Potrubí a armatury

Obsah kapitoly

1. 3. Potrubí a armatury
   1. 3.2 Armatury
2. Testové otázky

- slouží k regulaci nebo změně toku dopravované látky v jednotlivých částech potrubí.

Rozdělení:

1. podle funkce – uzavírací, zpětné, pojišťovací, regulační
2. podle materiálu – ocelové, litinové a mosazné
3. podle způsobu připojení – přírubové, přivařovací, nátrubkové, čepové, hrdlové, se šroubením
4. podle polohy umístění – přímé (vodorovné, svislé), rohové
5. podle ovládání- mechanické, automatické

- slouží k úplnému uzavření nebo otevření dopravované látky
- kohouty, ventily, šoupátka.

Kohout umožňuje průtok v obou směrech. Průtočný průřez se uzavírá otočením kuželu v zabroušeném sedle nebo válci, který stojí napříč osy proudění. Při uzavírání nebo otevírání dochází k rázům v potrubí. Jsou vhodné pro menší tlaky a světlosti a pro nejjednodušší manipulaci. Velmi dobře těsní.
Podle tvaru pracovního prvku se rozlišují kohouty kuželové a kulové – pro větší průměry.
Kuželové kohouty se užívaly už ve starověku a bývají například u sudů s vínem.

trojcestný kohout – umožňuje různé propojení potrubí. Je-li kuželka natočena podle obr. 2 Kohouty, je spojeno levé a pravé potrubí. Pootočí-li se o 90° ve směru hodinových ručiček, je propojeno pouze levé a horní potrubí. Pootočí-li se o dalších 90°, jsou propojena všechna 3 potrubí. Dalším pootočením o 90° se propojí horní a pravé potrubí. Pootočí-li se kuželka do mezipolohy (pouze o 45°), jsou všechna potrubí uzavřena.

čtyřcestný kohout – znázorněný v obr. 2 Kohouty umožňuje buďto propojení levého s horním potrubím a současně pravého s dolním potrubím, anebo pootočením o 90° se propojí pravé potrubí s horním a současně levé potrubí s dolním. Mezipoloha (45°) opět uzavře všechna potrubí.

Ventil – umožňuje průtok jen jedním směrem. Průřez se uzavírá přitlačením kuželky k sedlu pohybem rovnoběžným se směrem toku. Uzavírání i otevírání je pozvolné, nedochází k rázům, pro střední DN a větší PN.

Šoupátko – umožňuje průtok v obou směrech. Průřez se uzavírá vtlačením dělicí desky mezi dvě sedla posuvným pohybem kolmo na směr toku, deska je většinou klínová. Uzavírání a otevírání je pozvolné, nedochází k rázům. Používá se pro největší DN a střední PN, vodu, páru, plyny.

• pro zabránění zpětnému toku
• proudění kapaliny možné pouze jedním směrem
• nejsou těsné
• ventily, klapky.

Zpětný ventil — pokud kapalina proudí proti zvolenému směru, průtočný průřez se uzavírá přitlačením kuželky k sedlu tlakem kapaliny.

Zpětná klapka – průtočný průřez se uzavírá klapkou, která je otočná kolem osy umístěné mimo osu armatury.

- chrání potrubí před vznikem nebezpečného přetlaku. Jedná se o ventily, které jsou ovládány buďto tlakem pružiny nebo tíhou závaží. V okamžiku, kdy tlaková síla, působící zespodu na kuželku, překoná sílu pružiny nebo tíhu ventilu, nadzvedne se a odpustí část látky mimo tlakové potrubí. Velikost této síly lze nastavit buďto předpětím pružiny, nebo zvětšením gravitační síly závaží (např. pomocí pák).
Příkladem je bezpečnostní ventil na tlakovém hrnci.

Pro menší světlosti se používají ventilové armatury, které mají tvar kuželky upraven tak, aby dávala regulační části určitou regulační charakteristiku (lineární, parabolickou). Pro větší světlosti se používají šoupátka.

Podle způsobu činnosti rozlišujeme armatury:

• regulační – pro regulaci průtoku (otevírání, zavírání a nastavení protékajícího množství)
• přepouštěcí – pro udržení konstantního tlaku před ventilem
• redukční – pro udržení konstantního tlaku za ventilem.

Regulační ventil – ovládán regulačním kolečkem, jehož otáčením pomocí závitu se vysunuje a zasunuje tyč s těsnicí kuželkou na konci. Ta se pak vzdaluje nebo přibližuje k sedlu ventilu. Tím se zvětšuje nebo zmenšuje mezera mezi kuželkou a sedlem ventilu a dochází k regulaci průtoku. Aby se zabránilo úniku dopravované látky, prochází ovládací závitová tyč těsnicí ucpávkou. Typickým příkladem je vodovodní kohoutek.

Regulační šoupátko – má ovládací kolo, jehož otáčením se pomocí závitu zvedá nebo klesá tyč. Na jejím konci je umístěna deska, která se vysunuje nebo zasunuje do průřezu potrubí (princip stavidla). Z důvodu dosažení větší těsnosti v zavřeném stavu je deska mírně klínová, takže při utažení se lépe vtlačí do klínové těsnicí mezery.

Pro měření tlaku se používají klasické tlakoměry.

Měřicí armatury pro měření průtoku jsou založené na 2 principech:

pro měření menších průtoků se používají rychlostní měřidla. Jedná se vlastně o malé vodní turbíny. Čím je v potrubí větší průtok, tím je i větší rychlost a lopatkové nebo šroubové kolo se otáčí rychleji. Počet otáček je tedy přímo úměrný velikosti průtoku.

- pro větší světlosti potrubí se používají průřezová měřidla - clona, dýza a Venturiho trubice.

Princip funkce průřezového měřidla je popsán na cloně:

Do průřezu potrubí je vloženo zúžení (clona) a na potrubí je připevněna poměrně úzká U-trubice. Jeden její konec je v dostatečné vzdálenosti před clonou (1), druhý těsně za clonou (2). V této trubici je barevně označená kapalina, která má větší hustotu než dopravovaná látka.
V potrubí platí zákon zachování energie – celková energie v místě 1 je stejná jako v místě 2.

E_c1 = E_c2

Zanedbá-li se polohová energie (což při vodorovně položeném potrubí je pravda), skládá se energie dopravované látky pouze z energie kinetické E_k a tlakové E_t.

E_k1 + E_t1 = E_k2 + E_t2

Protože místo 2 je těsně za clonou, kde se dopravovaná látka prakticky nepohybuje, není zde žádná kinetická energie:

E_k2 = 0

Z toho vyplývá, že

E_t2 > E_t1

Rozdíl těchto tlaků vyvolá rozdíl výšek hladin h v obou koncích U-trubice. Čím je vyšší průtok, tím je i vyšší rychlost v místě 1, a tím je i větší odměřený rozdíl výšek h.

Z důvodu zmenšení odporu vloženého prvku se místo clony používá dýza.

nebo Venturiho trubice:

---

Použitá literatura:
R. Kříž a kol. Stavba a Provoz strojů strojů I. SNTL – Nakladatelství technické literatury. 1977 1) MSA katalog armatur [online]. str. 16. [cit. 28.4.2015]. Dostupné z: http://www.scribd.com/doc/247303034/15-katalog-armatur

2) MSA katalog armatur [online]. str. 16. [cit. 28.4.2015]

3) Hawle Katalog voda [online]. str. 15. [cit. 28.4.2015]. Dostupné z: www.hawle.cz/files/pdf/katalog_voda.pdf

4) Hawle Katalog kanal [online]. [cit. 28.4.2015]. Dostupné z: www.hawle.cz/files/pdf/katalog_kanal.pdf

5) MSA katalog armatur [online]. str. 18. [cit. 28.4.2015]. Dostupné z: http://www.scribd.com/doc/247303034/15-katalog-armatur

6) MSA katalog armatur [online]. str. 28. [cit. 28.4.2015]