Что такое водопроводные задвижки: конструкция и принцип действия

Автор: Александр Бурлаков

Доброе время суток, дорогой читатель! Сети водоснабжения являются сложной системой, которая нуждается в тщательном регулировании, периодическом ремонте или замене кранов, участков труб, водяных счётчиков и других элементов, входящих в состав системы. Именно для управления потоком воды или его полной остановки и применяются водопроводные задвижки и затворы.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Источник: информационный портал "Все о трубах" (vseotrube.ru)