применяется для балансировки систем, имеющих динамический гидравлический режим. Регуляторы расхода и перепада давления применяются в таких системах регуляторы и являются автоматическими балансировочными клапанами. Ручной балансировочный клапан используют с целью отладить и сбалансировать статические системы: все вертикальные однотрубные системы без устройств количественного регулирования и термостатических радиаторных клапанов, а также восстановить циркуляцию через стояки, которые не работают.
Защитная арматура — вид трубопроводной арматуры, предназначенный для защиты технологических систем, оборудования, трубопроводов, насосов и сосудов под давлением от возникновения или последствий аварийных ситуаций. В результате эксплуатации могут возникать различные проблемы, обусловленные неисправностями оборудования, неправильным ведением технологического процесса, другими сторонними факторами. Они могут повлечь за собой гидроудары при внезапном изменении потока среды на обратный, что может привести к поломке насосов и других устройств. Также при повреждении или разрушении трубопроводов или оборудования систем, если не ликвидировать или ограничить течь защитной арматурой, можно нанести серьёзный вред производственным помещениям, персоналу, экологии окружающей среды, в особенности в случае применения в системе взрыво- и пожароопасной, токсичной или радиоактивной рабочей среды.
Обратный клапан — вид защитной трубопроводной арматуры, предназначенный для недопущения изменения направления потока среды в технологической системе. Обратные клапаны пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически. С помощью обратной арматуры защищается различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также возможно существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.
Основными видами обратных клапанов являются собственно обратные клапаны и обратные затворы, главное их различие — в конструкции затвора (элемента, который перекрывает поток среды, садясь в седло), у первых он выполняется в виде золотника, у вторых — в виде круглого диска, который часто именуют захлопка.
Обратные клапаны как правило устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы — как на горизонтальных, так и на вертикальных участках. По направлению потока рабочей среды клапаны обратные в основном выполняются проходными (направление потока в них не изменяется), но встречаются и угловые (направление потока меняется на 90°), а затворы обратные — только проходными.
При отсутствии потока среды через арматуру золотник в обратном клапане или захлопка в обратном затворе под действием собственного веса или дополнительных устройств (например пружины) находятся в положении «закрыто», то есть затвор находится в седле корпуса. При возникновении потока затвор под действием его энергии открывает проход через седло. Ясно, что для того, чтобы поток среды изменил своё направление на противоположный он должен остановиться. В этот момент скорость потока становится нулевой, затвор возвращается в исходное закрытое положение, а давление с обратной стороны прижимает золотник или захлопку, препятствуя возникновению обратного потока среды. Таким образом, срабатывание обратной арматуры происходит под действием самой среды и является полностью автоматическим.
Сетчатый фильтр (грязевик) — установка для очистки фильтрации от нерастворимых примесей, которые представляют собой магнитные частицы (продукты коррозии), а также от частиц песка, глины, органики, накипи, которые попали из естественного источника или образовались в результате использования воды в технологическом процессе.
Исходя из принципов действия различают несколько видов грязевиков:
Инерционно-гравитационный;
Сетчатого фильтрования;
Магнитного осаждения.
Предохранительная арматура — арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды, так называемого массотвода.
Предохранительный клапан — трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением, путём автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением сверх установленного. Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления.
Опасное избыточное давление может возникнуть в системе как в результате сторонних факторов (неправильная работа оборудования, передача тепла от сторонних источников, неправильно собранная тепломеханическая схема и т. д.), так и в результате внутренних физических процессов, обусловленных неким исходным событием, не предусмотренным нормальной эксплуатацией. ПК устанавливаются везде, где может это произойти, то есть практически на любом оборудовании, но в особенности они важны в сфере эксплуатации промышленных и бытовых сосудов, работающих под давлением.
Существуют и другие виды предохранительной арматуры, но клапаны используются наиболее широко вследствие простоты своей конструкции, лёгкости настройки, разнообразия видов, размеров и конструктивных исполнений
Современный строительный рынок насыщен огромным количеством различных типов смесителей, раковин, моек, ванн и унитазов, отличающихся по размерам, цвету и дизайну. Однако, несмотря на кажущееся разнообразие, сантехнические приборы можно четко подразделить по функциональности и способу соединения с трубопроводами.
От того насколько грамотно выполнен монтаж системы водоснабжения квартиры зависит работоспособность всего оборудования, подключенного к ней. Выбранная схема водоснабжения квартиры должна обеспечивать своевременную подачу воды из центрального водопровода во все точки разбора. При этом должен быть обеспечен достаточный напор воды для корректной работы бытовой техники и иного сантехнического оборудования. На данный момент применяются три основные схемы разводки системы водоснабжения в жилом помещении. Одну их этих схем называют тройниковой или последовательной, другую – коллекторной, а третья представляет смешанный вариант первых двух. Рассмотрим устройство данных инженерных систем.
Система водоснабжения квартиры, выполненная по данной схеме, является самым простым, неприхотливым и дешевым вариантом проведения инженерных коммуникаций. Именно последовательная схема водоснабжения осуществлена в домах старого жилищного фонда, построенного еще в советские времена. Однако и сейчас данная схема применяется строителями.
В соответствии с данной схемой монтаж магистральных трубопроводов, по которым осуществляется горячее и холодное водоснабжение квартиры, ведется параллельно. При этом каждый сантехнический прибор подключается к трубопроводам посредством тройников. Именно отсюда и пошло второе название схемы – тройниковой. Последовательная схема предусматривает наличие общей для нескольких водопотребителей части магистралей, от которой идут многочисленные разветвления, подсоединенные с помощью тройников. Причем основная труба, играющая роль удлиненного коллектора, имеет больший диаметр по сравнению с диаметром труб, отходящих от нее и идущих к каждому сантехприбору.
В связи с увеличением использования различных сантехнических приборов в квартире и необходимостью обеспечения их нормального функционирования все чаще выбирается коллекторная схема разводки системы водоснабжения. При этом монтаж водоснабжения в квартире по данной схеме считается более сложным и дорогостоящим. Зато изначально исключается перепад давления в разных точках водопотребления. Поэтому не возникает проблем с использованием сантехники по назначению в один и тот же промежуток времени. Чем это обусловливается? Тем, что к каждой точке водопотребления прокладывается отдельная труба, которую при желании можно легко перекрыть и провести обслуживание или ремонт подключенного сантехнического прибора. Посмотрите, как выглядит коллекторная схема системы водоснабжения квартиры.
На представленной схеме наглядно представлен основной принцип устройства коллекторной разводки труб системы водоснабжения, где каждый водопотребитель подключается через отдельную трубу напрямую к коллекторам ХВС и ГВС. При этом труба не имеет разветвлений и каких-либо лишних соединений на всем своем протяжении, что исключает вероятность протечки. Соединений всего два и они доступны для ремонта и обслуживания (коллектор-труба и труба-водопотребитель).
