Спирателна и регулираща арматура

В и КСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 9, 2014

Cпирателната и регулираща арматура има за задача да осигури надеждна и безпроблемна работа на тръбопроводната система и да подпомага дейностите по нейното обслужване и ремонт. В нея се включват различни видове устройства за контрол, управление и регулиране на процесите и параметрите на водния поток.

С оглед на функциите, които изпълнява, арматурата трябва да отговаря на редица изисквания, сред които осигуряване на добра херметичност на тръбопровода в съответствие с външните и вътрешните натоварвания, необходимите хидравлични, кавитационни и противокорозионни свойства, висока степен на надеждност и т. н. В зависимост от вида и предназначението на арматурата могат да се използват различни видове вентили, шибри, кранове, клапани, регулатори и др.

Вентили
Съвременните модели спирателни вентили се отличават с проста конструкция и осигуряват надеждна херметичност. Намират приложение в различни участъци от водопроводната система. Подразделят се основно на прави и ъглови. Вентилите, предназначени за малки налягания и малки условни диаметри, могат да бъдат с муфи. При по-големи диаметри те са предимно с фланци.

Широко приложение намират и възвратните вентили, използвани като спирателно-предпазна арматура във водопроводните системи. Производителите предлагат различни конструкции възвратни вентили – мембранни, пружинни и други. Мембранните вентили обикновено се използват за защита на помпени и водоснабдителни системи, от хидравлични удари, възникващи вследствие честите резки спирания и стартирания, които се явяват и основен фактор за повреди на помпи и тръбопроводи.

Създаваното високо налягане се поема и абсорбира от вътрешната гумена мембрана, гарантирайки правилно и гладко функциониране на системата. Пружинният тип възвратни вентили се използват за предотвратяване обратното движение на водата. По този начин предпазват мрежата и помпата от високо налягане, причинено от изключването на помпа или друг фактор.

Задействането на вентила е при наличие на високо налягане, което избутва уплътнителния диск нагоре. При липса на поток, вентилът се затваря, с което предотвратява обратен поток на водата и намалява хидравличния удар върху помпата. Поради високата си издръжливост този тип вентили се препоръчват за мрежи, работещи под високо налягане.

Шибрите
са сред най-използваните видове спирателна арматура. Широкото им приложение в практиката се дължи на малкото им хидравлично съпротивление, малките габаритни размери, възможността за дистанционно управление, не строго определената посока на преминаване на флуида. Те могат да се използват като спирателна арматура за хоризонтален монтаж, а при подходящи направляващи - и за вертикален монтаж.

В зависимост от конструктивните си особености, шибрите могат да бъдат разделени на клиновидни и паралелни. Като предимство на паралелните шибри пред клиновидните специалистите посочват по-лесната обработка на уплътняващите пръстени, а така също по-малките усилия за отваряне на шибъра след дълъг период, през който той е бил в затворено положение.

Като техен недостатък се посочва сравнително бързото износване на уплътнителните им повърхнини, тъй като при отваряне и затваряне те се трият една в друга и с течение на времето това води до образуването на неплътности.

Друга класификация на шибрите може да се направи в зависимост от разположението на ходовия възел - във или извън корпуса. Спрямо този критерий те се разделят на шибри с неизваждаем или изваждаем шпиндел. При шибрите с неизваждаем шпиндел ходовият възел е потопен в корпуса и е подложен на действието на корозия и абразивни частици. При шибрите с изваждаем шпиндел ходовият възел е извън корпуса и няма съприкосновение с работната среда.

По форма шибрите могат да бъдат плоски, овални и кръгли. Съществуват и други класификации, според които са: за ниско, средно и високо налягане; с ръчно, електрическо или хидравлично задвижване. Използването на шибри с ръчно задвижване е подходящо, когато не е необходимо често затваряне на тръбопровода.

Електрическо задвижване се използва и при автоматизация на работата на шибрите. В случаите на възможно прекъсване на електрозахранването на водопроводните съоръжения автоматичното изключване на шибрите се осъществява посредством хидравлични задвижвания.

При използването на шибри с големи диаметри е необходимо предвиждането на байпасни линии, на които се монтират шибри с малки диаметри, служещи за изравняване на налягането преди и след спирателния орган. Това води до улеснено отваряне на шибъра.

Кранове
Крановете се делят на две основни групи – вентилни и шибърни. Те могат да бъдат разделени още и на еднопътни – при тях струята не променя направлението си, и многопътни кранове (най-често трипътни), при които струята променя направлението си под ъгъл 90°. Този тип кранове са подходящи за системи, през които преминава студена и топла вода, тъй като тяхна основна характеристика е много бързото отваряне и затваряне.

Широко разпространени във водоснабдителните системи са шибърните спирателни кранове с гумиран и метален клин и тротоарните спирателни кранове. Към универсалния тип се отнасят шибърните вентили с пръстеновиден клин. В зависимост от варианта на изпълнение на управляващия орган те могат да работят в качеството на спирателно устройство, обратен клапан, дроселиращо устройство, регулатор на налягане, регулатор на ниво. Препоръчват се при създаването на средства за защита на помпени станции и водопроводи от хидравлични удари.

Бътерфлай вентили
Бътерфлай вентилите се наричат още и бътерфлай клапи. Тяхната основна функция е ролята на спирателна арматура, която функционира на принципа отворено/затворено. Освен това обаче могат да се използват и като регулатори на налягането на флуида. Сред водещите им предимства специалистите посочват: малка строителна дължина, ниско тегло, малки разходи за монтаж и поддръжка, висока херметичност и т. н.

Този тип арматура е препоръчван пред седловите и сферичните вентили за приложения, изискващи монтаж върху тръбопроводи с голям диаметър. В много случаи използването на бътерфлай клапи се оказва по-подходящо и от монтажа на кранове.

Добрите спирателни характеристики на бътерфлай вентилите, надеждната им експлоатация и лесно обслужване са сред водещите фактори за широката им приложна област. Друго преимущество е дизайнът на корпуса, чиято специфична форма пести монтажно пространство в приложения, изискващи система с по-малки общи габарити.

Бътерфлай вентилите се различават по вида на корпуса, материала за изработване на изделието и използваното уплътнение, както и по технологията на присъединяване към тръбопровода. Тези специфики се определят от изискванията на конкретното приложение. Най-масово се използват вентили с фланцев, монофланцев и пръстеновиден корпус, изработени от стомана, сферографитен или обикновен чугун.

При бътерфлай вентилите за затваряне се използва клапа с формата на диск, която е разположена в перпендикулярно положение спрямо оста на отвора. Обикновено затварящото устройство се изработва от неръждаема стомана или сплави от цветни метали. При завъртане на 90о на диска, разположен центрично или ексцентрично в корпуса, вентилът се отваря или затваря.

Масово използваните бътерфлай вентили са с една затваряща клапа, но се проектират и модели с две клапи, които са вградени в общ корпус и се задвижват от общ механизъм, най-често вал. При конструкции с два диска се постига ефектът на трипътен вентил, тъй като дисковете се задвижват в различни посоки и единият отваря, а другият затваря вентила.

Едновременното им завъртане изисква стабилна връзка между клапата и вала, а за по-добра херметичност се използват уплътнителни пръстени между затварящото устройство и корпуса на вентила. Материалът, използван за изработване на уплътненията, може да е каучук или друг гъвкав материал, метал или тефлон в зависимост от условията на работа.

Препоръчително е този тип спирателна арматура да се монтира в хоризонтално отворено положение, за да се осигури надеждна и безпроблемна експлоатация. Друго основно изискване е вътрешният диаметър на присъединителния фланец да съответства на диаметъра на затварящия диск.

Въздушници
При експлоатацията на тръбопроводите обикновено се натрупва въздух във високите участъци. Предпоставка за наличието му в системата са и плановите или аварийни изпразвания на водопровода. Необходимостта от неговото отвеждане е както поради нарушаването на налягането на водата при наличието му в системата и възможността това да доведе до образуването на големи мехурчета, така и поради неговите химични свойства.

Съдържащият се във въздуха кислород се явява основен окислител за водопроводните тръби. Във влажна среда и при постоянен контакт на метала с вода, под въздействието на въздуха разрушаването на тръбата протича много по-бързо.

За отделяне на натрупания въздух от водопроводната система и за предотвратяване образуването на въздушни възглавници се използват въздушници. Обикновено те се инсталират на високите точки на системата, преходни места и особено преди и след значителни наклони, след изхода на тръба от подземна помпа и други места.

Top