Напорные водоводы хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения в Алматы и предгорных районах Алматинской области работают в условиях выраженного перепада высот. При заполнении трубопровода водой или ее аварийном сливе в верхних точках профиля трассы возникают критические аэродинамические явления.

Если не предусмотреть автоматический сброс и впуск воздуха, в магистрали образуются воздушные мешки. Они сужают живое сечение трубы на 20–50%, вызывают скачки давления, провоцируют разрушительные гидроудары при пуске насосов и могут привести к сплющиванию тонкостенных стальных труб от отрицательного давления (вакуума) при опорожнении контура.

Промышленным стандартом безаварийной деаэрации и противовакуумной защиты водоводов выступают автоматические чугунные фланцевые вантузы серий ВМТ-50, ВМТ-100 (вантузы Мухина тяжелого типа) и современные комбинированные трехфункциональные вантузные клапаны.

Зачем на водоводе нужен вантуз: три ключевые функции

Вантуз — это автоматический клапан, работающий без внешних источников энергии за счет разницы плотностей воды и воздуха и изменения гидростатического давления в системе.

При проектировании и эксплуатации напорных магистралей по нормам СП РК 4.01-101-2012 вантуз решает три независимые инженерные задачи:

  • Выпуск больших объемов воздуха при первичном заполнении водовода: вытесняемый поднимающейся водой воздух со скоростью до сотен кубометров в час сбрасывается в атмосферу, предотвращая образование сжатых воздушных пробок;
  • Впуск больших объемов воздуха при опорожнении магистрали: при аварийном сливе воды или остановке насосов клапан моментально открывает проходное отверстие, впуская воздух и исключая образование вакуума внутри стальных труб;
  • Автоматический сброс растворенного воздуха в процессе нормальной работы: микропузырьки выделившегося из воды воздуха скапливаются в верхней части колбы вантуза, опуская малый поплавок и стравливаясь через малое дроссельное отверстие без утечки воды.

Конструкция и принцип действия вантузов ВМТ-50 и ВМТ-100

Корпус вантуза представляет собой чугунную литую колбу с нижним фланцевым патрубком для монтажа на ответвительный тройник водовода. Внутри корпуса размещены рычажная система и шаровые поплавки, изготовленные из вспененного эбонита, полиэтилена высокой плотности или нержавеющей стали AISI 304.

Вантуз ВМТ-50 оснащен одним поплавком и предназначен для относительно небольших расходов и локальных возвышений. Модификация ВМТ-100 имеет двухкамерную или комбинированную конструкцию с двумя ступенями сброса: большим соплом для объемной деаэрации при заполнении/сливе и малым соплом для непрерывного стравливания скопившегося воздуха под давлением.

Пока корпус заполнен водой, гидростатическое выталкивающее усилие прижимает поплавок к верхнему седлу с эластомерным уплотнением (EPDM или резина 7-В-14), полностью блокируя выход воды. Как только в верхнем куполе собирается порция воздуха, уровень воды в колбе падает. Поплавок опускается под собственным весом, открывает отверстие и выпускает скопившийся газ, после чего вода вновь поднимает поплавок в исходное запертое положение.

Сравнительные технические характеристики вантузов ВМТ и современных аналогов

Для корректного подбора типоразмера вантуза под параметры магистрали ниже приведено сравнение технических характеристик распространенных моделей запорно-деаэрационной арматуры.

Параметр / ХарактеристикаВантуз ВМТ-50Вантуз ВМТ-100Комбинированный вантуз 3-в-1 (Ду 50–100)
Номинальный диаметр фланца (DN)50 мм100 мм50, 80, 100 мм
Рабочее давление (PN / Ру)1,0 / 1,6 МПа (10–16 бар)1,0 / 1,6 МПа (10–16 бар)1,6 / 2,5 МПа (16–25 бар)
Материал корпуса и крышкиСерый чугун СЧ20Серый чугун СЧ20 / ВЧШГВысокопрочный чугун ВЧ50 (GJS-500)
Материал поплавкаЭбонит / Нержавеющая стальЭбонит / Нержавеющая стальПолипропилен / Нержавейка AISI 304
Диапазон рабочих температурот +1 °C до +50 °Cот +1 °C до +50 °Cот -10 °C до +70 °C
Пропускная способность по воздуху (впуск)до 120–180 м³/чдо 450–700 м³/чдо 800–1200 м³/ч
Тип присоединенияФланцевое по ГОСТ 33259-2015Фланцевое по ГОСТ 33259-2015Фланцевое ГОСТ / EN 1092-2
Масса изделия18–24 кг42–58 кг14–32 кг

Места обязательной установки вантузов по трассе водовода

Установка вантузов в случайных точках трассы не дает эффекта. Согласно нормам проектирования систем водоснабжения в Казахстане, вантузные узлы монтируют строго в следующих критических точках профиля:

  1. В высших переломных точках каждого участка водовода: в местах, где восходящий уклон сменяется нисходящим (именно здесь естественным образом собираются пузыри воздуха);
  2. На затяжных восходящих участках с постоянным уклоном: с шагом не реже чем через каждые 500–700 метров длины трассы для предотвращения сплошного скопления воздушной подушки;
  3. Непосредственно за насосными агрегатами: перед обратными клапанами и расходомерами для защиты измерительных приборов от искажения показаний;
  4. Перед линейными дисковыми затворами и задвижками: для безопасного заполнения изолированных ремонтных участков;
  5. В точках резкого изменения диаметра труб: на концентрических и эксцентрических переходах напорных магистралей.

Особенности монтажа и обвязки вантузного узла в колодце

Вантузы монтируются исключительно в вертикальном положении верхним воздушным выпускным отверстием вверх. Установка под углом или горизонтально вызовет перекос поплавка и заклинивание рычажного механизма.

Перед вантузом обязательно устанавливается отсечная арматура — чугунная задвижка с обрезиненным клином или шаровой фланцевый кран соответствующего условного прохода (Ду 50 или Ду 100). Это позволяет перекрыть подачу воды и провести ревизию, очистку поплавковой камеры или замену уплотнений без остановки и слива всей магистрали.

Для исключения электрохимической коррозии при стыковке со стальными трубами применяют качественные стальные фланцы по ГОСТ 33259-2015 с антикоррозийным покрытием и паронитовые либо резиновые прокладки.

В условиях климата Алматы вантузные колодцы утепляют, а сам вантуз защищают от промерзания. Замерзание остаточной воды в колбе приводит к растрескиванию чугунного корпуса и поломке поплавка при первых же зимних заморозках.

Типичные ошибки при выборе и эксплуатации вантузов

  • Занижение диаметра вантуза: установка ВМТ-50 на магистральный водовод диаметром 500–800 мм не обеспечивает требуемой скорости впуска воздуха при аварии, что приводит к сплющиванию стальной трубы от вакуума;
  • Отсутствие отсечной задвижки под вантузом: при засорении седла окалиной перекрыть фонтан воды невозможно без полного отключения микрорайона;
  • Монтаж без предварительного фильтра-грязевика: крупный грат и окалина после сварки труб попадают под резиновый уплотнитель поплавка, вызывая постоянную утечку воды наружу;
  • Игнорирование входного контроля: установка арматуры без предварительной опрессовки и проверки сертификата завода-изготовителя. Обязательно проводите входной контроль трубопроводной арматуры перед опусканием оборудования в траншею.

Комплектация водоводов со склада АТЛАНТ Snab City в Алматы

Компания АТЛАНТ Snab City поставляет полный спектр трубопроводной арматуры и фасонных элементов для напорных сетей водоснабжения, канализации и пожаротушения в Алматы и по всему Казахстану.

На нашем складе всегда в наличии чугунные вантузы ВМТ-50, ВМТ-100, современные аэрационные клапаны, клиновые задвижки с обрезиненным клином, стальные фланцы, крепеж, а также стальные электросварные трубы большого диаметра для магистральных водоводов. Предоставляем полный пакет паспортов качества и сертификатов соответствия РК.

FAQ: Часто задаваемые вопросы по вантузам ВМТ

Чем отличается вантуз ВМТ-50 от ВМТ-100?

Вантуз ВМТ-50 имеет номинальный диаметр присоединительного фланца 50 мм и рассчитан на водоводы диаметром до 200–300 мм. ВМТ-100 оснащен фланцем Ду 100 мм, увеличенной камерой и поплавком повышенной плавучести, что обеспечивает впуск и выпуск воздуха до 450–700 м³/ч на магистралях диаметром от 300 до 1200 мм.

Почему из выпускного отверстия вантуза постоянно подкапывает вода?

Основная причина — загрязнение посадочного седла механическими примесями (окалиной, песком, ржавчиной) либо износ резинового уплотнителя клапана. Для устранения неисправности перекрывают отсечную задвижку, снимают верхнюю крышку вантуза и промывают поплавковую камеру чистой водой.

Как правильно рассчитать диаметр вантуза для водовода?

Диаметр вантуза выбирают по расчетному расходу впускаемого воздуха при опорожнении трубы самотеком. Как правило, диаметр вантуза принимается равным 1/8–1/10 от диаметра защищаемого водовода (для трубы Ду 500 мм выбирают вантуз Ду 50–80 мм, для трубы Ду 800–1000 мм — вантуз Ду 100 мм).

Можно ли устанавливать вантуз на горизонтальном участке трубы без уклона?

Да, на протяженных горизонтальных участках без выраженных переломов рельефа вантузы устанавливают с шагом не более 500–700 метров. Это предотвращает растягивание воздушных скоплений вдоль верхней образующей свода трубы.

Вывод

Установка чугунных фланцевых вантузов ВМТ-50 и ВМТ-100 — обязательное инженерное условие безаварийной эксплуатации напорных водопроводных сетей. Правильный расчет точек установки и выбор надежной заводской арматуры защищают водоводы от разрушительных гидроударов и продлевают срок службы стальных и чугунных магистралей на десятилетия.