АРМАТУРА ВОДОПРОВІДНОЇ МЕРЕЖІ
Для нормальної експлуатації водопровідної мережі на ній встановлюють наступну арматуру: запірно-регулюючу (засувки і дискові поворотні затвори), запобіжну (запобіжні клапани, повітряні вантузи) і водорозбірну (водорозбірні колонки, крани, пожежні гідранти).
Запірно-регулююча арматура. Засувки та дискові поворотні затвори служать для регулювання розподілу витрат води по мережі і відключення ділянок мережі для огляду і ремонту. Застосовувані в практиці засувки поділяють на паралельні і клинові. Обидва типи можуть бути з висувним і невисувними шпинделем.
На рис. 1 показана паралельна засувка з невисувними шпинделем.
Малюнок 1. Паралельна засувка з невисувними шпинделем: 1 - диски; 2 - скошені клини; 3 - маховик; 4 - шпиндель; 5 - гнізда
Запірний пристрій засувки складається з двох дисків і розташованих між ними однобічно скошених клинів. Обертанням маховика, пов'язаного зі шпинделем, диски можна піднімати (відкривати засувку) і опускати (закривати засувку). При опусканні дисків клини розсуваються і притискають диски до гнізд, забезпечуючи щільне закриття засувки.
У клиновий засувці з висувним шпинделем запірний пристрій складається з одного круглого диска (рис. 2). Щільність закриття засувки забезпечується клинчастої формою диска, що вводиться в гніздо між похилими ущільнювальними кільцями корпусу.
Малюнок 2. Клинова засувка з висувним шпинделем: 1 - шпиндель; 2 - маховик; 3 - клиноподібний диск; 4 - обводная лінія
Для полегшення відкриття засувок великих діаметрів їх постачають обвідними лініями. Відкриття засувки на обвідної лінії вирівнює тиск по обидва боки диска і полегшує відкриття основної засувки.
В останні роки завдяки ряду переваг набули поширення дискові поворотні затвори (рис. 3). Принцип їх роботи полягає в тому, що поворотний диск, будучи притиснутий до ущільнюючої поверхні сідла всередині корпусу, перегороджує шлях потоку води; при повороті диска на 90 ° вода вільно проходить через затвор. До переваг поворотних затворів відносяться: мала вага, малі розміри, висока герметичність (завдяки наявності шлангового гумового ущільнювача) і низька вартість. Недоліком затворів є те, що вони викликають великі втрати напору, ніж звичайні засувки.
Малюнок 3. Дисковий поворотний затвор з електроприводом: 1 - редуктор; 2 - електродвигун; 3 - поворотний диск; 4 - сідло
Засувки великого діаметра і дискові поворотні затвори обладнають електричним або гідравлічним приводом, що забезпечує можливість дистанційного і автоматичного управління ними.
У місцях установок засувок і затворів на мережі зазвичай влаштовують оглядові колодязі або камери.
Запобіжна арматура. Для запобігання зворотного руху води по водоводах до насосів насосних станцій застосовують зворотні клапани. Їх встановлюють між напірним патрубком насоса і засувкою, що дозволяє під час ремонту клапанів відключати їх від водоводів.
Зворотні клапани застосовують також в якості відтинає арматури для поділу відвідав на окремі ділянки як міра, локалізується гідравлічний удар (підвищення тиску внаслідок різкої зупинки руху води при швидкому закритті засувки або зупинці насоса з відкритою засувкою на напірному патрубку і ін.).
Зворотний однодисковий поворотний клапан показаний на рис. 4. Під дією води, що рухається тарілка 2 повертається разом з шарнірним важелем 4 щодо осі, і вода проходить через клапан. При русі води в зворотному напрямку (на малюнку справа наліво) тарілка опускається спочатку під дією власної ваги, а потім під тиском води, і клапан закривається.
Малюнок 4. Зворотний поворотний клапан: 1 - корпус; 2 - тарілка клапана; 3 - кришка корпусу; 4 - важіль тарілки клапана
Зворотні багатодискові поворотні клапани мають по кілька тарілок. Завдяки меншій вазі кожної тарілки і неодновременному їх закриття сила загального удару при зворотному русі води значно менше, ніж у однодискового клапана.
Клапани великих розмірів виконують з обвідними лініями, на яких встановлюють засувки з електроприводом.
Для захисту трубопроводів від гідравлічного удару застосовують запобіжні клапани. Їх поділяють на дві групи: 1) пружинні запобіжні клапани і діафрагми, що застосовуються при гідравлічних ударах, що починаються з підвищення тиску; 2) гасителі удару, що застосовуються при гідравлічних ударах, що починаються зі зниження тиску. Клапани першої групи встановлюють в будь-якій точці водопровідної мережі і водоводів, а також на насосних станціях. Клапани другої групи (гасителі удару) встановлюють лише на насосних станціях.
Одна з конструкцій пружинного запобіжного клапана показана на рис. 5. При підвищенні тиску в трубопроводі понад допустимого вода піднімає клапан 1 і шток 2. Пружина 3 стискається. Вода віддаляється через патрубок 4, і тиск в трубопроводі знижується. Після цього під дією пружини клапан знову сідає в своє гніздо, і викид води припиняється.
Малюнок 5. Пружинний запобіжний клапан: 1 - клапан; 2 - шток; 3 - пружина; 4 - скидний патрубок; 5 - патрубок для приєднання до труби
Для відключення клапана на період ремонту або регулювання між трубопроводом і клапаном слід встановлювати засувку.
Запобіжні діафрагми є встановлювані на відгалуженнях металеві заслінки, які можуть витримати тиск не більше робочого. Зазвичай такі діафрагми встановлюють в штуцерах на верхніх кришках зворотних клапанів. Гідравлічний удар, що починається зі зниження тиску, може статися при раптовому виключенні насосів. При цьому на початку водоводу може відбутися зниження тиску, за яким може послідувати хвиля підвищення тиску. Гасителі удару встановлюються безпосередньо за зворотним клапаном у напрямку руху води. При падінні тиску вони відкриваються, і в момент ударної хвилі відбувається злив води. Потім скидний клапан гасителя повільно закривається.
У піднесених точках відвідав і водопровідної мережі може накопичуватися повітря (що залишився в трубопроводі в період його заповнення, який потрапив з водою з джерела, що виділився з води і ін.). Наявність повітря в трубопроводах зменшує їх пропускну здатність і може бути причиною виникнення гідравлічних ударів (зіткнення розірвалися частин потоку в результаті накопичення повітря).
У деяких випадках виникає необхідність впуску повітря в трубопроводи.
Для випуску і впуску невеликих кількостей повітря застосовують вантузи. На рис. 6 показаний найпростіший вантуз. При скупченні повітря рівень води всередині корпусу 1 знижується і куля 6 опускається. В результаті опускаються пов'язані зі штоком клапани і відкриваються мале, а потім велике отвори, через які відбувається випуск повітря. Після випуску повітря рівень води і куля піднімаються. Разом з кулею піднімаються пов'язані з ним через шток клапани, закриваючи отвори.
Малюнок 6. Вантуз для випуску повітря з трубопроводу і для впуску повітря в нього: а - загальний вигляд вантуза; б - установка вантуза на трубопроводі; 1 - корпус; 2 - верхній фланець; 3 - бронзова втулка; 4 - кришка; 5 - нижній фланець; 6 - куля; 7 - трубопровід
Для трубопроводів великих діаметрів застосовують подвійні вантузи (з двома кулями).
Для впуску повітря в трубопроводи перед ремонтом або під час аварії застосовують противакуумні автоматичні пружинні вантузи.
Водорозбірної арматури. Водопостачання селищ і будівель, не обладнаних внутрішнім водопроводом, здійснюється через водорозбірні колонки. На рис. 7 показана водорозбірна колонка московського типу. При натисканні на рукоятку штангою відкривається клапан, і вода надходить у трубу подачі. Після припинення роботи колонки вода з труби, що подає стікає в патрубок, звідки засмоктується ежектором на початку чергового дії колонки. Напір в мережі для нормального дії колонки повинен бути не менше 1 кгс / см 2. Водорозбірні колонки розміщують на мережі так, щоб радіус дії кожної колонки не перевищував 100 м.
Малюнок 7. Водорозбірна колонка московського типу: а - загальний вигляд колонки; б - деталі колонки; 1 - підйомний важіль з рукояткою; 2 - трубчаста штанга; 3 - подає труба; 4 - приймач; 5 - клапан; 6 - ежектор; 7 - патрубок
Для забору води з мережі з метою пожежогасіння застосовують гідранти (рис. 8). Гідранти бувають підземні та надземні. На рис. 8а показаний найбільш
широко поширений підземний гідрант. При користуванні гідрантів на нього нагвинчують стендер, показаний на рис. 9. При обертанні рукоятки 1 стендери опускається шпиндель гідранта і відкривається пов'язаний з ним кульовий клапан. Вода забирається через пожежні рукави, що приєднуються до штуцерів 2 стендери.
Малюнок 8. Пожежні гідранти: а - підземний гідрант московського типу; б - гідрант, що випускається за ГОСТ 8220-62; 1 - шпиндель; 2 - кульовий клапан
На рис. 8 б показаний гідрант іншої конструкції. Він має клапан більш обтічної форми і зменшений крок різьблення шпинделя, завдяки чому менш небезпечний щодо гідравлічного удару. З метою усунення можливості виникнення гідравлічного удару до цього гідранта розроблено спеціальне розвантажувальне пристосування, що запобігає підвищення тиску сверхустановленной.
Малюнок 9. Стендер: 1 - рукоятка; 2 - штуцери
Гідранти встановлюють в оглядових колодязях на фасонних частинах (пожежних підставках). Висоту гідрантів підбирають з урахуванням глибини колодязів. Відстань між гідрантами на мережі має бути не більше 100 м.