Глава IV.ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЗАТВОРЫ.

17. Сифоны.

Для защиты помещений от проникновения в них воздуха и газов из канализационной сети через санитарные приемники непосредственно под последними (или в некоторых только случаях за группой их) ставится гидравлический затвор (сифон).

Водяные затворы наиболее часто применяющихся у нас типов имеют вид букв S или U (рис. 32). В зависимости от направления выводного конца сифона они называются прямыми, горизонтальными или косыми. Соответственно назначению сифонов их устройство должно быть таково, чтобы гидравлический затвор не нарушался ни при каких обстоятельствах. Для этого необходимо, чтобы столб воды в сифоне всегда закрывал целиком проходное сечение.

Опорожнение сифона возможно: 1) вследствие высасывания его благодаря создавшемуся разрежению в канализационной трубе, 2) при протекании через сифон жидкости с большой скоростью, которая, создав разрежение за гидравлическим затвором, увлекает воду из него, 3) при высыхании воды вследствие длительного бездействия приемника, 4) из-за повышения давления в канализационной трубе сверх атмосферного, вследствие чего вода из сифона выбрасывается в приемник. Хотя не все эти случаи равно опасны, тем не менее первое требование, которое предъявляется к сифону,- сопротивляемость высасыванию, выбрасыванию или самосифонированию воды из затвора. Нередко к этой сопротивляемости сводят весь вопрос о сифонах; между тем это требование не единственное.

Не менее важным требованием является свободный без механической помощи пропуск сифоном спускаемой жидкости. В сифоне не должно образовываться осадков. Он должен самоочищаться. Внутренняя поверхность сифона должна быть гладкой и самоомываться при протекании жидкости. Из этого вытекает требование, что сифон не должен иметь трещин, раковин, отдулин, а также каких-либо внутренних выступов, способных задерживать волос, лоскутки, спички и т. п.

Необходимо, чтобы в сифоне не было невидимых и недоступных стенок, повреждение которых может повлечь проход канализационных газов в дом.

В сифоне со стороны стока не должно иметься каких-либо набивок, соединений, пробок, допускающих возможность легкого ослабления и прохода газов или сточной жидкости в помещение. Вместе с тем в сифоне должен быть доступ для прочистки его при засорении.

Для достижения большей устойчивости гидравлического затвора в сифоне у нас обычно увеличивают высоту слоя воды в нем. Однако наряду с этим возможно применение следующих мероприятий: 1) увеличение объема жидкости в сифоне, 2) создание более извилистого пути для движения воды в сифоне, 3) введение механизмов, препятствующих обратному течению воды, 4) создание вихревого движения воды при проходе через сифон.

Все эти мероприятия увеличивают сопротивление срыву гидравлического затвора. Однако за исключением последнего они все увеличивают также и возможность засорения сифона. Поэтому увеличение высоты водяного затвора целесообразно лишь в известных пределах, причем в ряде американских правил она не допускается выше 100 мм. Докладом комитета Гувера она рекомендуется в пределах 50-100 мм. У нас по правилам II Всесоюзного (XIV) водопроводного и санитарно-технического съезда высота запирающего слоя воды должна быть не менее 100 мм за исключением ватер-клозетов, для которых она допускается не менее 60 мм.

Увеличение объема воды в сифоне не дает существенного повышения устойчивости гидравлического затвора, зато уменьшает скорость движения воды, что способствует образованию осадков. Достоинство этого типа сифонов (барабанных и шаровых - рис. 33) заключается в том, что в нем гидравлический сифон успешно сохраняется при продолжительном бездействии прибора. Вообще в таких случаях скорость испарения воды из сифона зависит от температуры, влажности воздуха, скорости движения его, выставленной поверхности воды и пр. Ввиду сильного различия всех этих факторов и не изученности этого вопроса вообще точных данных о величине испарения затворов не имеется.

По американским данным практически считают, что за десятидневку столб воды в невентилируемом сифоне уменьшается примерно на 12,5 мм, в вентилируемом - на 25 мм, а барабанные сифоны с небольшой выставленной поверхностью воды сохраняют затвор иногда до 6-12 месяцев. Вообще барабанные сифоны пригодны там, где сточные воды чисты или мало выделяют осадков.

Сифоны с удлиненным извилистым проходом путем введения перегородок (рис. 34, 1) нежелательны и рядом канализационных правил запрещены. Хотя этот тип увеличивает сопротивление срыву гидравлического затвора, однако он увеличивает и опасность застревания твердых предметов. Кроме того в скрытых внутри перегородках возможно наличие или образование отверстий, трещин, дающих возможность проникновения канализационных газов в помещение. Принцип действия этих сифонов заключается в том, что в случае прорыва главного (верхнего) сифона оставшееся количество воды бывает достаточно для образования сифона у низа перегородки. К наиболее простым конструкциям затворов этого типа относится сифон инж. И. Н. Извекова, в котором применена добавочная перегородка с увеличением количества воды.

Весьма интересна и надежна германская конструкция сифона, соединенного с ревизией (рис. 34, 2). В этом случае высасывание водяного

затвора невозможно благодаря хорошей его вентиляции непосредственно от стояка. Но в случае прорыва сифона гидравлический затвор образуется в нижней части прибора. При засорении сифона открывается верхнее ревизионное отверстие и грязь спускается через поднимающийся нижний клапан. Конечно он должен запираться вполне плотно. Недостатки сифона- сравнительная сложность и высокая стоимость.

В последнее время за границей получили широкое распространение фляжечные сифоны (рис. 34-3) с отвинчивающейся снизу крышкой. Такое устройство дает возможность хорошо прочищать сифон при его засорении. Самый сифон присоединяется к выпускной (из прибора) трубе также на резьбе.

Сифоны у нас выполняются всегда чугунные диаметром в 50 или 100 мм. Германские правила требуют следующих диаметров сифонов.

Умывальники для рук и другие мелкие приборы емкостью до 5 л не мене 30мм

Умывальники, биде и т. п 40

Раковины, траппы, ванны 50

Ванные, траппы в прачечных 70

Ватер-клозеты, дождеприемники 100

Высота водяного затвора требуется следующая:

Ватер-клозеты, писсуары 50мм

Траппы 60,80

Жироловки, дождеприемники 100

Прочие приемники 70

Никаких однако научных обоснований под эти требования не подведено. В США поставлено научное изучение этого вопроса. По американским данным диаметр сифона почти не оказывает влияния на стойкость гидравлического затвора, конечно при условии, что диаметр достаточно велик, чтобы пренебречь трением о стенки, задерживающим движение воды. Этому условию удовлетворяет минимальный диаметр - около 25 мм. Это подтверждают результаты опытов Иллинойского университете (рис. 35). Как видно, колебание уровня воды в U-образных сифонах возрастает с увеличением расхода в стояке. Но даже в сифонах сильно отличающегося и небольшого диаметра (6 и 22 мм) колебания почти одинаковы.

Тот же характер явления виден из рис. 36. Здесь колебания уровня в U-образных сифонах 50, 75 и 100 мм при одинаковых расходах воды в стояке совсем совпадают.

Увеличение глубины затвора не отражается на величине колебания уровня воды в нем. Опыты, проделанные над 50-мм U-образными сифонами, показывают, что расход воды по стояку оказывает сильное влияние на колебание уровня воды в сифоне. Величина же колебания на затворах высотой от 12 до 75 см при одних и тех же расходах в стояке примерно одинакова (рис. 36а).

Что касается стойкости гидравлического затвора в отношении срыва его, то она в пределах практической высоты затвора прямо пропорциональна ей. Характер явления и его неточности (до высоты сифонов, практически не употребляющейся) представлены на рис. 37.

Как видно, для срыва затвора требуется разрежение в трубе, большее высоты гидравлического затвора на 50 - 70°/о. Например для срыва сифона в 50 мм требуется разрежение 9 см.

Нередко вследствие испарения воды сифон бывает не вполне заполнен.

Стойкость такого незаполненного сифона зависит от того, достаточен ли объем воды для заполнения низа сифона и противоположной давлению вертикальной части сифона. Если достаточен, то стойкость сифона не уменьшается.

Сифоны с движущимися частями (клапаном, шаром - рис. 38) нередко бывают хороши по идее, но ненадежны в работе, так как при засорении не запирают. Действие например шарового клапана основано на том, что при понижении уровня воды плавающий шар опускается и запирает отверстие, что не всегда на самом деле происходит.

Американские центробежные сифоны (рис. 33,1), в которых жидкость получает вихревое движение, надежны в эксплуатации, устойчивы против высасывания, не засоряются, но часто бывают громоздки и неудобны в размещении.

В общем самыми простыми и при правильном устройстве достаточно надежными являются обыкновенные S- и U-образные сифоны. Так как они кроме того требуют меньше металла, стоят дешевле, то их следует пока в качестве массовых применять у нас в обыкновенных условиях. При этом для ряда мелких приемников и их диаметр и высота могут быть меньше 50 мм.

Самая опасность высасывания затвора в местах частого пользования санитарными приемниками не должна преувеличиваться: даже в редком случае прорыва при первом пользовании затвор будет восстановлен. Конечно над каждым приемником (ванна, раковина, умывальник и т. п.) должен иметься водопроводный кран для освежения и пополнения гидравлического затвора. Выбрасывание воды в приемник не опасно потому, что она опять стечет в сифон.

Только в особо высоких зданиях несифонирующие затворы могут стать у нас достаточно необходимыми.

Сифоны в траппах в отношении гидравлического затвора должны удовлетворять указанным выше условиям. В частности не следует в траппах иметь клапанов, шаров (рис. 39) и вообще движущихся частей. Необходимо иметь доступ к сифону для его осмотра и прочистки, для чего крышка траппа делается съемная.

В Англии, в некоторых штатах США, местами в Германии (рис. 6) употребляются домовые сифоны для отделения внутренней канализационной сети от наружной. Цель устройства предохранить проникновение канализационных газов из уличной сети в трубопроводы здания (рис. 40).Эта система является мало целесообразной, к признанию чего начинают приходить даже в родоначальнице ее -Англии.

Домовые сифоны требуют отдельной вентиляции для наружной сети и особого подвода воздуха к внутренней; они повышают опасность засорения и срыва гидравлических затворов во внутренней сети, ухудшают вообще санитарные условия работы внутренней канализации. Поэтому вполне правильно, что домовые сифоны у нас не употребляются. Перенимать же их из-за границы во всяком случае не следует. Тип прочистки, представленный на последнем рисунке, может найти у нас применение.