Что такое водопроводные задвижки: конструкция и принцип действия, виды и правила подсоединения

Задвижки для трубопроводов — вид запорной арматуры, служащий для отключения системы водоснабжения или ее части путем прекращения подачи транспортируемой жидкости. Механизмы предназначены для распределения потоков воды в нужных направлениях, регулирования давления, контроля расхода ресурса посредством изменения диаметра прохода.

Что такое и где используются

Задвижка для воды представляет собой стальной или чугунный корпус, внутри которого, вдоль центральной оси, располагаются детали запорного механизма. Оборудование размещают внутри специального смотрового колодца или кессонной камеры. Размеры технических отсеков должны обеспечивать удобство обслуживания установленной в них арматуры.

Водопроводные задвижки в зависимости от вида и назначения могут управляться как в ручном, так и автоматическом режиме. Последний более удобен, он позволяет с помощью кнопок дистанционно регулировать положение запорных элементов.

Механизмами с ручным управлением снабжаются линии подачи холодной воды, имеющие внутренний диаметр до 400 мм. Магистрали больших размеров укомплектовываются устройствами с электрическим управлением.

Задвижки применяются для технического обслуживания различных видов трубопроводных систем и устанавливаются:

• в местах врезки труб в центральную сеть водоснабжения;
• на кольцевых магистралях и стояках многоэтажных зданий;
• у основания пожарных гидрантов;
• в качестве поворотных затворов для перекрытия ремонтных участков;
• для обеспечения безопасной работы насосных станций.

Конструкция и принцип действия

В зависимости от технических характеристик механизмы отличаются затвором, размещением ходового узла, типом привода и способом крепления к водопроводным системам.

Основное отличие запорных устройств — это характер движения шпинделя. По этому параметру они делятся на 2 категории:

1. С выдвижным шпинделем. При вращении маховика он перемещается вверх и часть штока выходит из корпуса наружу.
2. С динамичным невыдвижным валом. Они меньших размеров и широко используются для транспортировки жидкостей в водопроводных системах.

Конструкция задвижки состоит из затвора, выполненного в форме клина или диска, перемещающегося вдоль седла корпуса перпендикулярно водяному потоку.

Устройства могут быть:

1. Полнопроходными. Размер посадочного места для затвора соответствует диаметру подключенного трубопровода.
2. Суженными. Седло меньше условного прохода магистрали, это ограничивает рабочий ход штока и уменьшает длину задвижки.

В зависимости от конфигурации запорного элемента и схемы расположения уплотнительных деталей задвижки делятся на:

1. Клиновые. Запирающий механизм состоит из двух металлических дисков, расположенных под углом относительно горизонтальной оси. Во время вращения шпинделя кольца опускаются и за счет размещенных между ними распорных клиньев прижимаются к седлу.
2. Параллельные. Тарельчатые детали расположены параллельно друг другу. В нижнем положении диски отсекают поток жидкости, а в крайнем верхнем — полностью открывают ее движение.

На запуск мощных задвижек вручную уходит много сил и времени, поэтому чаще применяют приборы с электромеханическим приводом, который устанавливается вместо маховика.

Для управления запорной арматурой, установленной в труднодоступных местах (под водой, в глубоких колодцах и т.п.), используют вспомогательные колонки. Вращательное усилие передается шпинделю с помощью штанги-вилки, установленной в вентиль задвижки.

Затворы водоснабжения

Затвор — это одна из модификаций запорных устройств, в которых управляющий элемент изготовлен в форме диска. Закрепленная на валу заслонка поворачивается, опускается в седло и перекрывает движение воды. Клапан в рабочем положении находится под углом или перпендикулярно транспортируемой жидкости.

Корпус механизма имеет усеченную цилиндрическую форму. Кожух изготавливают из чугуна, стали, полимеров и цветных сплавов. Конструкция арматуры включает в себя запорный орган, состоящий из двояковыпуклого металлического клапана и резинового уплотнительного кольца. Дисковые устройства приводятся в действие вручную при помощи рукоятки и автоматически посредством электропривода. При ручном управлении затвор с диском регулируется поворотом на 90° рычага, который крепится гайкой к штоку механизма.

Дисковые поворотные устройства могут применяться в системах водоснабжения, отопления и для подключения сантехнических приборов.

Затворы, в сравнении с задвижками, имеют небольшую длину, малый вес и ограниченное количество рабочих деталей. Корпус механизма изготавливают из материала с защитным покрытием, устойчивого к воздействию абразивных включений, которые могут находиться в рабочей среде.

Виды и классификация водопроводных задвижек

Классификация задвижек осуществляется по следующим признакам:

1. Место установки: надземный или подземный монтаж, с использованием колодцев или без них, в помещениях или на открытом воздухе.
2. Сейсмостойкость: задвижки рассчитаны на устойчивость к землетрясениям силой 6-10 баллов.
3. Климатическое исполнение: способность изделий противостоять воздействию температуры и сохранять функциональность в различных регионах эксплуатации.
4. Присоединение к магистрали: фланцевое, под сварку, комбинированное.
5. Конструкция комплектующих: литая, штампосварная, литосварная, листовая.
6. Типы привода: ручное (РУ) или электрическое управление (ЭП).

Задвижки выпускаются для установки на трубопроводы Ø50-2000 мм, рассчитанные на оптимальное давление до 25 МПа, с температурой рабочей среды +450…+560 °С.

Условное обозначение устройств представляет собой буквенно-цифровую комбинацию, включающую в себя следующие параметры:

• вид арматуры;
• тип корпуса;
• материал уплотнительных деталей;
• способ управления.

Например, 31нж43нж означает:

• 31 — задвижка;
• нж — кожух из нержавеющей стали;
• 43 — номер модели;
• нж — уплотнительные кольца из нержавеющей стали.

По материалу изготовления задвижки бывают:

1. Чугунными. Применяются для магистральных трубопроводов с постоянным движением воды, где регулировка потока жидкости осуществляется положениями «закрыто» и «открыто». Выпускаются с ручным приводом, при вращении которого затвор опускается до полного закрытия просвета трубы. Оптимальная сила напора не должна превышать 1 атмосферы, в противном случае существует риск поломки устройства.
2. Стальными. Рассчитаны на более сложные условия эксплуатации с перепадами давления, колебаниями температуры, агрессивной рабочей средой.

Чугунные и стальные задвижки относятся к разряду ремонтируемого оборудования.

Критерии выбора задвижек

Для правильного выбора запорной арматуры нужно знать полные характеристики системы:

1. Тип и свойства перекачиваемой жидкости.
2. Характер работы устройств.
3. Величину гидравлических нагрузок.
4. Температурный режим.
5. Допустимые габариты.
6. Вес механизма.
7. Способ управления приводом.
8. Оптимальная скорость срабатывания.
9. Герметичность.
10. Химическая активность жидкости, материал корпуса и уплотнительных деталей (коррозийная стойкость).
11. Наличие аварийной системы с дополнительным источником энергии.
12. Срок службы.

При подборе параметров нужно учитывать ремонтопригодность оборудования, а также возможность его дальнейшей модернизации и автоматизации.

Одним из определяющих факторов, влияющих на выбор задвижек, является их экономичность. Выбор арматуры нужно делать, учитывая цену устройства, затраты на его обслуживание, а также целесообразность приобретения в плане экономических показателей всего трубопровода.

Соединение с трубопроводом и монтаж

На магистрали задвижки монтируются при помощи типовых фланцев с болтами или методом сварки. Сварные соединения считаются более прочными и качественными, такой способ подключения используется в трубопроводах с большим давлением, поскольку обеспечивает хорошую герметичность и снижает риск протечки.

На горизонтальных линиях водоснабжения устройства собирают маховиком вверх. На вертикальных трубопроводах они устанавливаются так, чтобы шпиндель находился в горизонтальном положении.

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек на стальных трубопроводах может осуществляться двумя способами: сваркой или с помощью фланцев. Фланцевые соединения выполняют на болтах с резиновым уплотнением. Перед монтажом фасонные части и отрезки труб устанавливают таким образом, чтобы отверстия для метизов совпадали друг с другом.

Порядок выполнения операций:

• подъем и установка задвижки в месте стыковки с трубопроводом;
• центрирование отверстий;
• установка прокладки и болтов;
• затяжка соединения с помощью гаечного ключа.

Сборка запорной арматуры с помощью сварки:

• установка задвижки;
• центрирование отверстий по оси магистрали;
• поддержка устройства и предварительная стыковка прихватками (сварка);
• проверка соосности сборных единиц;
• окончательная сварка соединения.

Запорные устройства устанавливают в смотровых колодцах или непосредственно в земле с предохранительными кожухами, предусматривая защитное покрытие для шпинделя и сальника задвижки. Для управления механизмом к маховику подсоединяют колонку (штанга-вилка) и выводят ее на поверхность.

Монтаж в систему из пластиковых труб

Соединение металлической запорной арматуры с полимерными трубопроводами производится с помощью буртовых втулок со свободными стальными фланцами и креплениями с резиновыми прижимными кольцами.

Работа с накидными деталями состоит из следующих этапов:

1. Надеваем фланцевое кольцо на пластиковую втулку.
2. Стыкуем трубу и втулку с помощью сварочного аппарата для полимерных труб.
3. Устанавливаем резиновую прокладку.
4. При помощи рожкового ключа соединяем крепление на задвижке и фланец трубопровода.
5. Болты следует затягивать крест-накрест.

Конструкция соединения с прижимным фланцем состоит из чугунного или стального фланца, резиновой уплотнительной манжеты.

Последовательность соединения:

1. Отрезаем трубу строго под прямым углом.
2. На свободный конец профиля надеваем чугунный фланец и сдвигаем его в сторону магистрали.
3. Надеваем резиновое прижимное кольцо. Края манжеты с большим размером должны быть вровень с фаской трубы, а длинный конец направлен в сторону фланца.
4. Центрируем детали.
5. Рукой надвигаем фланец на резиновую манжету и прижимаем до упора.
6. Устанавливаем болты и вручную накручиваем гайки.
7. Проверяем соосность элементов и гаечным ключом уплотняем соединение.

Особенности установки на печные трубы

Задвижки для печных труб изготавливают прямоугольной или овальной формы. Круглые заслонки чаще используются в стандартном отопительном оборудовании, порядок установки таких приспособлений зависит от производителя и конструкции дымохода.

Задвижка для стационарных домашних печей служит для регулирования тяги в дымовом канале. Приспособление представляет собой чугунную квадратную рамку, в пазы которой устанавливается шиберная заслонка. Каркас запорного механизма монтируют в процессе кладки вытяжной трубы. Створку вставляют перед пробным розжигом печи. Для организации постоянной вентиляции топочного пространства в задвижках можно просверлить отверстие диаметром 10-15 мм.

Несколько рекомендаций по монтажу и полезных советов

Срок эксплуатации задвижек зависит от их корректной установки. Перед монтажом прибора поверхность задвижки необходимо обработать горячей водой, просушить и внимательно осмотреть корпус. Только после этого допускается установка устройства в систему.

При монтаже задвижки необходимо следить, чтобы она была установлена маховиком вниз и соединение фланцев было выполнено без перекосов. Порядок установки механизма должен в точности совпадать с рекомендациями производителя оборудования, отраженными в паспорте прибора.