Обратный клапан: область применения и монтаж

Обратный клапан – это часть арматуры гидравлических и пневматических систем, устройство, которое предотвращает движение перекачиваемой жидкости или газа в обратном направлении. То есть поток возможен только в одном направлении. Также данные конструкции ставятся для исключения утечки жидкости при отсутствии давления со стороны насоса для защиты оборудования.

Обратный клапан

Области применения

Обратные клапаны получили широкое распространение на гидро,- и пневматических системах различного назначения. Основные области применения:

• Гидравлические системы с несколькими насосами. Предотвращение взаимовлияния насосов друг на друга;
• Системы, в которых движение перекачиваемой среды допускается только в заданном направлении;
• В замкнутых системах на устройствах подпитки;
• Обратные клапаны системы водоснабжения.

В первом из перечисленных вариантов обратные клапаны не только уравнивают давление в случае, когда насосы обладают разной производительностью, но и предохраняют участки системы в аварийных ситуациях, например, при отказе одного из насосов. Для раздела контуров отопления, например, радиаторов и теплого пола, устанавливается обратный клапан в системе отопления.

Применение в системе отопления

На многих системах перекачивание жидкости разрешается строго в одном направлении. В качестве примера можно привести фильтровальные станции, где не допускается обратное движение жидкости через фильтрующий элемент, там тоже стоит обратный клапан.

В замкнутых системах с циркуляцией жидкости возникает проблема восполнения утери части жидкости или повышения давления. Здесь обратный клапан используется после подпиточного крана и служит для предотвращения выхода жидкости из замкнутой системы. Обратный затвор обязательно устанавливается в системе водоснабжения скважинного типа или при выкачке воды из колодцев. Выключение насоса приведет к уходу воды из трубы в источник. Обратные клапаны, являющиеся конструкционной особенностью вибрационного электронасоса, срабатывают при высоком давлении только на работающем насосе и не перекрывают поток при выключенном.

Разновидности

По конструктивным особенностям различают устройства, у которых рабочий элемент выполнен в виде золотника, и затворные клапана, у которых запирающий элемент имеет форму круглого диска. Диск у обратных затворов иногда именуют захлопкой.

Для различных областей применения используются такие виды конструкций устройств:

• Приемные. Устанавливаются на всасывающем патрубке. Приемный клапан зачастую бывает объединен с сеткой фильтра;
• Шаровые и золотниковые;
• Обратные затворы с захлопкой. Находят применение в системах перекачки жидкостей на трубах большого диапазона диаметров;
• Межфланцевые. Применяются для установки в местах фланцевых соединений трубопроводов.

Приемный клапан с фильтром

В качестве материала для изготовления используются различные металлы:

• Бронза;
• Латунь;
• Чугун;
• Нержавеющая сталь.

Для монтажа на пластиковых трубах систем водяного отопления выпускаются устройства с корпусом из полипропилена. Через них можно перекачивать горячие жидкости с допустимой максимальной температурой, которую определяет производитель.

Герметизация затворов обеспечивается прокладками из резины или иных пластичных материалов, устойчивых к действию перекачиваемой среды.

Пластиковый затвор

Для уменьшения износа от протекания грязной воды седла и заслонки покрывают антикоррозионными сплавами.

Как работает обратный клапан

Запирающим устройством в шаровых клапанах служит шарик, в свободном состоянии прижатый к седлу пружиной. Под влиянием давления жидкости, движущейся в прямом направлении, пружина сжимается, и шарик отходит от седла, не препятствуя прохождению жидкости. При прекращении подачи шарик при помощи пружины прижимается к седлу, препятствуя обратному движению жидкости.

Аналогично работает обратный клапан на воду, в котором вместо диска установлен подпружиненный диск (золотник). Ранее такая разновидность именовалась подъемный клапан. Выглядит он как обыкновенный кран без головки. Недостаток устройств с пружинами заключается в том, что к материалу предъявляются высокие требования по коррозионной стойкости. Подъемные клапаны могут устанавливаться в любом положении.

Подъемный клапан

В обратных затворах применяется заслонка круглого типа, которая вращается вокруг оси, установленной выше центральной оси сечения. Под действием давления потока захлопка поднимается вверх, освобождая проход. При прекращении потока под действием собственного веса захлопка опускается вниз. Конструкция со свободно падающей захлопкой разрешает монтаж только строго в горизонтальном положении. Если затвор стоит не горизонтально, то заслонка может не опуститься на седло и не перекрыть канал.

Для обеспечения плотности закрытия захлопка может оснащаться пружиной. Клапана в таком исполнении могут эксплуатироваться в положении, отличном от горизонтального.

Для уменьшения массы заслонки часто она выполняется в виде двух створок, ось вращения которых проходит посередине поперечного сечения трубопровода. Такую конструкцию иногда называют лепестковый обратный клапан. Двухстворчатые заслонки имеют максимально возможный диапазон используемых размеров. Для закрытия заслонки такого типа применяются пружины.

Лепестковая конструкция

Межфланцевые заслонки по принципу действия аналогичны шаровым клапанам, только вместо шарика здесь используется подпружиненный диск. Конструкция предусматривает установку на фланцы в разрыве трубопровода. Благодаря такой конструкции, размеры и масса в несколько раз меньше, чем у обыкновенного устройства.

Установка обратного клапана должна производиться строго по направлению движения жидкости. На клапане направление, куда должна течь вода, указывается стрелкой на корпусе, для того чтобы правильно поставить устройство на трубу.

Направление потока

Гидравлический удар

Высокая скорость закрытия заслонки приводит к резкому перепаду давления внутри трубопровода. Такое повышение давление называется гидравлический удар. Скачкообразный рост давления вызывает появление продольных трещин на трубопроводах. Очень опасен гидравлический удар для всевозможного оборудования с тонкими или хрупкими стенками, например, теплообменников и чугунных радиаторов отопления. Наиболее часто гидравлический удар возникает при использовании обратных клапанов с захлопкой, особенно имеющих большие размеры. Для предотвращения возникновения гидравлического удара такие виды клапанов снабжаются специальными демпферами, предназначенными для плавного закрытия проходного сечения трубопровода.

Неудачное расположение обратного клапана на трубопроводе скважинного насоса также вызывает возникновение гидравлического удара. Если ставить обратный клапан на насос на высоте более 9 м от поверхности воды, то при отключенном насосе в трубопроводе возникает частичное разрежение, и при последующем включении насоса вода очень быстро заполняет вакуум и сталкивается со столбом воды над заслонкой клапана. Скачок давления при гидроударе способен разорвать трубопровод и повредить насос или насосную станцию.

Как разобрать обратный клапан

Загрязненный механизм не полностью перекрывает поток воды, а с поломанной пружиной не работает совсем. Порядок разборки разных типов отличается, но есть и общие черты. Обычно корпус устройства состоит из нескольких частей, которые можно раскрутить, воспользовавшись гаечными ключами соответствующих размеров. Разбирая конструкцию, нужно запомнить расположение отдельных элементов, чтобы вычистив грязь и заменив нужные элементы, собрать все обратно.

Скважинное оборудование

Нужен ли обратный клапан при установке насосной станции? Водоснабжение из скважин или колодцев в большинстве случаев осуществляется с применением аккумулирующих насосных станций. Насос в таком случае работает только для подкачки давления в системе водоснабжения до определенного уровня. Далее схема отключает насос до тех пор, пока давление не упадет до установленного минимального значения.

Отсутствие затвора приведет к тому, что давление воды в системе будет падать сразу же после выключения насоса. Обратный клапан для насосной станции также предотвращает возникновение гидроудара при включении насоса из-за падения давления. Для чего нужен обратный клапан, если вибрационные насосы имеют его в своей конструкции? Строго говоря, на вибрационном насосе стоит затвор в виде резинового лепестка, но его срабатывание происходит только во время работы в результате высокого давления в рабочем пространстве насоса. Таким образом, обратный клапан для воды для насоса в скважине является необходимым элементом системы и устанавливается сразу после насоса.

Зачем нужен приемный затвор при использовании внешнего центробежного насоса? Для того чтобы насос нормально и правильно работал, его система, начиная от конца всасывающего шланга и до крыльчатки, должна быть заполнена водой.

Любая арматура для колодца, вентили, краны, должны соответствовать санитарным нормам на водопровод. Не все материалы подходят для перекачки питьевой воды. Не стоит усугублять и без того не очень здоровую экологическую обстановку.

Видео

https://www.youtube.com/watch?v=vIT81Ujbsrk