Объединение в одном изделии шарового крана, прямого фильтра механической очистки и регулятора давления позволяет сделать узел водопроводного ввода в квартиру значительно компактнее и безопаснее. Монтажная длина при таком решении сокращается более чем в 2 раза по сравнению с вариантом поэлементной сборки этого узла. Во столько же раз снижается количество монтажных соединений — потенциальных источников протечек. Кроме того, исключается традиционный вопрос монтажников — в какой последовательности ставить арматуру. Нередко в новостройках можно увидеть узлы водопроводных вводов, где редукторы давления стоят после водосчетчиков, что противоречит требованиям п.7.1.7 СП 30.13330.2012: «Установку регулятора давления на вводе в квартиру следует предусматривать после запорной арматуры и фильтра перед водосчетчиком и манометром для контроля за работой и наладкой регулятора».
Неудивительно, что с появлением в номенклатуре кранов VALTEC с фильтром и редуктором давления (КФРД) под артикулами VT.298 (правый) и VT.299 (левый) спрос на них сразу же превысил предложение.
В конструктивном отношении редуктор КФРД был решен в поршневом варианте (рис. 1).
Клапан состоял из большого (1) и малого (2) латунных полукорпусов. В зоне шарового крана (А) располагался латунный хромированный шаровой затвор (10), уплотненный седельными кольцами (11) из тефлона. В зоне фильтровальной камеры, закрытой пробкой (3) находилась фильтрующая сетка с ячейкой 300 мкм (12) из нержавеющей стали AISI316. Латунный подвижный шток с поршнем (5) имел внутри канал, по которому вода, пройдя золотник (9), поступала в пространство над поршнем (D). Уплотнительные кольца поршня (7), штока (8) и золотник (9) выполнялись из EPDM. Пружинная камера (С), в которой располагалась пружина (13), связывалась с окружающим воздухом через отверстие диаметром 2 мм. Это исключало влияние на работу регулятора давления пневматического эффекта, а также являлось индикатором износа поршневых уплотнительных колец. Появившиеся в отверстии капли воды свидетельствовали о том, что герметичность поршня нарушена и требуется замена уплотнений.
Как и любой поршневой редуктор, КФРД имел достаточно значительный гистерезис на регулировочном графике (рис. 6), то есть при одном и том же расходе значение выходного давления могло различаться на 15-18% в зависимости от направления движения поршня. В этом сказывается влияние силы трения между уплотнительными кольцами поршня и корпусом.
Как показал опыт эксплуатации поршневых КФРД, со временем этот гистерезис еще больше увеличивается из-за образования отложений на стенках поршневых камер (рис. 2). Особенно этому способствует загрязненная вода и вода, насыщенная солями жесткости.
Мало того, что отложения шлама и солей в поршневой зоне вели к быстрому износу уплотнительных колец, в ряде случаев они полностью стопорили движение штока, что делало регулятор давления неработоспособным.
Учитывая изложенные недостатки поршневых регуляторов давления, VALTEC модернизировал КФРД под артикулами VT.298-299 и с 2016 года стал выпускать КФРД мембранного типа под теми же артикулами. Внешне мембранный КФРД отличается от поршневого формой заглушки пружинной камеры (рис. 3).
Вместо большого поршня интегрированного со штоком (5) в мембранном редукторе используется эластичная мембрана (14) из армированного EPDM (рис. 5), соединяемая со штоком с помощью прижимного латунного кольца (15). Благодаря этому исключена из работы сила трения между поршневыми уплотнительными прокладками и корпусом.
Всесторонние испытания мембранного КФРД, проведенные в Лаборатории комплексных испытаний элементов инженерных систем (ЛаКИЭлИС), подтвердили существенное улучшение гидравлических характеристик. Испытания проводились по методикам ГОСТ Р 55023-2012 «Арматура трубопроводная. Регуляторы давления квартирные. Общие технические условия» и DIN EN 1567-2000.
При сохранении условной пропускной способности в 1,97 м3/час график регулирования редуктора стал значительно более пологим (рис. 6). Это значит, что изменение расхода стало меньше влиять на изменение настроечного давления регулятора давления. Кроме того, гистерезис снизился до 3-5%. Полностью избежать наличия гистерезиса не удалось, так как влияние силы трения хотя и в разы уменьшилось, но все же осталось из-за наличия уплотнительных колец на штоке.
Синим цветом показан график мембранного редуктора, красным — поршневого.
Стрелками на графиках показано направление изменения расхода (увеличение и уменьшение).
Мембранные КФРД не снижают своих регулировочных характеристик ни в загрязненной, ни в жесткой воде. Они удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к квартирным регуляторам давления, а именно:
- при входных давлениях ниже давления настройки квартирный регулятор давления остается полностью открытым;
- исключено постороннее вмешательство в настройку выходного давления редуктора;
- в безрасходном режиме регулятор обеспечивает поддержание выходного давления не более 0,35 МПа при уровнях входного давления от 0,4 до 1,0 МПа;
- изменение выходного давления при изменении расхода на величину 0,05 л/с не превышает 0,004 МПа во всем диапазоне рабочих расходов регулятора.
Регулятор давления в составе КФРД является полностью ремонтопригодным — любую деталь регулятора можно заменить, не демонтируя КФРД. При соблюдении паспортных условий эксплуатации устройство не требует специального техобслуживания, кроме регулярной прочистки встроенного фильтра.
Технические характеристики изделий с мембранным редуктором VT.298 и VT.299 приведены в таблице 1.
Более подробную информацию о кранах с фильтром и мембранным редуктором давления VT.298 и VT.299 можно получить на сайте www.valtec.ru.
