Трубопроводная арматура, устанавливаемая на трубопроводах, оборудовании и различных емкостях, управляет потоком рабочей среды посредством изменения проходного сечения. Слово «управление» объединяет шесть функций трубопроводной арматуры — открытие, перекрытие, разделение, регулирование, распределение и смешивание. За два последних отвечает ее вид, носящий название распределительно-смесительная арматура.
Распределительно-смесительная арматура:
- распределяет поток рабочей среды по двум и более направлениям;
- смешивает потоки рабочей среды.
Самый наглядный пример ее работы, — перемешивая горячую и холодную воду, обеспечивать получение требуемой температуры потока.
О терминологии в трубопроводной арматуре
Определение распределительно-смесительной арматуры в нормативных документах за прошедшие более чем три десятилетия фактически не претерпело никаких изменений. Хотя некоторые нюансы есть. Если в «ГОСТ 24856-81. Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения» применение по отдельности частей сложного прилагательного «распределительно-смесительная» — распределительная или смесительная арматура — никак не комментировалось, то «Стандарт ЦКБА 011-2004. Арматура трубопроводная. Термины и определения» и «ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения» их использование в таком виде не рекомендуют (или не рекомендовали, поскольку ГОСТ Р 52720-2007 уже официально отменен). В действующем сегодня «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» применение терминов «распределительная арматура» — для арматуры, предназначенной только для распределения, и «смесительная арматура» — для арматуры, предназначенной только для смешивания потоков рабочей среды, считается возможным.
Во всех нормативных документах, регулирующих терминологию в трубопроводной арматуре, сказано о таких разновидностях распределительно-смесительной арматуры, как разделительный и смесительный клапаны. А в ГОСТ 24856-81 — еще и о распределительном кране. Интересно, что в этом же ГОСТ смесительный клапан назван регулирующим клапаном, что скорее прямо, чем косвенно, должно было свидетельствовать о его принадлежности к регулирующей арматуре. В ГОСТ 24856-2014 прилагательного «регулирующий» в формулировке определения смесительного клапана нет, зато одна из его глав называется «Разновидности регулирующей и распределительно-смесительной арматуры», что лишний раз подтверждает функциональную близость этих видов трубопроводной арматуры. Во многих классификациях смесительная арматура рассматривается как обладающая определенными особенностями «ветвь» регулирующей арматуры.
В рекламных буклетах и прайс-листах ряда компаний — производителей и поставщиков трубопроводной арматуры, можно встретить не установленные в нормативных документах термины «запорно-распределительная арматура» и запорно-смесительная арматура.
Слово «арматура» широко употребляется не только в терминологии, относящейся к трубопроводной арматуре, но и в других областях техники и технологий, например, в производстве железобетонных конструкций. Там используются монтажная, рабочая и распределительная арматура. (Еще одно название распределительной арматуры — конструктивная). Поэтому такие выражения, как «минимальный диаметр распределительной арматуры в плитах» или «распределительная арматура служит для равномерного распределения нагрузок», при всем своем внешнем сходстве с терминологией принятой в арматуростроении, не имеют к ней никакого отношения.
Многоходовая арматура
Среди разновидностей трубопроводной арматуры по конструкции и формообразованию корпуса в нормативах выделена т. н. многоходовая арматура. Это название носит распределительно-смесительная арматура, с суммарным числом патрубков три и более. Одновременно или попеременно рабочая среда входит и выходит в один или несколько из них. Например, в трехходовой арматуре возможны следующие варианты движения рабочей среды:
- рабочая среда входит в два патрубка, выходит в один — процесс смешивания;
- входит в один патрубок, а выходит в два — процесс распределения;
- входя в один патрубок, попеременно выходит в один из двух других.
Изготавливаются также четырехходовые, пятиходовые и содержащие в своем определении еще бо́льшие значения числительного клапаны и краны. Такие многоходовые устройства используются в различной аппаратуре: газовых дозаторах, устройствах для отбора проб (например, воздуха), различном лабораторном и промышленном оборудовании, для отбора или подачи теплоносителя из разных температурных слоев в накопительных водонагревателях и т. д.
Смесительные клапаны
Так называются клапаны, чье назначение — смешивать потоки двух и более рабочих сред, различных по параметрам и (или) свойствам.
Смесительные клапаны широко используют в коммунальной сфере — в общественных и жилых зданиях при устройстве приточной вентиляции, водоснабжения, теплоснабжения. Их устанавливают в котельных, местных и центральных тепловых пунктах.
Применение много ходовых смесительных клапанов в системах отопления, позволяет организовать раздельные регулируемые контуры, способные защитить отопительные котлы от низкотемпературной коррозии. Смесительные клапаны помогают обеспечивать стабильные параметры работы особенно популярных сегодня комфортных и энергосберегающих систем низкотемпературного отопления, таких как теплые водяные полы и встроенное настенное отопление.
Автоматическое поддержание с высокой точностью (до десятых долей градуса Цельсия) требуемой температуры за счет смешивания в нужных пропорциях высоко- и низкотемпературной составляющих потока теплоносителя, делают возможным термостатические смесительные клапаны. Рабочей средой может быть не только вода, но и другие жидкости и газы, не оказывающие на такой клапан ярко выраженного коррозионного воздействия. Управлять его работой можно с помощью термостатической головки — регулятора прямого действия, или сервопривода — исполнительного механизма дистанционного управления, получающего команду от управляющего устройства, например, от контроллера.
Термостатические смесительные клапаны используются также для предотвращения ожогов у пользователей систем горячего водоснабжения.
Температура — не единственный параметр, которым управляют, смешивая потоки рабочей среды. Можно добиваться требуемой плотности потока, например, его разжижения.
Распределительные клапаны
Распределительные клапаны, направляя рабочую среду в один из нескольких трубопроводов, служат для эффективного перераспределения потока по определенным направлениям.
Распределительные клапаны могут быть однопозиционными и двухпозиционными, прямого и непрямого действия.
Трехходовые и четырехходовые распределительные клапаны используют для управления пневмо- и гидроприводами, соответственно, — одностороннего и двухстороннего действия. Широкое распространение получили распределительные клапаны с электромагнитным приводом (иногда их называют соленоидные клапаны), осуществляющие автоматическое и дистанционное с помощью пульта управление гидравлическими и пневматическими приводами трубопроводной арматуры, установленной на объектах электроэнергетики и других отраслей промышленности. В частности, в нефтегазовой отрасли, где распределительные клапаны являются компонентами систем управления устьевым оборудованием. Управление распределительными электромагнитными клапанами осуществляется с помощью одного или двух электромагнитов. В зависимости от вида воздействия на исполнительный механизм различают тянущие и толкающие электромагниты.
Фиксация положения золотника в распределительном клапане может происходить за счет усилий создаваемых давлением рабочей среды, постоянной подачи тока в обмотки электромагнита или с помощью механического фиксатора (защелки).
Режимы работы электромагнита (-ов) распределительного клапана бывают длительными и кратковременными. Например, на промышленных гидравлических прессах устанавливают распределительные клапаны, срабатывающие одновременно с включением электромагнита. Как только электромагнит выключается, перестает работать распределительный клапан.
Распределительные краны
Для перераспределения потоков рабочей среды по нескольким направлениям могут использоваться распределительные краны. Их применяют для регулирования теплоотдачи отопительных приборов, в теплых полах и горячем водоснабжении (ГВС).
Наглядными примерами сантехнической распределительно-смесительной арматуры является трехходовой кран, служащий для регулирования теплоотдачи отопительных приборов, или распределительный кран, от положения ручки которого, зависит, куда направится поток воды, — наполнять ванну или в шланг для душа.
С помощью распределительных кранов управляют движением сжатого воздуха в пневмосистемах, в частности, работой пневмодвигателей. Их устанавливают в гидравлических системах для регулирования работы, входящих в их состав гидравлических устройств.
Распределительно-смесительная арматура — универсальное оборудование. Используя смесительные и распределительные клапаны, а также распределительные краны, можно эффективно управлять самыми разными рабочими средами: водой и водными растворами, паром, нефтью, нефтепродуктами, природным газом, азотом, кислородом, углекислым газом и т. д.
Для изготовления распределительно-смесительной арматуры используют широкий спектр конструкционных материалов: все виды сталей — углеродистую, легированную, нержавеющую, а также чугун, латунь, титан.
Применяются все возможные способы присоединения к трубопроводу: муфтовое, под приварку, фланцевое, цапковое, штуцерное.
Такое разнообразие материалов и конструкций обеспечивают огромные функциональные возможности распределительно-смесительной арматуры.
Интересная особенность — среди всех основных видов трубопроводной арматуры распределительно-смесительная арматура единственная, содержит в своем наименовании сложное, написанное через дефис, прилагательное. Любые другие, в чьем названии присутствует этот небуквенный орфографический знак, относятся к комбинированной арматуре (запорно-регулирующая, запорно-обратная и т. д.). Несмотря на почти полную противоположность процессов смешивания и распределения, их выполнение обеспечивают конструктивно и функционально близкие между собой технические устройства. Настолько близкие, что в процессе классификации их даже не потребовалось разносить по разным тематическим «ячейкам», ограничившись одним видом, носящим название распределительно-смесительная арматура.
