Как работает обратный клапан для воды: для чего нужен, принцип действия, виды

для чего нужен, принцип действия, виды

1. Назначение и принцип действия
2. Конструктивные особенности
3. Основные виды
4. Как правильно выполнить установку
5. Как самостоятельно изготовить обратный клапан

Обязательным элементом оснащения автономных водопроводных систем на дачах и в загородных домах является обратный клапан. Именно такое техническое устройство, которое может иметь различное конструктивное исполнение, обеспечивает движение жидкости по трубопроводу в требуемом направлении. Обратные клапаны, устанавливаемые в системе автономного водоснабжения, надежно защищают ее от последствий нештатных ситуаций. Относящиеся к арматурным устройствам прямого действия, обратные клапаны срабатывают автоматически, для чего используется энергия рабочей среды, транспортируемой по трубопроводной системе.

Обратный клапан нужен для защиты водопроводной системы в случае возникновения внештатных ситуаций

Назначение и принцип действия

Основная функция, которую выполняет обратный клапан для воды, состоит в том, что он защищает систему водоснабжения от критических параметров потока жидкости, транспортируемой по трубопроводу.

Наиболее частой причиной критических ситуаций является остановка насосной установки, что может привести к целому ряду негативных явлений – сливу воды из трубопровода обратно в скважину, раскручиванию крыльчатки насоса в обратном направлении и, соответственно, поломке.

Защитить водопроводную систему от перечисленных негативных явлений позволяет установка обратного клапана на воду. Кроме того, обратный клапан для воды предотвращает последствия, которые вызывает гидравлический удар. Использование обратных клапанов в трубопроводных системах позволяет сделать их работу более эффективной, а также обеспечить корректное функционирование насосного оборудования, которым такие системы оснащены.

Принцип работы обратного клапана

Принцип работы обратного клапана достаточно прост и заключается в следующем.

• Поток воды, поступающий в такое устройство под определенным давлением, воздействует на запорный элемент и отжимает пружину, при помощи которой данный элемент удерживается в закрытом состоянии.
• После сжимания пружины и открытия запорного элемента вода начинает свободно перемещаться через обратный клапан в требуемом направлении.
• Если уровень давления рабочего потока жидкости в трубопроводе падает или вода начинает двигаться не в том направлении, пружинный механизм клапана возвращает запорный элемент в закрытое состояние.

Действуя таким образом, клапан обратный предотвращает образование нежелательного обратного потока в трубопроводной системе.

Обратный клапан пружинного типа с золотниковой тарелкой из нейлона

При выборе модели затвора, устанавливаемого на водопровод, важно знать нормативные требования, которые предъявляют к таким устройствам производители насосного оборудования. Техническими параметрами, по которым в соответствии с этими требованиями выбирают обратный клапан для воды, являются:

• рабочее, пробное и номинальное давление закрытия;
• диаметр посадочной части;
• условная пропускная способность;
• класс герметичности.

Информация о том, каким техническим требованиям должен соответствовать обратный клапан для воды, как правило, содержится в документации на насосное оборудование.

Клапан обратный однодисковый муфтовый

Для оснащения систем водоснабжения бытового назначения используют обратные клапаны пружинного типа, диаметр условного прохода входит в интервал 15–50 мм. Несмотря на свои компактные размеры, такие устройства демонстрируют высокую пропускную способность, обеспечивают надежность эксплуатации трубопровода, низкий уровень шума и вибрации в трубопроводной системе, на которой их устанавливают.

Еще одним положительным фактором использования обратных клапанов в системе водоснабжения является то, что они способствуют снижению давления, создаваемого водяным насосом, на величину 0,25–0,5 Атм. В связи с этим обратный клапан для воды позволяет снижать нагрузку как на отдельные элементы оснащения трубопроводов, так и на всю систему водоснабжения в целом.

Конструктивные особенности

Одним из наиболее распространенных материалов, из которого делают корпусную часть клапанов обратного хода воды, является латунь. Выбор данного материала не случаен: этот сплав демонстрирует исключительно высокую устойчивость к воздействию химически агрессивных веществ, которые могут находиться в транспортируемой по трубопроводу воде в растворенном или взвешенном состоянии. К таким веществам, в частности, относятся минеральные соли, сера, кислород, марганец, соединения железа и др. Наружную поверхность затворов, которая в процессе их эксплуатации также подвергается воздействию негативных факторов, часто защищают специальным покрытием, наносимым гальваническим методом.

Устройство обратного клапана предполагает наличие золотника, для изготовления которого также может использоваться латунь или прочный пластик. Уплотнительная прокладка, присутствующая в конструкции обратного клапана, может быть резиновой или силиконовой. Для изготовления важного элемента запорного механизма – пружины – используют, как правило, нержавеющую сталь.

Устройство пружинного обратного клапана

Итак, если говорить о конструктивных элементах пружинного обратного клапана, то данное устройство состоит из:

• корпуса составного типа, элементы которого соединяются между собой посредством резьбы;
• запорного механизма, конструкция которого включает в себя две подвижные золотниковые тарелки, установленные на специальном штоке, и уплотнительную прокладку;
• пружины, установленной между золотниковыми тарелками и посадочным седлом на выходе из пропускного отверстия.

Принцип действия пружинного обратного клапана также достаточно прост.

• Поток воды, поступающий в обратный затвор под требуемым давлением, воздействует на золотник и отжимает пружину.
• При сжатии пружины золотник перемещается по штоку, открывая пропускное отверстие и предоставляя потоку жидкости возможность свободно перемещаться через устройство.
• При падении давления потока воды в трубопроводе, на котором стоит обратный клапан, или в тех случаях, когда такой поток начинает двигаться не в том направлении, пружина возвращает золотник на его посадочное место, закрывая пропускное отверстие устройства.

Устройство поворотного обратного клапана

Таким образом, схема работы обратного клапана достаточно проста, но тем не менее обеспечивает высокую надежность подобных устройств и эффективность их использования в трубопроводных системах.

Основные виды

Разобравшись с тем, как работает обратный клапан, устанавливаемый в водопроводной системе, следует также понять, как правильно его выбирать. На современном рынке предлагаются различные виды обратных клапанных устройств, конструкция, материал изготовления и схема работы которых могут серьезно различаться.

Пружинный обратный клапан муфтового типа

Корпус затворов данного типа состоит из двух цилиндрических элементов, соединяемых между собой при помощи резьбы. В запорный механизм входят пластиковый шток, верхняя и нижняя золотниковые тарелки. Положение элементов запорного механизма в закрытом состоянии, а также их открытие в тот момент, когда давление потока воды достигнет требуемого уровня, обеспечивает пружина. Между собой составные элементы корпуса соединяются с использованием уплотнительной прокладки.

Конструкция муфтового обратного клапана с металлическим седлом

Пружинный обратный клапан с латунным золотником и золотниковой камерой сферической формы

Отличительные особенности затворов этого типа легко заметить даже на фото. Латунный корпус такого клапана в его средней части, где располагается золотниковая камера, имеет сферическую форму. Такая конструктивная особенность позволяет увеличить объем золотниковой камеры и, соответственно, пропускную способность обратного клапана.

Запорный механизм водяного клапана данного типа, основу которого составляет латунный золотник, работает по такому же принципу, что и в клапанных устройствах любого другого типа.

Устройство латунного обратного клапана со сферической камерой

Комбинированный обратный клапан пружинного типа c дренажом и воздухоотводчиком

У многих из тех, кто решил самостоятельно заняться монтажом трубопроводной системы, нередко возникает вопрос о том, для чего нужен обратный клапан, оснащенный дренажной и воздухоотводной системами. Использование обратных клапанов данного типа (в особенности для оснащения трубопроводов, по которым транспортируются горячие рабочие среды) позволяет упростить процесс монтажа и технического обслуживания таких систем, повысить их надежность, снизить суммарное гидравлическое давление, уменьшить количество монтажных соединений.

На корпусе затворов данного типа, что можно увидеть даже на фото, имеется два патрубка, один из которых используется для монтажа воздухоотводчика, а второй выполняет функцию дренажного элемента. Патрубок для воздухоотводчика, на внутренней поверхности которого нарезана резьба, располагается на корпусе устройства над золотниковой камерой (ее приемной частью). Необходим такой патрубок для стравливания воздуха из трубопроводной системы, для чего дополнительно используется кран Маевского. Назначение патрубка, который располагается на противоположной стороне корпуса – на выходе из клапана, состоит в том, чтобы сливать из системы жидкость, скопившуюся после клапанного устройства.

Комбинированный обратный клапан сокращает количество монтажных соединений

Если установить горизонтальный обратный клапан, то его патрубок для отвода воздуха можно использовать для монтажа манометра. Если поставить комбинированный обратный клапан на трубопроводе вертикально, то его дренажный патрубок можно будет применять для слива воды, скопившейся после такого устройства, а патрубок воздухоотводчика – для удаления из той части трубопровода, которая расположена до обратного клапана, воздушных пробок. Именно поэтому, решая, как установить обратный клапан комбинированного типа, следует четко понимать, какие функции должен выполнять такой затвор.

Пружинные клапаны с полипропиленовым корпусом

Обратные клапаны, корпус которых выполнен из полипропилена, даже если взглянуть на фото таких устройств, внешне очень напоминают косые отводы. Такие типы обратных клапанов, для монтажа которых используется метод полифузионной сварки, устанавливают на трубопроводах, также изготовленных из полипропилена. Дополнительный косой отвод в конструкции затворов данного типа необходим для размещения в нем элементов запорного механизма, что облегчает техническое обслуживание такого устройства. Благодаря этому конструктивному решению выполнять техническое обслуживание и ремонт обратного клапана данного типа несложно – достаточно извлечь из его дополнительного отвода элементы запорного механизма, не нарушая целостности корпуса устройства и герметичности его установки в трубопроводной системе.

Доступность камеры полипропиленового обратного клапана позволяет легко контролировать его состояние и осуществлять чистку

Обратные клапаны других типов

В трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки воды, могут устанавливаться и другие виды обратных клапанов.

• Обратный лепестковый клапан оснащен особым запорным элементом – подпружиненным лепестком. Большим недостатком затворов данного типа является то, что при их срабатывании создаются значительные ударные нагрузки. Это негативно отражается на техническом состоянии самого затворного устройства, а также может стать причиной возникновения в трубопроводной системе гидравлического удара.
• Обратные клапанные устройства двухстворчатого типа отличаются компактными размерами и небольшим весом.
• Подъемный муфтовый обратный клапан включает в качестве запорного элемента золотник, свободно перемещающейся по вертикальной оси. В основу работы запорного механизма может быть положен гравитационный принцип, когда золотник возвращается в закрытое состояние под действием собственного веса. Для этой цели может также использоваться пружина. Если вы решили установить на трубопроводе гравитационный обратный клапан, имейте в виду, что выполнять монтаж такого устройства можно только на вертикальных участках системы. Между тем гравитационный клапан отличается простотой конструкции, при этом демонстрирует высокую надежность в процессе эксплуатации.
• Существуют обратные клапаны, запорным элементом которых служит подпружиненный металлический шарик. Поверхность такого шарика может быть дополнительно покрыта слоем резины.

Обратный клапан с сетчатым фильтром для насосных станций

Решая, какой обратный клапан лучше и нужен ли в трубопроводной системе дорогостоящий затвор более сложной конструкции, следует в первую очередь познакомиться с техническими характеристиками такого устройства и сопоставить их с параметрами работы трубопроводной системы. Основное назначение обратного клапана, как уже говорилось выше, состоит в том, чтобы пропускать воду по трубопроводу в нужном направлении и не давать потоку жидкости двигаться в обратную сторону. В связи с этим выбирать обратный клапан на воду следует исходя из того, под каким давлением в трубопроводе двигается поток воды. Естественно, что надо обязательно учитывать и диаметр труб, на которые такой клапан должен быть установлен.

Выполняя монтаж трубопровода, следует также иметь в виду, что ставить обратный клапан можно различными способами. На трубах значительного диаметра устанавливаются обратные клапаны фланцевого и межфланцевого типа, а на трубах небольшого диаметра – муфтовые затворные устройства. Сварной метод установки обратных клапанов используется преимущественно при монтаже на полипропиленовых и металлопластиковых трубах.

Если правильно выбрать обратный клапан и способ его установки, такое устройство не только прослужит длительное время, но и обеспечит корректную работу всей трубопроводной системы.

Как правильно выполнить установку

Разобравшись с вопросом о том, зачем нужен обратный клапан, и с его ролью в трубопроводной системе, следует также изучить правила его установки на уже работающем или только создаваемом трубопроводе. Монтируются такие устройства на различных элементах трубопроводных систем:

• на трубопроводах автономного и централизованного водоснабжения;
• на всасывающих линиях, обслуживаемых глубинными и поверхностными насосами;
• перед бойлерами, емкостными водонагревателями и счетчиками расхода воды.

Схема установки обратных клапанов при подключении счетчиков водоснабжения

Если вас интересуют обратные клапаны, которые могут устанавливаться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, выбирайте не гравитационные, а пружинные модели. Узнать о том, в каком направлении через клапан должен двигаться поток воды, можно по специальной стрелке, нанесенной на корпус устройства. При установке обратных клапанов муфтового типа для хорошей герметизации обязательно используйте ФУМ-ленту. Кроме того, не следует забывать, что обратные затворы нуждаются в регулярном обслуживании, поэтому устанавливать их необходимо в доступных местах трубопровода.

При монтаже обратного клапана на всасывающую магистраль погружного насоса следует позаботиться о том, чтобы перед таким устройством был установлен фильтр грубой очистки, который не даст попасть во внутреннюю часть устройства механическим примесям, содержащимся в подземной воде. В качестве такого фильтра также может быть использована перфорированная или сетчатая обойма, в которую помещают обратный клапан, установленный на входном конце всасывающей магистрали погружного насоса.

При установке обратного клапана на уже работающем трубопроводе следует предварительно отключить систему от подачи воды и только затем заниматься монтажом затворного устройства.

Как самостоятельно изготовить обратный клапан

Несложная конструкция обратного клапана позволяет в случае необходимости изготовить его своими руками.

Схема самодельного обратного клапана

Для решения этой задачи вам потребуются следующие материалы и инструменты:

• тройник с внутренней резьбой, который будет выполнять функцию корпуса;
• муфта с резьбой на наружной поверхности – седло самодельного обратного клапана;
• жесткая пружина, изготовленная из стальной проволоки;
• стальной шарик, диаметр которого должен быть немного меньше, чем диаметр отверстия в тройнике;
• стальная резьбовая заглушка, которая будет выполнять функцию упора для пружины;
• стандартный набор слесарных инструментов и уплотнительная ФУМ-лента.

Как работает обратный клапан?

1. Главная
2. Информация
3. Статьи
4. Как работает обратный клапан?

Как же понять принципы работы обратного клапана? Все просто: поток воды, проходящий под механизмом, протекает через седло клапана и поднимает последний. При движении же в обратную сторону поток прижимает клапан к отверстию, проход воды получается перекрыт и поэтому в обратном направление движение воды уже невозможно.

Обратные клапаны в зависимости от конструкции, а также с учетом сферы применения подразделяются на различные виды, соответственно, и в принципах работы у каждого есть свои нюансы.

Выделяют следующие разновидности клапанов:

• подъемные;
• поворотные;
• двухстворчатые;
• шаровые;
• дисковые.

Рассмотрим поподробнее специфику их работы.

Подъемный клапан

Подъемные клапаны, как правило, используются в сетях теплоснабжения. Изготавливаются они обычно из стали или чугуна. Данные металлы обеспечивают надежность и прочность конструкции, неприхотливость к качеству носителя, хорошую герметичность, но в то же время и большую массу изделия. Принципы работы подъемного клапана следующие: затвор, являясь запорным органом, вследствие посадки в седло перекрывает рабочую среду. Когда рабочая среда проходит под запорный орган, он открывается и пропускает поток, когда происходит движение в противоположную сторону, запорный орган прижимается к седлу, блокируя при этом выход рабочей среды.

Поворотный клапан

Область использования поворотного клапана – горячее водоснабжение, а также системы отопления. Поворотные клапаны по способу соединения подразделяются на:

• муфтовые (сделаны из чугуна или латуни, значительным их преимуществом является то, что при их использовании происходит значительно меньшая потеря напора по сравнению, например, с дисковыми клапанами),
• фланцевые (обладают большим весом и размерами, имеют более высокую стоимость),
• межфланцевые (являются более дешевым вариантом, имеют небольшие размеры, но потеря напора при их использовании гораздо больше чем у фланцевых).

Запорным органом у поворотного клапана является диск, закрепленный на оси, вне сечения. Поворотные краны пользуется большим спросом при их использовании с трубами, чей диаметр больше 5 см.

Двухстворчатый клапан.

Преимуществами двухстворчатых клапанов являются компактные габариты и невысокая цена изделия. Тем не менее, такие клапаны очень капризны к качеству передаваемого вещества, а также при его использовании сталкиваешься с проблемой значительной потери напора. Запорным органом в таком клапане являются две створки, расположенные на оси, которая регулирует силу сопротивления.

Шаровой клапан.

Такая арматура часто используется в канализационных сетях, поскольку там нужна хорошая пропускная способность. У шарового клапана внушительные габариты, вес, соответственно и более высокая стоимость. Запорным органом в такой арматуре выступает шаровой золотник. Изготавливается последний из резины или полимера. Под воздействием веса золотника происходит блокирование потока.

Дисковый клапан.

Плюсами таких клапанов также являются незначительные габариты и вес, удобство при монтаже благодаря пружинной конструкции, минусами — опять же большие потери напора. Дисковые клапаны обычно применяются на трубах диаметром менее 5 см. Как видно из названия, в данном виде клапана запорным органом выступает диск, находящийся поперек оси и движущийся вдоль неё.

Для различных разновидностей клапанов свойственны свои особенности открытия и закрытия, но для всех характерна одинаковая суть работы. Что важно, при установке правильно подберите обратную арматуру и инсталлируйте её в свою систему согласно всем требованиям и характеристикам.

Обратный клапан

— Принцип работы

Рисунок 1. Обратный клапан

Обратный клапан, также называемый односторонним клапаном, представляет собой устройство, позволяющее потоку жидкости двигаться только в одном направлении. Основное назначение обратного клапана — предотвратить обратный поток в системе. Обратные клапаны — это дешевое, эффективное и простое решение потенциальной проблемы. Обратный поток может вызвать проблемы, если поток загрязнен и, следовательно, загрязняет среду выше по потоку. Например, канализационная линия будет иметь обратный клапан, чтобы гарантировать, что отходы могут уйти, но не вернуться в систему, из которой они произошли. На рис. 1 показан пример обратного клапана.

Существуют различные размеры, конструкции и материалы, чтобы обеспечить наличие обратного клапана для любого применения. Обычно используются двухходовые обратные клапаны. Обратные клапаны с вентиляционными отверстиями используются в качестве трехходовых обратных клапанов для защиты поступающей воды от загрязнения, вызванного обратным потоком. Атмосферный клапан позволяет сбрасывать очищенную воду в существующую канализацию. Стрелка на его крышке указывает направление потока обратного клапана.

Содержание

• Как работает обратный клапан?
• Тип обратного клапана
• Двойные обратные клапаны и двойные обратные клапаны
• Материалы обратного клапана
• Критерии выбора
• Приложения
• Символы обратного клапана
• Часто задаваемые вопросы

• латунные обратные клапаны

• обратные клапаны из нержавеющей стали

• обратные клапаны из ПВХ

 

Как работает обратный клапан?

Давление срабатывания

Обратному клапану требуется минимальное давление на входе (перепад давления между входом и выходом), чтобы открыть клапан и пропустить среду через него. Это минимальное давление перед клапаном, при котором открывается клапан, называется давлением срабатывания обратного клапана. Удельное давление срабатывания изменяется в зависимости от конструкции и размера клапана, поэтому убедитесь, что давление в системе может создать давление срабатывания выбранного обратного клапана (клапанов). ).

Закрытие

Если давление на входе падает ниже давления открытия или возникает противодавление (поток пытается перейти от выхода к входу), обратный клапан закроется. Как правило, обратные клапаны имеют затвор, шар, диафрагму или диск, которые прижимаются к уплотнению, чтобы закрыть обратный клапан. Гравитация или пружина могут помочь процессу закрытия. Когда входное давление падает ниже давления срабатывания или возникает противодавление, клапан закрывается под действием силы тяжести, пружины и/или за счет противодавления.

Ориентация при установке

Поскольку обратный клапан пропускает поток только в одном направлении, очень важно знать правильную ориентацию при установке. Как правило, стрелка на корпусе клапана указывает направление потока. Если стрелки нет, осмотрите клапан, чтобы убедиться, что он установлен в предполагаемом направлении потока. Если клапан установлен задом наперёд, среда не сможет проходить через систему, а возникающее в результате повышение давления может привести к её повреждению.

Нормально открытые и нормально закрытые обратные клапаны

Нормально открытый обратный клапан позволяет среде свободно течь, но перекрывает поток в случае обратного потока. Нормально закрытый обратный клапан предотвращает протекание среды через него до тех пор, пока не нарастает давление срабатывания, после чего клапан открывается.

Типы обратных клапанов

Обратные клапаны работают по-разному в зависимости от их конструкции. Наиболее распространенным обратным клапаном является подпружиненный встроенный обратный клапан; однако мы обсудим несколько типов ниже.

Подпружиненный линейный обратный клапан

Проходные подпружиненные обратные клапаны распространены, просты в понимании и имеют простую конструкцию. На рис. 2 показан подпружиненный линейный обратный клапан в открытом и закрытом положениях. Стрелки указывают направление потока. Когда поток входит во входной порт клапана, он должен иметь достаточное давление (силу), чтобы преодолеть давление открытия и усилие пружины. Давление толкает диск, открывая отверстие и позволяя потоку проходить через клапан. Когда входное давление становится недостаточно высоким или противодавление достаточно, противодавление и пружина прижимают диск к отверстию и запирают клапан. Пружина, наряду с коротким ходом диска, обеспечивает быстрое время реакции на закрытие. Такая конструкция клапана также предотвращает скачки давления в магистрали, предотвращая гидравлический удар.

Обычные типы подпружиненных встроенных обратных клапанов также называются «сопловыми обратными клапанами», «тарельчатыми обратными клапанами», «осевыми обратными клапанами», «перепускными обратными клапанами», «бесшумными» или «тихими» обратными клапанами, или «обратные клапаны против гидравлического удара» Они могут быть установлены в вертикальном или горизонтальном положении. Однако, поскольку они соответствуют системе, они должны быть полностью удалены с линии для проверки и/или обслуживания. Обратный клапан с двумя пластинами имеет две подпружиненные пластины, установленные на центральном штифте. Такая конструкция эффективно предотвращает захлопывание и гидравлический удар.

Рис. 2: Подпружиненный линейный обратный клапан открыт (слева) и закрыт (справа). Рабочими элементами являются корпус клапана (А), диск (В), пружина (С) и направляющая (D).

Подпружиненный Y-образный обратный клапан

Подпружиненный Y-обратный клапан работает аналогично линейным подпружиненным обратным клапанам. Отличие в том, что пружина и подвижный диск расположены под углом. Это создает форму «y», отсюда и название клапана. Он работает так же, как линейный клапан, но поскольку подвижные компоненты расположены под углом, их можно осматривать и обслуживать, когда клапан подключен к системе. Эти клапаны больше по размеру и занимают больше места в системе.

Рис. 3: Y-образный обратный клапан

Шаровой обратный клапан

В шаровом обратном клапане используется свободно плавающий или подпружиненный шар, который опирается на седло уплотнения для закрытия отверстия. Уплотнительное седло обычно имеет коническую форму, чтобы направить шар в седло и создать надежное уплотнение, тем самым останавливая обратный поток. Когда давление жидкости на входе превышает давление срабатывания, шар смещается со своего места, что обеспечивает поток. Когда входное давление не превышает давления открытия или есть противодавление, шар закроется под действием противодавления или пружины, эффективно закрывая отверстие. Шаровые обратные клапаны True Union позволяют легко снимать и заменять шары, устраняя необходимость покупать новый клапан. Прочтите нашу статью о шаровых обратных клапанах для получения дополнительной информации.

Рис. 4. Подпружиненный шаровой обратный клапан в открытом положении, пропускающем поток (A), и в закрытом положении, предотвращающем обратный поток (B)

Мембранный обратный клапан давление на входе увеличивается.

На рис. 5 (слева) показан нормально открытый мембранный обратный клапан с «минимальным» давлением на входе, которое позволяет среде проходить через него. По мере увеличения давления на входе диафрагма изгибается и открывается, позволяя большему потоку, как показано на рис. 5 (в центре). Если возникает обратное давление (или это нормально закрытый обратный клапан с диафрагмой), диафрагма будет прижата к отверстию и запечатает его, чтобы предотвратить обратный поток, как показано на рисунке 5 (справа). Мембранные обратные клапаны идеально подходят для систем низкого давления или вакуума.

Рис. 5: Мембранный обратный клапан нормально открыт (слева), открыт под давлением на входе (посередине) и закрыт под давлением обратного потока (справа).

Подъемный обратный клапан

Подъемный обратный клапан состоит из направляющего диска, который приподнимается (поднимается) над седлом клапана для обеспечения потока среды. Для преодоления силы тяжести и/или сопротивления пружины требуется давление разрыва. Направляющая удерживает диск на вертикальной линии для повторной установки с правильным выравниванием и уплотнением.

Чаще всего подъемные обратные клапаны заставляют среду делать 9Поворот на 0 градусов, как показано на рис. 6. Если нет пружины, помогающей закрыть, важно учитывать монтажную ориентацию, чтобы гарантировать, что диск закрывается под действием силы тяжести.

Рисунок 6: Подъемный обратный клапан в открытом положении (слева) и закрытом положении (справа)

Поворотный обратный клапан

Поворотные обратные клапаны называются обратными клапанами с откидным диском или откидным клапаном. У них есть диск на шарнире (или цапфе), который открывается под давлением на входе. Диск закрывается при уменьшении входного давления или наличии обратного потока. Если нет пружины, помогающей закрыть, важно учитывать монтажную ориентацию, чтобы гарантировать, что диск закрывается под действием силы тяжести. Двойной диск или обратный клапан с двойной дверью имеет центральный диск, который разделен на две полукруглые двери, которые функционируют независимо, шарнирно закреплены на центральной точке поворота. На рис. 7 показан пример поворотного обратного клапана. Прочтите нашу статью о поворотных обратных клапанах для получения дополнительной информации.

Рисунок 7: Поворотный обратный клапан. Крышка с болтовым креплением (A), петля или цапфа (B), корпус клапана (C), диск (D), уплотнение (E)

Запорный обратный клапан

Запорный обратный клапан обычно представляет собой подпружиненный Y-образный обратный клапан или подъемный обратный клапан с функцией ручного управления. Это позволяет клапану функционировать как обычный обратный клапан и предотвращать обратный поток. Для поддержания клапана в открытом или закрытом состоянии можно использовать внешний механизм. Таким образом, запорный обратный клапан может работать как два клапана в одном: клапан регулирования потока и клапан предотвращения обратного потока. Они широко используются в электростанциях, циркуляционных котлах, парогенераторах, охлаждении турбин и системах безопасности.

Рисунок 8: Обратный клапан: На ​​рисунке 1 показан клапан, закрытый пружиной. На рисунке 2 давление превышает усилие пружины, заставляя клапан открываться. На рисунке 3 клапан открывается приводом, оставляя клапан открытым. Части клапана включают привод (A), приводной вал и резьбу (B), пружину (C) и диск (D).

Дроссельные или межфланцевые обратные клапаны

Термины дисковый обратный клапан и межфланцевый обратный клапан часто используются взаимозаменяемо. Они состоят из диска в форме бабочки или вафли на шарнире и пружины. Две стороны открываются, когда давление на входе превышает давление открытия, как показано на рисунке 9.. Когда давление на входе уменьшается или возникает обратный поток, пружина шарнира (или противодавление) закрывает диск, эффективно герметизируя его. Этот тип клапана обеспечивает прямолинейный поток среды с минимальными препятствиями. Межфланцевые поворотные обратные клапаны имеют гладкую конструкцию и могут устанавливаться в узких фланцевых пространствах.

Рисунок 9. Дроссельный или межфланцевый обратный клапан

Обратный клапан типа «утконос»

Клапаны типа «утконос» позволяют потоку проходить через мягкую трубку, конец которой имеет естественную уплощенную форму, как показано на рис. 10. Эта уплощенная форма напоминает утиный клюв, отсюда и название клапана. Поток открывает уплощенный конец утконоса, позволяя среде пройти. Когда давление с входной стороны снимается, конец утконоса возвращается в сплющенное состояние, перекрывая поток.

Рисунок 10: Обратный клапан типа «утконос»

Донный клапан

Донный клапан представляет собой обратный клапан в сочетании с сетчатым фильтром на входной стороне. Сетчатый фильтр предотвращает попадание мусора, который может засорить или повредить что-либо ниже по потоку, в обратный клапан. Этот клапан устанавливается в конце участка трубопровода, так как его вход не имеет точки подключения. Обычные типы обратных клапанов, входящие в состав донных клапанов, представляют собой встроенные пружинные или встроенные шаровые обратные клапаны. Обычно они устанавливаются на конце всасывающей линии насоса водяной скважины, топливного бака или любого другого устройства, где всасывающая линия расположена ниже насоса. Их можно использовать для поддержания насоса в рабочем состоянии, предотвращения обратного откачивания жидкости и предотвращения попадания мусора в линию. На рис. 11 показан пример обратного клапана.

Рисунок 11: Донный клапан

Обратный клапан с двумя пластинами

Обратный клапан с двумя пластинами имеет две подпружиненные пластины, установленные на центральном штифте. Такая конструкция эффективно предотвращает захлопывание и гидравлический удар.

Двойные обратные клапаны и двойные обратные клапаны

Двойной обратный клапан

Двойной обратный клапан в сборе состоит из двух обычных обратных клапанов, соединенных последовательно. Двойной обратный клапан имеет две функции:

• Если один обратный клапан заблокирован в открытом положении, другой клапан берет на себя необходимую функцию.
• Закрытие одного обратного клапана снижает перепад давления на другом клапане, обеспечивая более плотное уплотнение и предотвращая даже незначительные утечки.

Предохранитель обратного потока с двойным обратным клапаном используется для предотвращения обратного давления и обратного сифонирования в таких устройствах, как пожарные спринклеры и орошение газонов. Один обратный клапан обычно используется для защиты жидкости категории 2, когда возможны изменения температуры, вкуса или запаха жидкости. Двойной обратный клапан обычно используется для защиты жидкости категории 3, которая включает вещества с низким уровнем токсичности (например, обычные дезинфицирующие средства).

Двойной обратный клапан

Двойной обратный клапан для предотвращения обратного потока подобен двойному обратному клапану. Конфигурация имеет два последовательных подпружиненных обратных клапана и обычно не включает запорные клапаны. Двойной обратный клапан эффективен против обратного сифонирования и обратного давления. Однако он одобрен только для жилых подключений.

Материалы обратного клапана

Латунный обратный клапан

Латунные обратные клапаны отлично подходят для воздуха, воды, масла или топлива. Однако они не устойчивы к морской, очищенной или хлорированной воде. Они менее устойчивы к нагреву и коррозии по сравнению с нержавеющей сталью и обычно используются для приложений с низким давлением.

Обратный клапан из нержавеющей стали

Обратный клапан из нержавеющей стали обладает превосходной стойкостью к коррозии, нагреву и низким температурам, а также обладает превосходными механическими свойствами. Для приложений, не требующих высокой прочности или сопротивления, нержавеющая сталь обычно не является экономически эффективным решением по сравнению с обратными клапанами из ПВХ или латуни. Межфланцевые обратные клапаны из нержавеющей стали, как правило, представляют собой высококачественные обратные клапаны, используемые для применения в условиях высоких температур и высокого давления.

Обратный клапан из ПВХ (поливинилхлорида)

Пластиковые обратные клапаны, такие как ПВХ или ХПВХ, часто используются в системах орошения и управления водными ресурсами. Они устойчивы к коррозии в большинстве агрессивных сред, таких как морская вода, кислоты, щелочи, растворы хлоридов и органические растворители. Однако они не защищены от ароматических и хлорированных углеводородов и обычно имеют максимальную термостойкость около 60°C.

Клапан обратный полипропиленовый (ПП)

Клапан обратный полипропиленовый применяется для воды, агрессивных сред и жидких пищевых продуктов. Они устойчивы к большинству агрессивных сред, таких как неорганические кислоты, основания и водные растворы, которые быстро разъедают металлы. Однако они не устойчивы к концентрированным кислотам и окислителям и обычно имеют максимальную термостойкость около 80°C.

Чугунные обратные клапаны

Чугунные обратные клапаны обычно используются в качестве высокотемпературных обратных клапанов. Чугун чрезвычайно прочен и невосприимчив к вибрациям. Материал обладает отличной износостойкостью и устойчивостью к температуре. Но чугун по своей природе не пластичен. Следовательно, любой изгиб может привести к тому, что чугунный материал треснет и станет бесполезным. Чугун может работать при более высоких температурах по сравнению с ПВХ, но со временем подвергается коррозии. Эти клапаны находят применение в сахарной и бумажной промышленности, а также в системах масляной смазки.

Критерии выбора

Обратные клапаны имеют следующие критерии, которые следует учитывать при выборе клапана для применения:

1. Совместимость материалов со средой
2. Размер линии для точек подключения
3. Требования к максимальному давлению и давлению открытия
4. Ориентация при установке горизонтальная или вертикальная
5. Размеры конверта
6. Потребность в доступности для проверок и ремонта
7. Температура (внешняя и среда)

Области применения

В зависимости от того, как работают обратные клапаны, они обычно используются по одной из четырех причин в различных приложениях:

• Для защиты оборудования ниже по потоку от повреждения обратным потоком
• Для предотвращения загрязнения из-за обратного потока
• Для предотвращения сифонирования
• Для хранения вакуумного уплотнения

Благодаря своему назначению они используются почти во всех отраслях промышленности. Они используются на обычных бытовых приборах, таких как посудомоечные машины, стиральные машины и линии сточных вод. В промышленных целях они используются в котлах, печах, газовых системах, насосных установках или вакуумных системах. Они также часто используются в качестве обратных клапанов в аквариумах на линиях подачи воды и CO2. Кроме того, миниатюрный обратный клапан является популярным выбором, когда пространство ограничено, но необходима надежная работа. Два наиболее распространенных применения обратных клапанов — для воды и воздуха, которые более подробно обсуждаются ниже.

Обратные клапаны для воды

Обратные клапаны используются во многих областях водоснабжения, таких как питьевая вода и сточные воды, и называются просто односторонними водяными клапанами. При использовании с питьевой водой они гарантируют, что никакая среда из окружающей среды (выходная сторона клапана) не может попасть в систему с безопасной, чистой питьевой водой и загрязнить ее. При работе со сточными водами они гарантируют, что сточные воды не смогут повторно попасть в систему и вызвать перелив или дополнительное загрязнение. Для перекачки воды часто используется обратный клапан, чтобы предотвратить попадание мусора в линию и поддерживать внутреннее давление для заливки. Клапаны типа «утконос» также можно использовать для сброса воды в водопровод. Обратные клапаны дренажного насоса гарантируют, что сбрасываемая вода не вернется в дренажный насос под действием силы тяжести, когда насос выключен.

Пневматический обратный клапан

Пневматический обратный клапан или воздушный обратный клапан пропускает поток воздуха и предотвращает его выход. Их часто называют просто односторонними воздушными клапанами. Наиболее распространенным применением является воздушный компрессор. Пневматический обратный клапан позволяет компрессору держать одни части под давлением, а другие части разгерметизировать. Они могут быть расположены на воздушном ресивере, выпускной трубе или в качестве поршневого обратного клапана на входе и выходе поршневого компрессора.

Символы обратного клапана

Символы P&ID для обратных клапанов показаны на рисунках 12-13.

Рисунок 12: Различные символы P&ID, используемые для обратных клапанов. Он указывает на ориентацию, что он допускает поток, с вертикальной линией, показывающей, что он не допускает обратного потока.

Рис. 13: Символ обратного клапана с пилотным управлением. Пунктирная линия — это пилотная линия, которая используется для подъема и открытия обратного клапана.

Часто задаваемые вопросы

Что такое обратный клапан?

Обратный клапан — это однонаправленный клапан, который пропускает жидкость в одном направлении, но предотвращает любой поток в противоположном направлении.

Для чего нужен обратный клапан?

Основное назначение обратного клапана в системе — предотвратить обратный поток, который может повредить оборудование или загрязнить среду вверх по течению.

Каковы распространенные проблемы с обратным клапаном?

Распространенными проблемами с обратным клапаном являются шум, гидравлический удар, вибрация, обратный поток, заедание, утечка и износ/повреждение компонентов.

Остановит ли обратный клапан гидравлический удар?

Обратный клапан может предотвратить гидравлический удар, если он действует быстро, как обратный клапан с пружинным приводом. Это предотвращает скачки давления, которые создают ударные волны во всей среде.

• латунные обратные клапаны

• обратные клапаны из нержавеющей стали

• обратные клапаны из ПВХ

Роль обратных клапанов в водопроводах

1. 01 Что такое обратные клапаны?
2. 02 Применение обратных клапанов
3. 03 Как работают обратные клапаны?
4. 04 Типы обратных клапанов
5. 05 Критерии выбора обратного клапана

Что такое обратные клапаны?

Обратные клапаны представляют собой устройства для регулирования потока, ограничивающие поток среды в системе трубопроводов в одном направлении. Эта широко определенная функция обратного клапана играет разные роли в различных отраслях промышленности. Обратные клапаны, также известные как обратные клапаны, односторонние клапаны или устройства предотвращения обратного потока, предотвращают обратный поток проточной среды вверх по течению.

Применение обратных клапанов

Ниже приведены некоторые области применения обратных клапанов:
 

Защита вышестоящего оборудования

Обратный поток может легко повредить расходомеры, компрессоры, фильтры, насосы и другие устройства, предназначенные для однонаправленного потока. Гидравлический удар – еще одно потенциально опасное явление. Обратные клапаны могут помочь уменьшить эффект гидравлических ударов, особенно когда клапан оснащен демпфером конечной ступени.
 

Предотвращение загрязнения или смешивания среды

Предотвращая обратный поток, обратные клапаны предотвращают смешивание различных сред между двумя резервуарами. Например, на водоочистных сооружениях обратные клапаны предотвращают попадание очищенной воды обратно в резервуар с неочищенной водой.
 

Предотвращение дренажа

Когда среда перекачивается из всасывающего резервуара в нагнетательный резервуар, высока вероятность возникновения обратного потока при остановке насоса. Для предотвращения этого используются обратные клапаны. Тип клапана, обычно используемый для этого, является донным клапаном.

Как работают обратные клапаны?

Обратный клапан состоит из двух портов — впускного и выпускного — и запорно-запорного механизма. Уникальная характеристика обратных клапанов, которая отличает их от других типов клапанов, таких как шаровые и дисковые затворы, заключается в том, что, в отличие от этих клапанов, для работы которых требуется какая-либо форма приведения в действие, обратные клапаны являются самодействующими. Обратные клапаны работают автоматически, полагаясь на перепад давления для управления. В положении по умолчанию обратные клапаны закрыты. Когда среда поступает из впускного отверстия, ее давление открывает закрывающий механизм. Когда давление на входе падает ниже давления на выходе из-за перекрытия потока или когда давление на стороне выхода по какой-либо причине возрастает, запорный механизм немедленно закрывает клапан.

Запорный механизм обратных клапанов обычно удерживается на месте сжатой пружиной, противовесом или силой тяжести. Чтобы клапан открылся, среда должна преодолеть силу пружины или закрывающего механизма.

Обратные клапаны не работают только на основе перепада давления. Если бы это было так, струйки было бы достаточно, чтобы открыть клапан. Следовательно, для открытия обратного клапана требуется определенное минимальное давление. Это известно как давление открытия. Давление срабатывания обратного клапана — это заданное минимальное давление на входе, необходимое для открытия обратного клапана, достаточное для обнаружения потока.

Поворотный обратный клапан

Типы обратных клапанов

Различные типы обратных клапанов классифицируются по различным характеристикам, таким как конструкция, режим работы, материал клапана и размер, при этом наиболее популярной характеристикой для классификации обратных клапанов является конструкция/конструкция. Ниже приведены наиболее часто используемые типы обратных клапанов.
 

Поворотные обратные клапаны

Поворотный обратный клапан состоит из диска, шарнирно прикрепленного одним краем к корпусу клапана. Когда жидкость поступает в клапан под достаточным давлением, она открывает диск, открывая поток. Диск отключается, когда есть обратный поток или когда давление на входе становится недостаточным. Эти клапаны подходят в качестве обратных клапанов для воды и широко используются в системах распределения воды.
 

Обратные клапаны с наклонным диском

Эти клапаны имеют диск с двойным эксцентриситетом и обычно предназначены для установки между двумя фланцами. Они подходят для потока большого диаметра и требуют относительно высокого давления для открытия. Обратные клапаны с наклонным диском не подходят в качестве обратных клапанов для сточных вод, поскольку мусор может застрять в частях клапана, которые находятся на пути потока.

Обратный клапан с наклонным седлом

Шаровые обратные клапаны

Шаровые обратные клапаны оснащены шаром в качестве закрывающего механизма. Давление притока поднимает шар со своего места в специальную камеру. Когда давление на входе падает, шар возвращается на свое место, перекрывая поток и предотвращая обратный поток. Шаровой обратный клапан отлично работает в качестве обратного клапана для сточных вод, потому что закрывающий механизм не мешает потоку в открытом положении.
 

Донные клапаны

Донные клапаны обычно используются в водонапорных линиях для предотвращения слива воды в случае остановки насоса. Они устанавливаются на всасывающей линии насоса и обычно имеют сетку, которая отфильтровывает мусор из резервуара. Эта особенность делает донный клапан подходящим обратным клапаном для насосов. Так как этот тип клапана работает под действием силы тяжести, установка должна быть вертикальной в трубопроводе.
 

Осевые бесшумные обратные клапаны

Эти клапаны закрываются с помощью пружины. Осевые бесшумные обратные клапаны представляют собой быстро закрывающиеся клапаны и предотвращают вращение насосов в обратном направлении при возникновении обратного потока, так как это может привести к повреждению насоса.

Шаровой обратный клапан

Критерии выбора обратного клапана

Обратные клапаны необходимы для обеспечения безопасности оборудования трубопроводных систем. Они практичны, просты в установке, экономичны и могут использоваться в различных приложениях и условиях работы. Однако все эти преимущества будут недоступны, если для применения будет выбран неправильный обратный клапан. Правильный выбор также имеет решающее значение для экономии средств. Перед выбором обратного клапана необходимо учитывать следующие факторы.
 

• Применение
  Обратный клапан может использоваться в качестве обратного клапана для сточных вод или сточных вод, химического обратного клапана или обратного клапана для воды, среди прочего. Приложение определяет конструкцию и режим работы выбранного клапана. Например, шаровые краны подходят для очистки сточных вод, поскольку они не мешают потоку. Однако они плохо работают при смешивании химических веществ из-за низкой скорости отключения.
   
• Давление открытия или минимальное рабочее давление
  Крайне важно установить обратный клапан соответствующего размера с соответствующим давлением открытия. Если давление срабатывания клапана слишком велико, протекающая среда может не открыть его. С другой стороны, обратный клапан не будет работать, если давление срабатывания недостаточно.
   
• Размер
  Доступны клапаны различных размеров. Разумеется, размер выбранного обратного клапана должен соответствовать размерам труб и другого сопутствующего оборудования.

Клапан осевой бесшумный обратный

• Ориентация
  Обратные клапаны предназначены для вертикальной или горизонтальной установки и не могут быть установлены в ориентации, отличной от предусмотренной. Прежде чем выбрать клапан, обратите внимание на установку, которая требуется для вашей системы трубопроводов.
   
• Материал
  Материал обратного клапана, как корпуса клапана, так и седла, должен быть совместим с протекающей средой. Обратные клапаны могут быть изготовлены из ковкого чугуна, нержавеющей стали, латуни, полипропилена, поливинилхлорида и т. д., и совместимость материалов имеет жизненно важное значение. Обратные клапаны Hawle изготовлены из ковкого чугуна и имеют сертифицированное GSK высококачественное эпоксидное покрытие, обеспечивающее коррозионную стойкость.
   

• Условия эксплуатации (температура, давление, влажность и т. д.)
  Различные конструкции и материалы обратных клапанов предназначены для различных уровней рабочего давления, температуры и скорости потока. Тщательное рассмотрение этих факторов имеет решающее значение для выбора правильного типа клапана.
   

• Затраты
  Перед выбором обратного клапана необходимо учитывать первоначальную покупку, сборку, техническое обслуживание и эксплуатационные расходы. Стоимость обычно является важным фактором, стоящим сразу после качества и функциональности. Обратите внимание, однако, что низкие затраты на покупку могут привести к высоким затратам на эксплуатацию/обслуживание. Также дешевый обратный клапан, не справляющийся со своими обязанностями, может стать причиной серьезных проблем на насосной станции.

  Для некоторых обратных клапанов может потребоваться дорогостоящая модификация трубопровода, что увеличивает затраты на сборку. Что касается затрат на техническое обслуживание, чем сложнее клапан, тем дороже будет его обслуживание и ремонт. Некоторые сложные решения требуют профессиональной помощи поставщика. Профессиональная техническая поддержка Hawle всегда готова помочь в решении любых проблем, с которыми вы можете столкнуться.

Hawle и Özkan производят обратные клапаны высочайшего качества, соответствующие строгим стандартам международных сертификационных агентств. На наши обратные клапаны для воды предоставляется 10-летняя гарантия, а на их аналоги для сточных вод — 5-летняя гарантия.