Обратный клапан определен в качестве автоматического опциона, раскрывающегося при транспортировке жидкой или газообразной среды через трубопроводный канал в одном направлении и, закрывающегося при реверсивном потоке. Эта ключевая деталь представляет часть не только водной гидросистемы, но и отопительной, канализационной, а также некоторых технологических установок промышленного образца. Затвор задействуют в качестве устройства, нивелирующего протечку бытовой техники (стиральные и посудомоечные машины).
Запирающая арматура различается по своей конструкции, которая в свою очередь определяет ее преимущества и сферу эксплуатации. Общий принцип функционирования – открытие при достижении заданного диапазона напора и закрытие при его снижении ниже точки заданного диапазона. Несмотря на то, что клапан обратный имеет относительно простое конструктивное устройство выбор правильного типа имеет весомое значение для обеспечения работоспособности всей системы.
Основная опция, за выполнение которой отвечает обратный клапан на воду – это предохранитель системы магистрали водного снабжения от аварийных перепадов напора жидкостной среды, которая транспортируется трубопроводом. Первопричиной такого явления представлена остановка насосного оборудования, что влечет за собой негативные последствия, такие как слив воды из трубы назад в скважину, откручивание рабочего колеса насоса за счет изменения направления воздействующей центробежной силы, что в общем итоге приводит к поломкам.
Обеспечить корректное функционирование водопроводного узла промышленного или бытового назначения и устранить подобные явления позволит установка запорной арматуры. Кроме того, обратный клапан позволит предотвратить негативные следствия, вызванные гидравлическим ударом. Применения такого рода затворов в системе трубопровода дает возможность создать корректные условия для эффективной и бесперебойной работы линии подачи и отвода воды и насосного оборудования, представляющим основную часть этой системы.
Клапан обратный на воду функционирует по простому принципу:
Поскольку в работе гидросистемы не исключены перегрузки, такой принцип действия предохраняет от неисправности в базе элементов.
Выбирая необходимую модель запорной арматуры для промышленных или частных установок, необходимо принимать во внимание требования нормативов, предъявляемых к подобным изделиям. Производитель описывает их в технической документации для насосной станции или другого вида оборудования.
Характерные особенности, согласно которым подбирается обратный клапан:
В гидросистемах чаще всего задействуют предохранительный клапан пружинной модификации, с диаметром условного прохода в диапазоне 1,5-5 см. Вне зависимости от того, что размеры такого устройства малогабаритные, он отличается высоким потенциалом пропускной способности и обеспечивает надежность эксплуатации водопровода, низкий вибрационный и шумовой уровни в установленных линиях.
Применяемый обратный клапан способствует понижению напора, образуемого посредством водного насоса в системе водного снабжения на 0,25-0,5 Атм. Такие показатели дают возможность снизить нагрузку не только на определенные узлы гидросистемы, но и на всю систему в целом.
Самый востребованный материал для производства корпуса клапана обратного хода воды – латунь. Такое определение сделано не случайно: сплав отличается высоким уровнем стойкости к агрессивному воздействию веществ химического типа (растворенные или грубодисперсные примеси), находящихся в жидкости, проходящей через гидросистему. Концентрация таких компонентов различна в зависимости от установленной системы очищения.
В некоторых моделях затворов для нивелирования негативного влияния агрессивных факторов, на внешнюю сторону, гальваническим методом, наносят защитное хромовое или никелевое покрытие.
Конструкция запирающей арматуры представляет из себя малогабаритный блок, оснащенный золотником, при производстве которого применяется сплав латуни или высокопрочный пластик. В качестве уплотнителя задействуют каучуковую или силиконовую шайбы. Воспринимающий пружинный механизм изготовлен из нержавейки. Этот узел составлен из подпружиненного элемента, изменение силы сжатия которого осуществляется винтом.
Обратный клапан функционирует согласно простому принципу, однако этого хватает для обеспечения высокой степени надежности функционирования изделия и высокоэффективного его задействования в гидравлической системе. Запорная арматура с пружиной конструктивно устроена следующим образом:
Обратный клапан такого типа функционирует по несложной схеме:
Вариаций исполнения предохранительного клапана много. Определение выполняется исходя из их опционального принципа функционирования, конструктивных особенностей и материала производства. Каждый из этих аспектов определяется исходя из требований к устройству:
Открытие и закрытие механизма запирающей системы в период, когда давление потока достигает необходимого диапазона, обеспечивается пружинным устройством. В свою очередь, исходя из типа затворного элемента различают подъемный, шаровый, дисковый и двухстворчатый обратный клапан.
Запорно-регулирующим средством здесь представлен золотниковый элемент, возвратно-поступательное передвижение которого воспроизводится под прямым углом относительно оси трубопровода. Подъем устройства (положение «открыто») осуществляется под напором водяного течения, а закрытие при понижении давления – под влиянием веса золотника, в этом случае, опускающимся на свое место посадки. Монтаж приборов возможен только на вертикальных линиях трубопровода.
Такой тип запирающей арматуры составлен из нескольких сегментов, прикрепленных на осевой точке, расположенной в центре проходного сечения. Внутреннее устройство находится на подпружиненноммеханизме, задерживающего затвор в закрытом состоянии. За счет такой особенности стало возможным монтировать обратный клапан в любом положении. При производстве корпуса задействуют нержавейку или чугун. Рекомендуется применять в трубопроводах с сечением ДУ-50 и больше. Транспортируемая рабочая среда не должна включать крупнодисперсные примеси.
Основной деталью конструкции является шар на пружине, открывающий проходной канал в момент формирования заданного напора воды, поступившей в обратный клапан. Таким образом вода может беспрепятственно перемещаться, придерживаясь необходимого курса. Когда давление понижается или жидкость устремляется в противоположную сторону, механизм пружины реверсирует шар обратно на его место посадки.
В таких устройствах задействуют пару подпружиненных дисков. Воздействуя рабочим напором на прижимной механизм, спираль отжимается, освобождая канал. После того, как интенсивность напора фиксируется как пониженная, створка самостоятельно прижимается к посадочному месту, соответственно, происходит перекрытие потока. Среди преимуществ отмечены:
Характерной особенностью предохранительного клапана является золотниковая камера в форме сферы, расположенная внутри его латунного корпуса. Благодаря формату конструкции удалось увеличить полезный объем отсека золотника и улучшить пропускную способность. Конструкционно обратный клапан составлен из таких деталей:
Универсальные затворные системы задействуют в оснащении трубопроводов, эксплуатирующихся при температуре рабочей среды в диапазоне от –20 до +90 °С. Подобный подход дает возможность значительно упростить монтажные работы и техобслуживание как отдельных деталей, так и системы целиком. В дополнение достигается высокий уровень надежности благодаря снижению общего гидравлического напора и уменьшения численности монтажных переходов.
Запорно-регулирующая арматура оснащена двумя патрубками: первый играет роль переходника для установки развоздушника, второй – задействуют в качестве прибора для сбора и удаления скопившегося конденсата. Патрубок для отведения воздуха оснащен внутренней резьбой и размещен на корпусе над приемным отсеком золотника. Для выпуска лишних атмосфер из системы целесообразна установка крана Маевского. Второй отрезок трубы, расположенный на выходе из клапана, предназначен для сливания лишней воды, образованной в виде конденсата устройством клапана.
При горизонтальном расположении обратного клапана на воду развоздушник не требуется, на его участке монтируется прибор, измеряющий давление; при вертикальном – дренажный патрубок используется при стачивании излишек влаги, а второй отрезок трубки с отводчиком воздуха задействуют для удаления воздушных пробок. По этим причинам стоит тщательно осмыслить для каких целей приобретается комбинированный обратный клапан и подходят ли его функциональные возможности для конкретных параметров гидравлической системы. Корпус в таких моделях выполнен из латуни с никелевым гальванопокрытием. Минимальное значение перепада давлений открытия – 0,025, закрытия – 0,05 бара.
Фитинг с пропиленовым корпусом внешне схож с косым отводом. Его используют в системах водоснабжения составленных из полипропиленовых труб. Запорная арматура подсоединяется к патрубкам с помощью стыковой полифузионной сварки, представляющей качественный метод соединения посредством разогрева краев материала и их скрепления под давлением.
Несмотря на то, что соединения являются неразборными, удобство обслуживания обеспечивается за счет вынесенных из перпендикулярной плоскости золотниковой камеры седла и золотника. Таким образом обратный клапан имеет дополнительный отвод, предопределяющий легкий доступ к запорному механизму для его очищения, профилактического осмотра или ремонта, при этом не нарушая целостность не только корпуса, но и системы в целом.
В магистральной трубопроводной схеме централизованного водоснабжения и промышленных устройствах установливаются и такие виды затворов, как лепестковые, шаровые и межфланцевые.
Обратный клапан лепесткового (гравитационный) типа
Оснащены подпружиненным поворотным механизмом и обладают меньшей чувствительностью к загрязненной рабочей среде. Под нагнетаемым напором золотник откидывается, тем самым предоставляя свободный доступ для транспортировки жидкости по трубам. Сниженное давление до установленного диапазона провоцирует падение золотника, соответственно, и закрытие канала.
Различают 2 основных вида гравитационных механизмов:
Шариковые устройства отличаются наличием подпружиненного шарика в роли исполнительного механизма. В производстве этого элемента задействуют резину, алюминий или оба материала одновременно. Когда срабатывает пружина из-за изменения направления водного потока шар закрывает сечение прохода и попадает на свое посадочное место. Он расположен под верхней крышкой и выполняет передвижение по каналу с наклоном.
К преимуществам, которые предоставляют клапаны обратные для воды, относящиеся к межфланцевойкатегории, относятся:
Среди наиболее распространенных модификаций, отличающихся техническими показателями, выделяют:
Для производства запорной арматуры задействуют полный арсенал современных технологий. Появление новых и применение возможностей предшествующих материалов позволяют увеличивать потенциал эксплуатации устройства. В зависимости от применяемого материала при изготовлении, различают корпусы предохранительных клапанов из:
Обратный клапан, функционирующий в схеме с небольшим показателем перепада напора, подбирается с седлом из чугуна или алюминиевого сплава, если предполагаются высокие нагрузки системы – из стали.
В бытовых системах используют латунный муфтовый запорный механизм, отличающийся высокой надежностью и доступной ценовой категорией. Его устанавливают после счетчиков, фиксирующих расход воды. Это позволяет устранить проблему обратного прокручивания. Возможен монтаж на отдельных участках трубопроводной системы, при этом обеспечивается защита от полного опустошения при сливе воды или остановке перекачивающего оборудования, отвечающего за ее подачу.
Определяясь с необходимой модификацией потребуется изначально ознакомиться с техническими параметрами запорной арматуры и соизмерить их с показателями функционирования трубопровода. Обратный клапан на воду подбирается исходя из давления в трубах при транспортировке потока технической или питьевой рабочей среды. Помимо этого, учитывается диаметр труб, на которые предполагается осуществлять монтаж затвора, способ присоединения (определяется одновременно с проектированием всех разъемов системы) и материал изготовления. Учитывая все эти показатели можно выбрать защитный механизм, работа которого будет надежной и долгой.
В любых системах, в конструкции которых предусмотрено наличие трубопровода, предусматривается, что рабочая среда транспортируется в одном направлении. Чтобы не столкнуться с изменением направления ее движения, что может привести к выходу из строя всей системы, применяются различные технические устройства, одним из которых является межфланцевый обратный клапан. Им оснащаются используемые предприятиями нефтеперерабатывающей и химической промышленности трубопроводы, по которым транспортируются как жидкие, так и газообразные рабочие среды.
Клапан обратный межфланцевый — «захлопка» из нержавеющей стали для эксплуатации в различных водных средах
Межфланцевый клапан, как и все обратные клапаны, используется для того, чтобы блокировать поток газовой или жидкой среды, если он начнет двигаться не в том направлении. Другими словами, это своего рода запорное устройство. Обратные межфланцевые клапаны, в отличие от многих других, могут устанавливаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. В зависимости от особенностей своей конструкции они могут быть:
Процесс монтажа для межфланцевых затворов всех вышеперечисленных категорий одинаков и не вызывает особых сложностей.
Среди достоинств, которыми обладают клапаны обратные, относящиеся к межфланцевому типу, следует отметить и компактные габариты, что дает возможность использовать их в стесненных условиях, где применить другие клапанные изделия не представляется возможным. Благодаря использованию таких компактных клапанов можно уменьшить длину и другие параметры монтируемой системы, что актуально во многих ситуациях.
Существует несколько наиболее распространенных модификаций межфланцевых обратных клапанов, каждая из которых отличается определенными техническими характеристиками. Так, если говорить о моделях таких устройств, то среди них следует выделить:
Если делать обзор наиболее популярных клапанных устройств обратного типа, то начать его следует с поворотных моделей, в частности с межфланцевого клапана ДУ150. ДУ150, как и другие модели, пропускает через себя поток рабочей среды только в одном направлении. Если же направление движения потока рабочей среды изменяется, то клапан автоматически блокируется, а его затвор закрывается.
Среди обратных клапанов, относящихся к классу поворотных, выделяют:
Запорным элементом обратных клапанов поворотного типа является золотник, что позволяет использовать их даже при работе с сильно загрязненной рабочей средой. Кроме того, конструктивные особенности таких клапанных устройств дают возможность применять их для трубопроводов даже значительного диаметра (от пятидесяти до ста пятидесяти миллиметров).
Поворотные обратные клапаны, элементы конструкции которых изготовлены из латуни, используются для оснащения отопительных систем, а также систем водо- и теплоснабжения. В конструкцию таких клапанов, работающих преимущественно с жидкой рабочей средой, включена сетка, выполняющая функцию фильтрующего элемента.
В зависимости от своего конструктивного исполнения поворотные обратные клапаны могут относиться к одному из трех видов:
Межфланцевые устройства, в свою очередь, подразделяются на обратные клапаны следующих видов:
Популярными моделями обратных клапанных межфланцевых устройств, для изготовления которых используются стальные сплавы, также являются ДУ25, 32, 50, 80, 110. Наиболее значимые достоинства данных клапанных устройств – компактные размеры и доступная стоимость. Между тем при использовании межфланцевых затворов в трубопроводе происходит существенная потеря давления транспортируемой рабочей среды.
Среди множества обратных клапанов, предлагаемых современными производителями, следует выделить подъемный фланцевый клапан ДУ150 и модель ДУ100, которые устанавливаются и успешно используются на трубопроводах различного назначения. Следует упомянуть и латунный обратный клапан межфланцевый с двумя створками, закрепленными на одной оси. Клапанные устройства данного типа, отличающиеся неприхотливостью в установке, используются для оснащения трубопроводов, диаметр которых находится в интервале 50–80 мм.
Фланцевые клапанные устройства по материалу изготовления делятся на изделия следующих видов:
Клапаны из чугуна или стального сплава отличаются большими размерами и массой, что несколько ограничивает сферу их применения.
Чтобы не сильно терять в давлении рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу, для его оснащения можно использовать обратные муфтовые затворы пружинного типа, которые могут быть выполнены как из чугуна, так и из латунного сплава. Пружиной также оснащаются и фланцевые обратные клапаны, к наиболее популярным моделям которых относятся ДУ50, 80, 110. Их большим преимуществом является то, что устанавливаться они могут как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Кроме того, межфланцевые пружинные обратные клапаны способны успешно противостоять такому явлению, как гидроудар.
Закрытие затвора в обратных клапанах, не оснащенных пружиной, обеспечивается за счет силы тяжести, которой обладает сам затвор. Их установка может осуществляться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении, но только в том случае, если поток рабочей среды, транспортируемой по вертикальному трубопроводу, направлен снизу вверх.
Обратными воздушными затворами сегодня оснащаются и вентиляционные системы, что необходимо для того, чтобы не допустить попадания загрязненного воздуха назад в вентилируемое помещение. Такие устройства можно встретить в вентиляционных системах, обслуживающих не только производственные, но также офисные и бытовые помещения (кухни, санитарные узлы и др.). Кроме того, обратными клапанами оснащаются вентиляционные системы, устанавливаемые в общественных зданиях – торговых и развлекательных центрах, торговых комплексах и др.
Конструкцию обратных клапанов, устанавливаемых в вентиляционных системах, образует вращающаяся ось, на которой фиксируются специальные лопасти. Эти лопасти могут обеспечивать отсекание воздушного потока за счет специальной пружины или силы тяжести.
Еще одним видом подобных устройств является клапан обратный тарельчатый (или дисковый), запорным элементом в котором выступает диск, располагающийся в посадочном седле с уплотнительным элементом. Запорный элемент в дисковом обратном клапане фиксируется на штоке, имеющем возможность свободно перемещаться в корпусе устройства. Клапан обратный дискового типа может быть межфланцевым и муфтовым. Используется он для оснащения как трубопроводов, по которым транспортируются газовые рабочие среды, так и вентиляционных систем.
Среди популярных производителей клапанных устройств обратного типа можно выделить следующие компании:
Если говорить о наиболее популярных моделях, то ими являются клапаны ДУ32, 50, 80, производимые французской компанией Tecofi. Данные модели, для изготовления которых используется нержавеющая сталь, отличаются практичностью, высокой надежностью и длительным сроком службы, что и делает их столь популярными среди отечественных потребителей.
Основными параметрами, которые оказывают влияние на стоимость клапанных устройств обратного типа, являются:
Краткий обзор основных технических характеристик наиболее популярных моделей клапанов обратного типа даст возможность составить представление о данных устройствах.ДУ50
Корпус обратного клапана данной модели (16Ч42Р) выполнен из чугуна, а его затворная часть – из латуни. Благодаря изготовлению затворной части ДУ50 из нержавеющего материала использовать его можно для оснащения трубопроводов, по которым транспортируются вода и пар. Работать обратный затвор данной модели может при температуре рабочей среды, превышающей 225°, и при давлении, составляющем 1,6 МПа.
Устанавливают такой обратный клапан как на горизонтальные, так и на вертикальные трубопроводы. При этом на вертикальных трубопроводах он располагается входным патрубком вниз, а на горизонтальных ось вращения его захлопков должна находиться в горизонтальной плоскости.
ДУ80Клапан обратный межфланцевого типа ДУ80, корпус которого выполнен из оцинкованной стали или чугуна, а уплотнительный элемент изготовлен из резины, может использоваться для установки на трубопроводах, по которым транспортируется горячая и холодная вода. Максимальная температура рабочей среды, которую выдерживает ДУ80, составляет +90°, а максимальное давление – 1,6 Мпа.
ДУ100Этот обратный клапан дискового типа имеет элементы, изготовленные из стали с гальванопокрытием. ДУ100 может использоваться в трубопроводах, по которым транспортируются холодная и горячая вода и пар, способен выдерживать давление 1,6 МПа и температуру, составляющую +130°.
ДУ150Корпус межфланцевого обратного клапана данной модели, применяемого для оснащения трубопроводов различного назначения, выполнен из чугуна, а запорные элементы, представляющие собой две подпружиненные створки, – из нержавеющей стали. ДУ150 используется также для оснащения трубопроводов, по которым транспортируются нефтепродукты, и может устанавливаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Рабочее давление, при котором может эксплуатироваться обратный клапан данной модели, равно 1,6 МПа.
Как уже говорилось выше, обратные клапаны в зависимости от своего конструктивного исполнения могут устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопроводов. Так, обратные клапаны муфтового типа используют на горизонтальных участках трубопроводов, а запорные устройства, крепежным элементом которых является фланец, – на вертикальных.
Сам процесс установки клапана обратного типа (например, в канализационной системе) происходит в следующей последовательности:
Схема монтажа межфланцевого обратного клапана
От того, насколько правильно будут выполнены все вышеописанные действия, зависят корректность работы, надежность и долговечность всей трубопроводной системы.