Использование различных видов запорно-регулирующей арматуры в трубопроводных системах

Любая система периодически требует отключения некоторых участков, например, для ревизии или технического обслуживания. Для этого в трубопроводах устанавливают запорно-регулирующую арматуру, с помощью которой можно не только перекрывать движение рабочей среды в трубах, но и регулировать оптимальные значения параметров функционирования для поддержания ее качественной работы.

Характеристика и назначение

Запорно-регулирующей арматурой называют приспособления, которые предназначены перекрывать, изменять и контролировать параметры внутренней среды трубопровода. Такую арматуру устанавливают в системах водоснабжения, отопления, канализации и газоснабжения.

Устройства применяются на всех уровнях: от больших магистралей, до индивидуальных трубопроводов, находящихся внутри дома или квартиры.

В каждой системе есть несколько параметров, которые можно регулировать. К ним относятся объем и скорость потока, давление, температура. Запорно-регулирующая арматура используются для того, чтобы можно было изменять эти параметры, не отключая систему.

Назначением таких деталей является перенаправление потока жидкости или газа в другие ветви системы. Для этого устройство устанавливается в месте, где имеются разветвления. По мере необходимости одни ветви перекрывают, а другие открывают.

Другие виды запорно-регулирующей арматуры способны снижать давление внутри системы, если оно возрастает или уменьшать температуру. Некоторые из них работают автоматически, согласно законам физики.

Например, выпускной клапан пропускает газ только тогда, когда давление внутри системы повышается. Это позволяет сохранять этот параметр на одном уровне. Другие устройства регулируются вручную, например, с помощью вентилей.

Основная характеристика запорно-регулирующей арматуры — ее пропускная способность. Для оптимального применения вычисляют относительную, действительную, максимальную, начальную и условную пропускную способность.

Обратите внимание! Пропускная способность — это физическая величина, которая отражает объем среды постоянной плотности, проходящей в единицу времени через участок поперечного сечения трубы при давлении 1 бар. Проще говоря, это количество жидкости или газа, которое может пройти через трубу за определенный промежуток времени.

Кроме того, запорно-регулирующая арматура характеризуется диапазоном и зоной регулирования, а также настройкой регулятора. Эти параметры отражают различия между максимальными и минимальными данные пропускной способности: тот диапазон значений, который поддается регулировке.

Еще одна важная характеристика — относительная утечка. Она отражает теоретическую способность деталей отклоняться от заданных параметров герметичности. Проще говоря, это количественное отражение негерметичности изделия.

Требования к запорной арматуре

К запорно-регулирующим устройствам, независимо от того, устанавливаются они у конечного потребителя или на больших магистралях, предъявляют ряд общих требований. Их учитывают при конструировании.

Каждое из этих требований является гарантийным, то есть, имеет определенные сроки и параметры отклонения. Производитель гарантирует, что при правильной установке, требования будут соблюдены, а отклонения в параметрах работы не будут превышать указанные значения.

Требования, которые предъявляются к запорно-регулирующим устройствам:

• Точность регулирования. Деталь должна работать точно при указанных значениях. Например, пропускать в единицу времени только тот объем жидкости, которые задан или сохранять внутри системы заданное давление. Отклонение этих параметров от указанных говорит о неисправности арматуры.
• Прочность. Устройство не должно иметь деформации до ее установки в систему и быть устойчивым к механическим нагрузкам. Прочность обуславливает долговечность детали.
• Температурная и химическая резистентность. Эти требования необходимы не для всех видов изделий. В системе отопления важно устанавливать детали, которые способны функционировать при высоких температурах, а для холодного водоснабжения, этот параметр можно опустить. Химическая резистентность важна там, где внутренней средой являются химически активные вещества, т.е это целиком зависит от свойств материалов, из которых изготовлено устройство.
• Герметичность. Есть два вида герметичности: относительно внешней и относительно внутренней среды. Относительно внешней среды все устройства должны быть абсолютно герметичными. Это означает, что в местах их установки утечек во внешнюю среду жидкости или газа быть не должно. Герметичность относительно внутренней среды отражает возможность перераспределения жидкости или газа по обе стороны арматуры вне указанных параметров, например, если через запорную арматуру проходит какое-то количество жидкости в тот участок трубопровода, который выключен из системы.
• Долговечность. Каждый вид арматуры, в зависимости от особенностей конструкции, материала, из которого он изготовлен и параметров эксплуатации, имеет свой гарантийный срок. Поскольку замена запорных клапанов и вентилей представляет определенную сложность, предпочтение стоит отдавать наиболее износоустойчивым деталям.

Обратите внимание! Большинство видов запорно-регулирующей арматуры при правильной их эксплуатации могут прослужить не менее 30 лет, хотя производители дают гарантию на меньший срок эксплуатации.

• Простота эксплуатации. Все участки системы необходимо периодически проверять, ремонтировать, чистить. Деталь должна быть достаточно простой, чтобы уменьшить трудозатраты на обслуживание.

Виды запорно-регулирующей арматуры

Запорно-регулирующие детали различаются по назначению и способу работы.

По назначению выделяют три разновидности:

1. Исключительно запорные используются, чтобы перекрывать поток жидкости или газа. Есть два положения клапан: пропускает поток внутренней среды и не пропускает поток внутренней среды.
2. Исключительно регулирующие. Они не могут полностью перекрывать поток, только регулировать его параметры.
3. Запорно-регулирующие детали. Крайние положения арматуры соответствуют запорным, то есть, либо пропускают, либо не пропускают жидкость или газ. Промежуточные положения соответствуют регулирующим — пропускают внутреннюю среду в соответствии с заданными параметрами.

Запорно-регулирующая арматура, в свою очередь, подразделяется на несколько типов:

• Седельный клапан. Чаще его используют на больших магистральных трубопроводах. В качестве подвижной детали внутри такого клапана служит плунжер. Это поршень, который способен передвигаться, регулируя таким образом параметры потока.
• Шаровые устройства. Внутри таких деталей расположен шарик, имеющий сквозное отверстие. Он способен поворачиваться на 900 вокруг своей оси. Когда отверстие параллельно потоку, среда проходит через устройство, когда перпендикулярно — не проходит, промежуточные значения обусловливают частичную пропускную способность.
• Клиновая арматура. Внутри этой детали есть клин, который движется перпендикулярно потоку жидкости или газа. Принцип его работы схож с принципом устройства заслонки, которая движется сверху вниз. При максимально высоком положении весь поток проходит через арматуру, при полном опускании — не проходит ничего. Промежуточные положения пропускают часть жидкости или газа.
• Поворотно-дисковые устройства. Представляют собой клапан, который выглядит как диск, к которому прикреплен регулировочный вентиль. Диаметр диска соответствует сечению арматуры. Если диск расположен перпендикулярно потоку — жидкость не проходит, если параллельно — проходит вся. Промежуточные положения являются регулировочными.

Запорно-регулирующие устройства для систем отопления

Системы отопления отличаются от других систем, в которых используются устройства, способные работать в высокотемпературном режиме. Материал, из которого изготовлены детали, должен обладать значительной термоустойчивостью, например, из нержавеющей стали или бронзы.

На разных участках системы отопления устанавливаются запорно-регулирующие, только запорные или только регулирующие устройства.

Каждое из них имеет свое предназначение:

• Краны нужны там, где труба имеет ответвления. С помощью крана можно полностью или частично перенаправить поток теплоносителя в другое русло или перекрыть магистраль.
• Кран Маевского — это усовершенствованная шариковое устройство. Он нужен для сброса воздуха из системы. В закрытом состоянии он создает полностью герметичный заслон, а в открытом — пропускает исключительно воздух.
• Обратные клапаны устанавливаются на трубы там, где возможен нежелательный обратный заброс теплоносителя. Они пропускают жидкость только в одну сторону по ходу потока и препятствуют ее возвращению обратно.
• Смесительные узлы позволяют смешивать холодную и горячую воду. От положения вентиля зависит температура в дистальном участке трубы.