Водопроводна арматура

В и КСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 8, 2011

Под наименованието тръбопроводна арматура се обединяват всички съоръжения, предназначени за регулиране на даден флуиден поток в посока увеличаване, намаляване или прекратяване на движението му, намаляване на неговото налягане и други. С оглед на многообразието от извършвани функции, към тръбопроводната арматура се включват широк кръг от съоръжения, с помощта на които се осигурява надеждна и безпроблемна работа на тръбопроводната система и се подпомагат дейностите по обслужване и ремонт.

Водопроводната арматура, съответно, включва различни устройства за контрол, управление и регулиране на процесите и параметрите на водния поток във водопроводи за битово и промишлено водоснабдяване, съоръжения за противопожарно обезопасяване, напоителни системи, пречиствателни станции за отпадни води, водно-електрически централи. С оглед на функциите, които изпълнява, тя трябва да отговаря на редица изисквания, сред които да осигурява добра херметичност на тръбопровода, в съответствие с външните и вътрешните натоварвания, да притежава необходимите хидравлични, кавитационни и противокорозионни свойства, да отговаря на необходимите изисквания за надеждност и т. н. Материалите, от които се изработва, са предимно месинг, бронз, стомана, чугун и пластмаса. В зависимост от предназначението, водопроводната арматура обикновено се подразделя на смесителна, спирателна, регулираща, предпазна, а в зависимост от вида - на вентили, шибри, кранове, клапани, регулатори.

Вентили
Използват се основно като спирателна арматура в различни участъци от водопроводната система. Обикновено се изработват с диаметри не по-големи от 300 мм. Проблемът при тяхното използване е голямото им хидравлично съпротивление и възможността да предизвикат хидравличен удар при бързото им затваряне. 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.

Във водопроводните системи широко приложение намират и възвратните вентили, използвани като спирателно-предпазна арматура. Производителите предлагат различни конструкции възвратни вентили – мембранни, пружинни и други. Мембранните вентили обикновено се използват за защита на помпени и водоснабдителни системи, от хидравличните удари, възникващи следствие от 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 се намалява хидравличният удар върху помпата. Поради високата си издръжливост, този тип вентили се препоръчват за мрежи, работещи под високо налягане.

Шибри
Те са сред най-използвания вид спирателна арматура. Широкото им използване в практиката се дължи на малкото им хидравлично съпротивление, малките габаритни размери, възможността за дистанционно управление, не строго определената посока на преминаване на флуида. Като техни недостатъци обикновено се посочват трудностите, свързани с ремонта на уплътнителните повърхности. В зависимост от конструктивните си особености, шибрите могат да бъдат разделени на клиновидни и паралелни, на шибри с въртящо се вретено и на такива с невъртящо се вретено.

Недостатък на паралелните шибъри е сравнително бързото износване на уплътнителните им повърхнини, тъй като при отваряне и затваряне те се трият една към друга и с течение на времето това води до образуването на неплътности. Предимство на паралелните шибри пред клиновидните е 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.

По форма шибрите могат да бъдат плоски, овални и кръгли. Те могат да бъдат, съответно, за ниско, средно и високо налягане, с ръчно, електрическо и хидравлично задвижване. Шибрите с ръчно задвижване се препоръчват в случаите, когато не се налага често затваряне на тръбопровода. Електрическо задвижване се използва и при автоматизация на работата на шибрите. При наличие на опасност от прекъсване на електрозахранването на водопроводните съоръжения, автоматичното изключване на шибрите се осъществява с хидравлични задвижвания.

При използването на шибри с големи диаметри се препоръчва да се предвидят байпасни линии. На байпасните линии се поставят шибри с малки диаметри, които служат за изравняване на налягането преди и след спирателния орган. По този начин се улеснява отварянето на шибъра.

Сред основните предимства на шибрите е добрата им херметичност. Като недостатъци могат да се посочат значителното тегло, габаритните размери, стойността и неравномерното нарастване на хидравличното съпротивление в процеса на затваряне.
Добре е да се има предвид, че се счита за нецелесъобразно използването на шибри за регулиране на подаването, тъй като те не се предвиждат да работят частично отворени. В съвременната практика се отдава предпочитание на шибрите с уплътнения от еластомери – материали с високомолекулна структура. Използването на подобни уплътнения в голяма степен решава редица проблеми, свързани с осигуряването на добра херметичност, корозионна устойчивост, малки хидравлични съпротивления в продължение на целия експлоатационен срок. Достигат се необходимите санитарни норми и изисквания и не се допуска замърсяване. Съвременна тенденция в усъвършенстване на конструкцията на шибрите са безфланцовите шибри, при които отпадат трудностите, свързани с използването на фланцови съединения и болтове.

Кранове
Подразделят се на два основни вида – вентилни и шибърни. Крановете могат да бъдат също така еднопътни, при които струята не променя направлението си, и многопътни кранове (най-често трипътни), при които струята променя направлението си под ъгъл 90°. Подходящи са за водопроводни системи, през които преминава студена и топла вода. Характерно за тях е, че се отварят и затварят много бързо.
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 клапи
Сред арматурата, намираща широко приложение във водоснабдителните системи в качеството си на спирателен орган, са и бътерфлай клапите. Често те биват предпочитани пред шибрите, поради по-малките им габарити, тегло и себестойност. Като техни предимства се посочват още високите показатели на надеждност, по-плавното изменение на хидравличното съпротивление при затваряне, възможността за работа в междинно положение на някои конструкции. Техни недостатъци се явяват по-високото хидравлично съпротивление и неудобствата, които могат да възникнат при почистване на водопровода.

Характерната конструкция на бътерфлай клапите е едно от основните техни предимства. Съществува значително разнообразие от конструктивни решения и използвани материали. Обща тенденция се явява широкото използване на синтетична материали и никел с цел създаване на херметичност и осигуряване на добри хидравлични, кавитационни и противокорозионни свойства.

За изработка на корпуса се използват различни марки стомана и сфероидален или обикновен чугун. Също така се предприемат мерки за защита от корозия с цел да се неутрализира въздействието на водата и почвата върху металните повърхности.
Бътерфлай вентилите могат да бъдат с ръчно или автоматично задвижване. При ръчното задвижване обикновено се използват лост или редуктор. При автоматичното задвижване се използват предимно електро- или пневмозадвижвания. Задвижването може да се осигурява или с постоянен въртящ момент, или посредством програмиран такъв, съобразно необходимия хидравличен режим. За много блогоприятен се счита програмираният режим на затваряне - бърз в началния стадий и забавен в края. Приема се, че по този начин би се осигурило равномерно изменение на хидравличното съпротивление, което от своя страна допринася за намаляване на опасността от повишаване на налягането над допустимото.

Въздушници
Използват се за отделяне на натрупани газове, предимно въздух, от водопроводната система и за предотвратяване образуването на въздушни възглавници. В процеса на експлоатация, въздух обикновено се натрупва във високите участъци на тръбопровода. Предпоставка за наличието на въздух в системата са и плановите или аварийни изпразвания на водопровода.

Необходимостта от отвеждането на въздуха е от една страна 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.

Филтри
Използват се различни модели филтри – за подготовка на питейната вода, за защита на различните видове прибори от съдържащите се във водата примеси и т. н. Сред най-широко разпространените и използвани в практиката са механичните филтри.

Това са предимно мрежести филтри, използвани за филтриране и задържане на механични примеси и едри абразивни частици. Използването им осигурява безаварийна работа на системи, при които присъствието на механични примеси във водата може да предизвика сериозни експлоатационни проблеми. Подходящи са както за грубо, така и за фино пречистване. В зависимост от възможността им за почистване, те обикновено се подразделят на самопочистващи се, промивни и непромивни филтри. Сред най-елементарните конструкции мрежести филтри са филтрите с мрежест цилиндър с права или Y–образна форма.

Във водоснабдителните системи мрежестите филтри се използват предимно за защита на водомери, разходомери, кранове и клапани, на битовите санитарни уреди, от запушване или повреждане вследствие от наличието на едри твърди частици. Разновидност на механичните филтри са магнитните механични филтри.

Друг вид филтри са касетъчните (патронни) филтри. При тях в качеството на филтриращ материал се използват филтриращи касети, една или няколко, поставени в корпус (колба) от пластмаса или стомана. Патронните филтри се използват предимно за неголеми потоци вода, при които е необходимо по-фино пречистване, което не може да се постигне с мрежестите филтри. В зависимост от използваната филтърна касета, тези филтри могат да се използват както за механично пречистване – фино или грубо, така и за отделяне на хлора от вадата или миризми, тежки метали, газове, за омекотяване на водата, за обеззаразяване.

За очистване на водата от различни примеси и суспендирани частици се използват предимно пясъчни филтри. Като филтриращ материал при тях се използва различен вид пясък.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top