Клапаны приемные и задвижки
1. Приемные клапаны
Для заливки центробежного насоса водой при пуске, в конце всасывающей трубы необходим обратный или всасывающий клапан. Этот клапан открывается только внутрь, т. е. когда давление в насосе меньше, чем давление воды снаружи. На рис 123 показан обратный клапан, снабженный резиновой или кожанной прокладкой. Давлением изнутри, создаваемым столбом воды во всасывающей трубе, клапан закрывается, поэтому бездействующий насос можно наполнить водой и она будет удерживаться в насосе.
К обратному клапану обычно прикрепляется дырчатая коробка; ее назначение — задерживать крупные взвешенные вещества. При остановке насоса трава, щепа, кора и т. п. прижатые к клапанной дырчатой коробке током засасываемой воды, обыкновенно отходят от коробки, и таким образом она частично очищается. Клапан приходится время от времени вынимать для смены кожи или резины.
Обратный клапан со временем срабатывается и понемногу начинает пропускать воду; поэтому после долгой остановки в насосе обыкновенно накопляется воздух вместо воды, а часть воды уходит. В таком состоянии насос нельзя пускать в ход—необходимо сначала его заполнить водой и выпустить из него воздух. Для впуска воды и выпуска воздуха на верхней части корпуса насоса имеются особые краны. Заполнение насоса через кран необходимо при первом пуске насоса; впоследствии же наполнение производится обыкновенно из напорного трубопровода, или через открытие задвижки, или подводом воды особой трубкой.
Одновременно необходимо открыть кран для выпуска воздуха. Всасывающие обратные клапаны создают значительные сопротивления для движения воды. Всасывающие клапаны ставятся только при небольших насосах. Заполнение водой средних и крупных насосов производится вакуум насосами или водоструйными насосами (эжекторами). В канализационных насосах клапаны не ставят.
2. Задвижки
Для прекращения движения воды в трубах применяют задвижки — клиновые и дисковые. Клиновая задвижка с невыдвижным шпинделем показана на рис. 124.
Она состоит из разъемного корпуса 1, соединенного болтами на фланцах. Запорным приспособлением служит сплошной чугунный клин 2, плотно пригнанный бронзовыми кольцами 3 к бронзовым кольцам седла 4. Подъем и опускание клина 2 производятся стержнем 5 с нарезкой. Стержень ввинчивается в гайку 6 и поднимает или опускает клин. Стержень удерживается в определенном положении заплечиками и проходит через сальник с льняной или хлопчатобумажной набивкой 7.
Сальниковая втулка нажимается болтами или винтовой нарезкой на сальниковую набивку. Обыкновенная клиновая задвижка может работать в вертикальном положении и не всегда в горизонтальном, т. е. на вертикальной трубе. Для того чтоб клин не свисал вниз, а задвижка работала в горизонтальном положении, необходимо особое устройство. Это устройство показано на рис. 125.
В корпусе стальной задвижки с двух сторон клина устроены направляющие 1, а на клине имеются соответствующие ползуны 2. Нарезка шпинделя (рис. 125) не выходит из корпуса задвижки и потому защищена от загрязнений. В задвижках с выдвижным шпинделем шайба располагается вверху под сальником и винт поднимается наружу. При этом устройстве степень открытия задвижки видна по поднятому винту, но зато винт не защищен от загрязнений, поэтому такие задвижки можно устанавливать только в местах, где обеспечена чистота — внутри насосных станций и пр.
На рис. 126 показаны дисковые задвижки. Запорное приспособление состоит из двух параллельных дисков с уплотняющими бронзовыми кольцами, опирающимися на кольца седел корпуса. Расклинивание дисков производится клиньями, помещаемыми между дисками. При подъеме стержнем верхнего клина он особыми выступами — заплечиками — захватывает диски, которые в свою очередь захватывают своими вырезами заплечики нижнего клина, и вся запорная часть поднимается в верхний колокол и открывает свободный доступ воде.
Степень открывания задвижки определяется особым зубчатым циферблатом, сцепленным с червячной нарезкой на шпинделе. В СССР применяются почти исключительно фланцевые задвижки. В некоторых случаях раструбные задвижки (рис 127) удобнее фланцевых.
Фланцевые задвижки требуют наличия двух патрубков для присоединения к водоводу. Стальные болты подвергаются разрушению от коррозии, являющейся самым серьезным врагом водопроводной сети и задвижек. Уплотняющие кольца и стержни с винтовой нарезкой изготовляют из бронзы, потому что бронза в воде не ржавеет, но в соприкосновении с чугуном образует гальваническую пару и потому подвергается гальванической коррозии.
Продукты коррозии скопляются в местах соприкосновения двух поверхностей дискового кольца и седла корпуса задвижки и, таким образом, уничтожают полностью или частично просвет, необходимый для свободного скольжения клина по седлу. При частом пользовании задвижкой эти скопления окислов удаляются, но если задвижка остается долгое время закрытой, то открыть ее бывает очень трудно, а если ею не пользовались несколько лет — то и невозможно.
Гальваническая коррозия происходит также и на винтовой нарезке шпинделя и гайки. Шпиндель окисляется, и окислы заполняют ничтожный промежуток между шпинделем и сальниковой набивкой, что препятствует вращению шпинделя. Чтобы поддерживать задвижку в рабочем состоянии, необходимо раза три в течение года поднимать и опускать диски. Клиновые задвижки труднее открываются, чем дисковые, поэтому их следует применять для труб небольших диаметров. Открывание и закрывание больших задвижек требует усилий нескольких человек.
Особенно трудно открывать задвижки, если давление с двух сторон неодинаково. Для выравнивания давления служат обводные трубки с малыми задвижками. Но в случае разрыва трубы с какой-либо стороны обвод бесполезен, и тогда закрывание большой задвижки часто невозможно из-за колоссального трения при большом одностороннем давлении. Этот недостаток задвижек обычной конструкции устранен в новых конструкциях запорных приспособлений. Задвижки изготовляют диаметром до 3 000 мм
Различают два типа задвижек: легкие — на давление до 2 атм при пробном испытании до 5 атм и тяжелые — на давление до 10 атм при пробном испытании до 20 атм. При еще большем давлении нужно применять чугунные задвижки особо тяжелого типа, или же стальные задвижки. Задвижки легкого типа имеют малую длину, например, 300 мм для трубы диаметром 400 мм, а тяжелого типа — 600 мм для трубы того же диаметра. Большая длина задвижки часто создает неудобства, поэтому следует изготовлять короткие стальные задвижки на давление до 10 атм и выше.
3. Управление задвижками
Для поворачивания стержня (шпинделя) задвижки на его квадратную головку надевают маховик. Управление большими задвижками осуществляется зубчатой и конической передачами. На рис. 128 показаны разные приспособления для ручного управления задвижками. Управление косым стержнем производится посредством карданной передачи (рис. 128). Задвижку устанавливают на напорной трубе центробежного насоса, так как запуск его производится обычно с закрытой задвижкой.
Следует отметить, что пропеллерные или винтовые насосы обычно пускаются с открытой задвижкой или же на напорном патрубке совсем не ставят задвижки. Для механического управления задвижками существуют гидравлический и электрический приводы. Гидравлический привод более прост и надежен (рис. 129а). Если напорная вода попадает в отверстие 1 гидравлического цилиндра, а из отверстия 2 вода выпускается в сток, то поршень поднимается вверх и открывает задвижку.
При обратном направлении воды поршень опускается. Управление задвижкой осуществляется при помощи четырехходового крана 3. Автоматизация открытия и закрытия запорных приборов при гидравлическом управлении производится следующим образом. Представленная на рис. 129а клиновая задвижка с гидравлическим цилиндром имеет распределительный золотник 4. К штоку золотника прикреплен вверху груз 5, который поднимается электромагнитом 6.
По трубке 7 подается напорная вода, а по трубке 8 опускается в сток отработанная вода. При показанном на рис. 129 положении поршней золотника напорная вода подается в нижнюю часть цилиндра, а выпускается в сток вода из верхней части цилиндра. Поршень, следовательно, поднимается и открывает задвижку. Груз 5 притянут электромагнитом. Если ток выключить, то груз упадет и передвинет поршень золотника в нижнее положение, показанное пунктиром (рис. 129а).
В этом положении напорная вода пойдет в верх цилиндра, а снизу вода выпустится в сток, т. е. задвижка будет закрываться. На спускной трубе поставлен кран, прикрывая который можно точно отрегулировать время закрытия задвижки. На рис. 1296 показана конструкция поршневого золотника с ручным приводом. Электрическое управление задвижкой показано на рис. 130. Электродвигатель трехфазного тока напряжением 380 в имеет мощность 1 — 2 кет, число оборотов 1425 в 1 мин. Для полного открытия 300 миллиметровой задвижки требуется 1 мин 20 сек.
Электропривод устанавливается на верхнем фланце бугельной стойки и состоит из планетарной передачи, муфты, одной пары цилиндрических шестерен, электродвигателя и автоматически выключающих устройств, которые выключают двигатель в крайних положениях клина, а также в случае сильного заедания клина сверх расчетной нагрузки.
Концевые выключатели помещены в коробке, где показывается положение затвора. При перерыве тока электрическая задвижка может управляться вручную маховиком.
