Водоразборные колонки и краны

 

Разбор хозяйственно-питьевой воды из сетей городских, поселковых и промышленных водопроводов, как правило, производится через внутренние.водопроводные краны, установленные в жилых, общественных и промышленных зданиях. В некоторых случаях (в поселках временного типа, в еще неканализованных районах городов и т. п.) при отсутствии домовых вводов разбор воды осуществляется непосредственно из наружной сети через установленные на ней водоразборные краны (колонки).

На Рис.2.35 показано устройство водоразборной колонки московского типа. Для получения воды необходимо нажать на рукоятку /, связанную штангой 2 с клапаном 3, расположенным в нижней части колонки. Вода поступает в колонку через патрубок 4, поднимается по трубе 5 и изливается из водоразборного отростка.

Вода, которая после каждого действия колонки стекает из подъемной трубы в сборный бачок 6, при следующем действии засасывается эжектором 7, действующим под давлением в водопроводной сети.

Рис.2.35

Колонка этого типа является наилучшей в санитарном отношении, так как обеспечивает полную герметичность сборника для воды, расположенного в нижней части колонки.

Водоразборные колонки устанавливают обычно на перекрестках или вдоль улицы на расстоянии около 200 м одну от другой. Для нормальной работы колонок московского типа давление в сети должно быть не менее 1 —1,5 кгс/см2.

Из водоразборных приспособлений специального назначения следует упомянуть:

а) питьевые колонки или фонтанчики, устанавливаемые для обще

ственного пользования в летнее время в садах, парках, на бульварах,

площадях и т. п.;

б) краны для поливки зеленых насаждений, представляющие собой

обычно простые стояки из стальных труб с запорными вентилями; на

зиму всю поливочную сеть выключают и воду из нее спускают.

Для поливки улиц, тротуаров, заводских дворов и проездов служат чаще всего ответвления от внутренних водопроводов, расположенные в специальных нишах в стенах зданий. Автоцистерны для поливки площадей и широких улиц наполняют обычно через пожарные гидранты.

Пожарные гидранты

 

Пожарные краны для наружного пожаротушения (гидранты) бывают подземные и наземные. Их устанавливают на наружной водопроводной сети. Более широкое применение имеют гидранты первого типа.

На Рис.2.36 а показан подземный усовершенствованный пожарный кран диаметром 125 мм, исключающий возможность возникновения гидравлических ударов при его закрывании.

Пожарный гидрант представляет собой чугунную колонку, которая устанавливается на фланец пожарной подставки.

Гидранты подземного типа полностью размещаются в колодце. Высота гидранта зависит от глубины укладки труб, и для гидрантов московского типа колеблется в пределах от 500 до 2500 мм.

Верхняя часть подземного гидранта закрыта крышкой, вращающейся на шарнире. Для приведения в действие подземного гидранта работники прибывшей на место пожарной команды открывают люк колодца, поднимают крышку пожарного гидранта и устанавливают на последний наземную переносную часть — стендер.

Рис.2.36

Вращение рукоятки стендера передается вертикальному стержню, соединенному со стержнем гидранта, и заставляет его передвигаться в вертикальном направлении для открывания или закрывания связанного с ним шарового клапана. Вода поднимается по колонке и подходит к патрубкам стендера, снабженным быстро соединяющимися гайками, обеспечивающими присоединение к патрубкам пожарных рукавов. Во избежание замерзания воды в нижней части колонки имеется отверстие для спуска воды после ее закрытия.

Стендер снабжен блокировочным устройством, которое не позволяет закрыть гидрант до того, как будут закрыты отверстия патрубков у стендера. Это предотвращает возникновение гидравлических ударов при закрывании гидранта.

Кроме гидрантов диаметром 125 мм изготовляются гидранты диаметром 75 мм. Устройство их проще, но конструкция менее совершенна. Так как расход воды, подаваемой этими гидрантами, значительно меньше расхода, подаваемого 125-миллиметровыми гидрантами, их применение допускается лишь при небольших расчетных расхода-х на тушение пожара (например, в поселках).

Пожарные гидранты устанавливаются на сети исходя из условий наиболее удобного пожаротушения обслуживаемых зданий. Согласно указаниям строительных норм гидранты следует устанавливать вдоль проездов на расстоянии не более 150 м один от другого, а также вблизи перекрестков.

 

Предохранительная арматура

 

К предохранительной арматуре, устанавливаемой на водоводах и водопроводных сетях, могут быть отнесены различные предохранительные клапаны, не допускающие повышения давления в трубах сверх установленных пределов, а также устройства для выпуска и впуска воздуха.

Основной причиной случайных повышений давления в трубах является возникновение в них гидравлического удара.

При эксплуатации современных систем водоснабжения (имеющих насосные станции, оборудованные центробежными насосами) гидравлический удар может возникнуть в результате:

а) остановки насосов (в случае прекращения подачи электрического тока);

б) быстрого закрытия задвижек или водоразборных кранов на сети.

Первая из указанных причин вызывает возникновение ударов в напорных водоводах. При этом ударная волна может вызвать недопустимое повышение давления и в сети.

Вторая причина может иметь место при неисправности пожарных гидрантов или при быстром выключении отдельных ремонтных участков.

Характер явления гидравлического удара существенно различен для указанных двух случаев его возникновения.

При прекращении подачи электрического тока к электродвигателю насоса вода в силу инерции продолжает некоторое время двигаться по водоводу (пока не закрыта задвижка на напорной линии). В результате давление в водоводе за насосом падает; при определенных условиях в водоводе может произойти разрыв сплошности потока (например, в месте резкого изменения уклона водовода).

После того как движение воды, происходящее по инерции, прекратится, вода начнет двигаться в обратном направлении — в сторону насоса и произойдет удар ее о закрывшийся автоматически обратный клапан (устанавливаемый на водоводе за насосной станцией) или о закрытую задвижку. В результате давление в водоводе повышается. Волна этого повышения распространяется по водоводу и может захватить некоторый район сети.

В случае, если в начале описанного явления в водоводе образуется разрыв сплошности потока, то может иметь место весьма значительное повышение давления от соударения оторвавшейся «колонны» воды и воды, оставшейся за местом разрыва сплошности.

К мероприятиям по борьбе с гидравлическими ударами указанного происхождения относятся:

а) установка специальных противоударных клапанов (в начале водовода— за обратным клапаном);

б) установка воздушных вантузов (см. далее) в местах вероятных

разрывов сплошности потока для впуска воздуха и создания в водоводе воздушной подушки, смягчающей силу удара при соударении «колонн» воды.

Иногда может быть полезной установка обратных клапанов за возможными точками разрыва сплошности для предотвращения обратного движения оторвавшейся части потока.

Наконец, в качестве средства борьбы с гидравлическими ударами может быть использован обратный сброс воды через центробежные насосы— свободный (в том случае, если конструкция насосного агрегата это позволяет) или с торможением насоса.

Гидравлические удары по второй из указанных выше причин (недопустимо быстрое закрытие водоразборной или запорной арматуры) возникают реже, так как все конструкции современных задвижек и водоразборных приспособлений предусматривают их относительно медленное и плавное закрытие.

Удары такого рода обычно происходят лишь в результате неисправностей и повреждений арматуры (например, срыв шара в пожарных гидрантах).

Рис.2.37

К числу специальных противоударных клапанов относится «клапан-гаситель» системы Укр. ВОДГЕО (Рис.2.37). Клапан-гаситель устанавливается на водоводе J, идущем от насосной станции, непосредственно за обратным клапаном 2 и предназначается для защиты водовода от действия ударов, возникающих в результате остановки насосов из-за прекращения подачи электрического тока. Рабочий цилиндр гасителя 3 соединен трубками айв через распределитель 4 с водоводом перед обратным клапаном. При нормальной работе насосов создаваемое ими давление поддерживает клапан гасителя в закрытом положении. При остановке насосов давление перед обратным клапаном резко падает, клапан гасителя под действием перепада давлений в водоводе (после и до обратного клапана) открывается и вода сбрасывается из водовода по трубе 5, чем предотвращается недопустимое повышение давления в водоводе. После открытия клапана-гасителя распределитель 4 соединяет цилиндр гасителя (через трубку б) с водоводом, и клапан гасителя начинает медленно закрываться. Скорость закрытия регулируется масляным тормозом 6.

 

 

Рис.2.38

На Рис.2.38 показан обычный предохранительный клапан (пружинный), не допускающий повышения давления в трубах сверх установленных пределов; такие же клапаны изготовляются рычажного типа.

Воздушные вантузы устанавливаются для удаления воздуха, скапливающегося в возвышенных точках водоводов и магистральной сети, в особенности при пересечении ими водоразделов (т.е. при переходе восходящего уклона в нисходящий).

Рис.2.39

 

На Рис.2.39 показано устройство одного из воздушных вантузов. В чугунном корпусе 1 с крышкой 2 помещается стальной полый шар 3 с вертикальным стальным штоком. Выделяющийся из воды воздух через патрубок 4 проходит в корпус вантуза и скапливается в его верхней части. При накоплении здесь воздуха и опускании вследствие этого уровня воды шар также опускается, открывая соединенный с ним клапан 5, и воздух выходит наружу. После этого вода, заполняющая вантуз, поднимает шар и закрывает клапан.

Диаметр вантуза при установке на трубах внутренним диаметром до 500 мм принимается равным 25 мм, а при больших диаметрах труб — 50 мм.

Подобные же вантузы могут использоваться и для впуска воздуха в водовод при образовании в нем пониженных давлений или разрыва сплошности потока при гидравлических ударах.

 Рис.2.40

На Рис.2.40 приведена схема установки на водоводе вантуза для впуска воздуха в месте резкого изменения уклона водовода, т. е. в месте вероятного разрыва сплошности потока.

В мировой практике имеется много разнообразных конструкций подобных приборов.

 

Деталировка сети

 

При проектировании наружной водопроводной сети после определения диаметров и выбора материала труб производят деталировку всех узлов сети. Деталировка дается на рабочих чертежах, где условными обозначениями наносят арматуру и фасонные части, из которых должны монтироваться отдельные узлы сети.

 

Рис.2.41

Правильное конструирование узлов и рациональное использование существующего сортамента фасонных частей удешевляет устройство сети и уменьшает размеры колодцев. При составлении деталировки сети прежде всего намечают места установки задвижек и пожарных кранов. После этого приступают к подбору фасонных частей, из которых монтируются отдельные узлы.

На основании деталировки составляют спецификацию фасонных частей и арматуры, требуемых для устройства сети.

Колодцы на сети

 

Как было указано ранее, водопроводная арматура, устанавливаемая на сети, располагается обычно внутри специально устраиваемых для этого колодцев. Размеры колодцев в плане зависят от диаметра труб, а также от арматуры и фасонных частей, помещаемых в колодце. Глубина колодцев зависит от принятой глубины заложения труб (в соответствии с глубиной лромерзания грунта).

Колодцы бывают железобетонные, кирпичные, в отдельных случаях из бутового камня. Для временных водопроводов иногда устраивают деревянные колодцы.

Наиболее совершенны и экономичны при массовом строительстве сборные железобетонные колодцы, которые монтируют из деталей, изготовляемых на заводак железобетонных изделий.

Рис.2.42

На Рис.2.40 показаны круглые в плане сборные железобетонные колодцы диаметром 1,5 м двух типов: с конусной переходной частью к горловине (Рис.2.40 а) и с плоским перекрытием (Рис.2.40 б). Форма нижнего кольца изменяется в зависимости от числа труб, примыкающих к колодцу. Такие колодцы устраивают диаметром от 1 до 3 м (по различным типовым проектам); число деталей зависит от требуемой глубины колодцев. Для колодцев диаметром 1—1,5 м используют стандартные кольца.

Рис.2.43

На  Рис.2.43показан прямоугольный сборный железобетонный колодец (из панелей) одного из существующих типов.

При устройстве колодцев в мокрых грунтах поверхность их стенок в пределах водоносного пласта покрывают цементной штукатуркой с алюминатом натрия и обмазывают битумом, а в днище поверх слоя щебня и бетона укладывают 30-сантиметровую цементную стяжку с двухслойной обмазкой битумом и железобетонную плиту.

Использование сборного железобетона (вместо кирпича) в строительстве сооружений такого массового типа, как сетевые колодцы, дает значительное сокращение сроков их строительства.

 

Упоры и компенсаторы

 

Внутреннее давление воды обусловливает появление в напорных водопроводных трубах сил, направленных нормально к их стенкам и вызывающих в их материале растягивающие напряжения. На прямых участках линий труб никаких сил, направленных вдоль их оси, не возникает. Они появляются в местах поворота линий, а также в некоторых узлах сети, в частности в местах ответвлений, на концах тупиковых участков и т. п.

 

Рис.2.44

На Рис.2.44 схематически изображено действие сил внутреннего давления воды на колена (а), отводы (б), тройники (в) и заглушки (г). Эти силы действуют вдоль осей труб и передаются на стыковые соединения. Стыки раструбных труб не рассчитаны на сопротивление продольным растягивающим усилиям, и для них в указанных случаях необходимо устраивать упоры, воспринимающие эти усилия. Особенно важно предусмотреть устройство упоров для труб большого диаметра, в которых силы, воздействующие на стык, могут быть весьма значительными.

Упоры выполняются конструктивно в виде бетонных, кирпичных или бутовых массивов, в которые упираются соответствующие фасонные части. Упоры можно устраивать как в колодцах, так и прямо в земле.

 

Рис.2.45

На Рис.2.45 приведен пример устройства бетонного упора для отводов при повороте линий труб диаметром 250—400 мм в горизонтальной плоскости.

При изменении направления трубы в вертикальной плоскости также необходимо устраивать упоры с учетом направления действия силы давления. Пример устройства таких упоров для труб диаметром дс 400 мм при усилии, направленном вверх, показан на

Рис.2.46

Рис.2.46, а, а при усилии, направленном вниз, — на 111.60,6.

Рис.2.47

Компенсаторы представляют собой устройство, воспринимающее температурные удлинения металлических трубопроводов (Рис.2.47); их ставят в тех случаях, если стыки труб сами не компенсируют соответствующие перемещения. Компенсаторы следует устанавливать на стальных трубопроводах, прокладываемых в туннелях или на эстакадах, при укладке труб в просадочных грунтах, при подземной прокладке линий из стальных труб со сварными стыками, при жесткой заделке стальных труб в стенки колодцев, резервуаров, баков. Сальниковые компенсаторы изготовляются диаметром от 100 до 1000 мм на внутренние давления до 16 кгс/см2*

Водоприемные сооружения

 

Выбор типа и конструкции водоприемных сооружений зависит от местных природных условий в значительно большей степени, чем у всех остальных сооружений системы водоснабжения. Основное влияние на устройство водоприемников оказывает характер используемых природных источников воды: гидрологические характеристики открытых водоемов, условия залегания подземных вод (глубина, характер водоносных пластов и т. п.).

Как и для выбора источника водоснабжения, для правильного решения задачи проектирования и строительства водоприемных сооружений необходимо проведение обширных и детальных изысканий: гидрологических, геологических, гидрогеологических и т. д. Эти изыскания должны дать не только уверенность в возможности бесперебойного получения из выбранного источника требуемых количеств воды, но и все необходимые сведения для проектирования водоприемных сооружений.

 

В соответствии с двумя категориями природных источников воды все водоприемные сооружения могут быть разделены на две основные группы: сооружения для приема воды из поверхностных источников и сооружения для приема подземных вод