Что такое обратный клапан – Обратный клапан на воду: что это такое, виды, устройство и принцип работы, как установить своими руками | ВодаСовет — водоснабжение дома

Содержание

виды, устройство, принцип работы, монтаж

Обратный клапан позволяет жидкости протекать через трубопровод в одном направлении и препятствует – в противоположном. Это — важный компонент любой системы водоснабжения, отопления, канализации и промышленных технологических установок. Он также используется в системах предотвращения протечек стиральных и посудомоечных машин. Запорные устройства имеют разнообразные конструкции, каждая из которых имеет свои преимущества и область применения. Общая их черта — затвор открывается по достижении определенного давления и закрывается при падении давления ниже установленного значения.

Обратный клапан картинкаОбратный клапан картинка
Внешний вид обратного клапана
обратный клапан внутреннее устройство фотообратный клапан внутреннее устройство фото
Внутреннее устройство обратного клапана

Из чего состоит и как работает обратный клапан для воды для насоса

Обратный клапан для воды состоит из следующих частей:

  • корпуса;
  • золотника — подвижного исполнительного органа, который в свою очередь собран из толкателя, золотниковых тарелок и зажатой между ними эластичной прокладки;
  • уплотнительной прокладки;
  • пружины (за исключением подъемных устройств гравитационного типа).

Устройство обратного клапана для воды варьируется в зависимости от его типа.

Корпус чаще всего делают из латуни — этот материал не подвержен коррозии и воздействию химически активных веществ, содержащихся в воде в виде раствора, он прочен и долговечен.

Иногда на внешнюю сторону гальваническим методом наносят хромовое или никелевое покрытие. Части золотника также изготавливают из латуни или прочного пластика. Прокладка водяного обратного клапана чаще всего бывает резиновая или силиконовая. И, наконец, пружину делают из нержавеющей стали с большим коэффициентом упругости.

Как работает обратный клапан

Обратный клапан принцип действия картинкаОбратный клапан принцип действия картинка Принцип действия различных видов обратных клапанов

Принцип действия обратного клапана состоит в том, что золотник движется вдоль толкателя (штока) и может занимать для крайних положения в золотниковой камере. Напор воды в прямом направлении сжимает пружину и отжимает тарелки в открытое положение. Вода проходит через затвор. Если же напор падает, пружина прижимает тарелки и зажатую между ними прокладку к седлу и закрывает его.

Принцип действия обратного клапана подъемного типа практически такой же, только роль пружины играет масса золотника и сила притяжения.

Виды обратных клапанов

В зависимости от типа запирающего элемента различают следующие виды обратных клапанов:

  • Подъемного типа. Тарелка дискового обратного клапана двигается вверх и вниз. После подачи напора в рабочем направлении затвор открывается, а при падении напора или изменении направления движения жидкости — закрывается под действием пружины или собственного веса.
  • Поворотный. Невозвратный клапан представляет собой откидную створку, поворачивающуюся и открывающуюся под напором жидкости, и закрывающуюся силой пружины при падении напора.
  • Шаровой. Поток перекрывается шаром, прижимаемым к седлу клапана возвратной пружиной. Напор жидкости отжимает шар от седла, открывая проход для воды.
  • Межфланцевый. Может быть дисковым-конструкция аналогична подъемному, но тарелка перемещается вдоль оси потока, и двустворчатым-заслонка состоит из двух створок, складывающихся навстречу друг другу. Двустворчатая конструкция обладает минимальным сопротивлением потоку в открытом виде.

По материалу изготовления различают такие типы обратных клапанов, как:

  • Латунные — надежные и износостойкие, чаще всего применяются в быту.
  • Чугунные — недорогие, но подвержены ржавчине, применяются только на магистральных трубах.
  • Нержавеющие — самые высококачественные и надежные, но и самые дорогие. Применяются в самых ответственных системах.

В зависимости от метода крепления клапана обратного хода воды различают:

  • Муфтовые – клапан для воды включается в разрыв трубы с помощью двух резьбовых муфт. Наиболее распространены в бытовых системах.
  • Фланцевые — затворный клапан подключается с помощью фланцевых соединений. Применяется в основном для устройств из чугуна на трубах больших размеров.
  • Межфланцевые – запорный клапан находится между двух фланцев, которые стягиваются сквозными шпильками. Также применяются на магистральных трубопроводах.
Муфтовый обратный клапан фотоМуфтовый обратный клапан фото

Муфтовый обратный клапан

Места установки клапанов

В системах бытового водоснабжения и отопления найдется много мест, куда необходимо установить обратный клапан:

  • На входе в квартиру от централизованной подачи горячей воды.
  • После счетчика для защиты его от гидроудара.
  • Перед насосной станцией системы индивидуального водоснабжения — для пресечения утечки воды из труб после отключения напряжения.
  • На конце водозаборного шланга, опущенного в колодец или скважину, или после погружного насоса — во избежание стекания воды при остановке насоса.
  • На входе электрического или газового водонагревателя — во избежание выхода нагревшейся и расширившейся воды в холодную магистраль.
  • В системе защиты от протечек стиральных и посудомоечных машин.

Это самые распространенные места установки. При необходимости такой клапан для воды устанавливают во все места, где необходимо обеспечить водный поток строго в одну сторону.

Как сделать правильный выбор

Чтобы выбрать обратный клапан, который будет работать долго и надежно в гармонии с другими элементами вашей системы водоснабжения или отопления, необходимо обратить внимание на следующие моменты:

  • Назначение. Тип выбранного устройства должен ему соответствовать. Так, например, затворы подъемного типа с гравитационным действием можно устанавливать строго в предусмотренном конструкцией положении, так, чтобы ход штока был перпендикулярен поверхности земли.
  • Способ присоединения. Выбирается одновременно с проектированием разъемов, к которым будет присоединен клапан, во избежание нагромождения лишних переходников. Для бытовых систем обычно применяют муфтовые соединения.
  • Размер. Должен точно соответствовать диаметру трубопровода. Применение меньшего по диаметру затвора, присоединенного через переходники, снизит надежность конструкции и создаст повышенное сопротивление потоку.
  • Материал. Для горячих жидкостей лучше использовать латунный или нержавеющий, поскольку у полипропиленового при высоких температурах заметно снижается ресурс.

Начинающему домашнему мастеру трудно учесть все нюансы, поэтому в случае сомнений не нужно стесняться посоветоваться с опытным инженером.

Устройство клапанов разных типов

Выбор и установка обратного клапана на воду зависит от его конструктивных особенностей. Клапан для воды может принадлежать к таким типам, как:

Клапан обратный пружинный муфтовый

Корпус устройства представляет собой два цилиндра, объединенные резьбовым соединением. Золотник состоит из пластмассового толкателя, пары тарелок и упругой прокладки. Нормальное положение затвора — закрытое, при подаче напора жидкости и достижения им заданного значения он отжимает пружину, и клапан на воду открывается. При падении напора пружина возвращает золотник на место, закрывая затвор.

Поворотный лепестковый

Золотник в этом варианте выполнен не осевым, а поворотным, причем ось размещена выше просвета затвора. При подаче давления жидкости оно отжимает заслонку и клапан открывается. При падении напора заслонка под действием силы тяжести или возвратной пружины опускается и закрывает просвет. При монтаже такого устройства важно соблюдать маркировку «верх» и максимально возможный уклон, определенный в документации. В устройствах больших размеров при возврате заслонки происходит мощный удар ее о седловину, что может привести к гидроудару и даже к выходу устройства из строя. Чтобы предотвратить это, конструкцию приходится усложнять и добавлять демпфирующие удар элементы. Конструкция позволяет создавать затворы больших диаметров, мало чувствительные к наличию в жидкости взвесей и других включений.

Шаровая модель

Способ действия и устройство весьма схожи с тарельчатым пружинным клапаном. Роль запирающей детали играет шар, прижимаемый пружиной к седлу. Применяется в основном для труб малого диаметра, в бытовых сантехнических системах. Такой обратный проходной клапан при равном сечении обладает большими внешними размерами, чем тарельчатый.

Изделие подъемного типа

Шток золотника в этом случае размещается вертикально, под давлением воды золотник поднимается, открывая затвор. При снижении напора шток опускается, и клапан закрывается. На установку таких устройств накладывается ограничение — ее можно проектировать только на горизонтально расположенных трубах. Важное достоинство таких конструкций — возможность ремонта золотника без снятия всего корпуса. Минусом являются повышенные требования к чистоте жидкости.

Обратные клапаны для погружных насосов

Для организации бесперебойного водоснабжения в частных домах с использованием погружного насоса особенно важно установить сразу за насосом обратный клапан. Это будет препятствовать стеканию воды обратно в скважину при отключении насоса и избавит от необходимости каждый раз заново заполнять систему водой.

Обратный клапан для погружных насосов картинка
Обратный клапан для погружных насосов картинка

Обратный клапан для погружных насосов

При скважине большой глубины, достаточном диаметре трубопровода и удаленности скважины от дома речь может идти о десятках литров воды. Во многие модели погружных насосов такой затвор устанавливают на заводе. Если же его нет, то выбирают, как правило, устройство из латуни с осевым перемещением золотника и возвратной пружиной. Просвет затвора должен быть не меньше, чем внутренний диаметр трубопровода, чтобы не создавать дополнительного сопротивления потоку.

Правила установки обратного клапана

Мало осуществить оптимальный выбор модели устройства, необходимо еще и правильно его установить.

Неправильная установка затвора может привести к необходимости его ремонта или замены, что может быть весьма трудоемким делом, особенно если он установлен в скважине.

  • Если на корпусе нарисована или выбита стрелка- то устанавливать его надо строго стрелкой вверх, даже несмотря на наличие возвратной пружины.
  • Если глубина скважины или колодца (точнее, расстояние до зеркала воды) невелико, то обратный проходной клапан ставят непосредственно на входе в напорный аппарат.
  • В случае, когда глубина скважины более 8 м, устройство лучше поставить на водозаборе, дополнив его механическим фильтром грубой очистки.
  • При использовании погружного насоса затвор необходимо поставить на его выходе.
  • При большом расстоянии до скважины лучше поставить два затвора-на выходе напорного устройства и на вводе в дом.
Обратный клапан установка на насос картинкаОбратный клапан установка на насос картинка

Схема монтажа насосной станции с обратным клапаном

Все варианты предусмотреть невозможно, поэтому перед началом монтажа следует показать схему своей системы водоснабжения или отопления квалифицированному и опытному инженеру — сантехнику.

Как монтируются обратные клапаны для насосных станций

Обратный клапан для совместной работы с насосной станцией следует выбрать на этапе составления проекта. В некоторых моделях насосов такие затворы включены в конструкцию, для остальных существует несколько правил:

  • Для насосов вакуумного типа (всасывающих) затвор монтируется на выходе насоса, до гидроаккумулятора.
  • При большой глубине скважины и при большом расстоянии от скважины на поверхности следует установить дополнительное устройство на водозаборе.
  • Для напорных насосов, опускаемых в скважину, затвор монтируется на выходной патрубок.

Кроме того, при монтаже следует строго соблюдать направление потока, указанное на корпусе, и тщательно уплотнять все соединения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

виды и конструкция устройства, принцип работы и сфера использования

Обратный клапан — механизм прямого действия, который обеспечивает циркуляцию воды только в одну сторону. Запорная арматура работает благодаря передвижению жидкости и не нуждается в подключения дополнительных источников питания. Устройство поддерживает стабильную работу водяной и тепловой системы, а также защищает водопровод от выхода из строя при появлении аварийных ситуаций.

Водопроводный клапан

Основные задачи

Водяной клапан обычно используется одновременно с поверхностными насосами при организации систем индивидуального водоснабжения.

Назначение запорной арматуры:

Назначение обратного клапана

  1. Стабилизирует давление. В домах холодное и горячее водоснабжение проходит по разным трубам и из-за разницы давления холодная вода может не выдавливаться в смеситель. Это препятствует нормальной регулировке температуры. Обратный возвратный клапан стабилизирует высокое давление, позволяя настраивать температурный режим.
  2. Защищает трубопровод от перепадов давления и гидравлических ударов, а непосредственно водопровод — от непредвиденных ситуаций и последующего ремонта.
  3. Не допускает обратной циркуляции воды.

Последняя функция особенно актуальна для систем канализации. Обратный невозвратный клапан блокирует обратный проход сточных вод, не допуская их выхода из унитаза или мойки.

Место установки

Канализационная и водопроводная системы — не единственные места, в которых установка клапана является необходимостью. Другими участками являются:

Водяной обратный клапан

  1. Контур автономной отопительной системы. Помещения, где находятся радиаторы отопления или теплый пол, кардинально отличаются по гидравлическим и напорным показателям, поэтому нуждаются в установке автоматической запорной арматуры. Устройство врезается перед котлом и позволяет сбалансировать технические показатели.
  2. Вход в водонагреватель. Обратная запорная арматура, установленная перед бойлером, не допускает передвижение горячей водной массы обратно в трубопровод с холодной водой.
  3. Погружные помпы. Если система подвода воды соединена с колодцем или скважиной, важно сделать монтаж погружной помпы. Ее основная задача — подъем водных масс с глубины и транспортировка под давлением в дом. При отключении электричества подкачанная вода естественным путем стекает в напорный бак. Чтобы избежать этого, требуется установка запорного клапана перед насосом.
  4. Перед счетчиком контроля расхода воды. Все учетные устройства, в частности, бытовой счетчик воды, особо чувствительны к нарушениям и изменениям водоснабжения. Гидравлический удар негативно действует на прибор, вплоть до выхода его из строя. Также запорное устройство не позволяет турбине проворачиваться в обратную сторону.

Предохранительный клапан не допускает обратную циркуляцию воды в любом из описанных выше случаев.

Описание устройств

Обратный запорный клапан выглядит довольно просто. Внутри конструкции находятся следующие основные элементы:

  • маленькая пружинка, выполняющая функцию задержки затворного механизма;
  • затвор с уплотнителем — может изготавливаться из прочного пластика или стали;
  • металлический корпус (как правило, разборной для удобства обслуживания), состоящий из двух резьбовых частей.

Обратный клапан на воду

Сегодня существует большое количество запорных механизмов. С учетом конструкции устройство может быть дополнено следующими вспомогательными элементами:

  • штоком;
  • штифтом на шарнирах;
  • шариковыми подшипниками;
  • пружинами;
  • эластомерами;
  • дисковыми рычагами.

Чтобы правильно подобрать запорный элемент, необходимо отталкиваться от конструкции системы и основного назначения установки.

Принцип работы

В основе работы — элементарные законы гидродинамики и физики. Когда жидкость перестает попадать в трубопровод, пружина полностью закрывает затвор. При появлении напора и давления на клапан пружинка ослабевает, открывая доступ для прохода воды. После отключения насоса и снижения напора затворный механизм заново срабатывает. Сопротивление пружины повышается под воздействием непосредственно давления. Это не допускает открытие клапана.

Предохранительная конструкция в канализационной системе имеет другой принцип работы. Сам клапан конструктивно состоит из круглой пластины с уплотнителем, пружинистого рычага и корпуса. Когда вода поступает в мойку, рычаг открывается. При падении давления запорный механизм закрывается и предотвращает обратный проход канализационных вод.

Обратный клапан виды

Виды механизмов

Запорные устройства условно делятся по нескольким критериям. Наиболее распространенные механизмы:

Обратный клапан

Клапан для воды

  1. Дисковый или пружинный клапан. Внутри находится пружинка с запирающим элементом. Когда жидкость циркулирует в правильную сторону, пружина сжимается и дает проход воде. Во время обратного потока пружинка разжимается, закрывая затвор. Эти клапаны недорого стоят и не нуждаются в техобслуживании. Но со временем внутри появляются минеральные отложения. В этом случае устройство нужно полностью менять.
  2. Подъемный запирающий клапан характеризуется тем, что затвор производит вертикальные поступательные движения. Когда вода циркулирует под давлением, затвор перемещается вверх, открывая ей путь.
  3. Шаровой запорный механизм сделан в форме шара, покрытого износостойким герметиком. Шарик приподнимается, когда жидкость циркулирует в нужном направлении, и опускается, закрывая проход воде при передвижении потока в другую сторону. Устройства этого типа не обязательно заменять после износа. Они легко ремонтируются. При этом поломки бывают довольно редко, так как элементы не трутся внутри конструкции. Из недостатков — требуется большое пространство, чтобы установить подъем клапана.
  4. Двустворчатый механизм является разновидностью поворотного клапана. Имеет два лепестка, которые открываются от прямого направления воды. У этих конструкций высокое гидравлическое сопротивление, то есть скорость циркуляции жидкости снижена. Чаще всего их используют в сложной рабочей среде (грязная вода, нефть), так как в этом случае можно подобрать подходящий уплотнитель.
  5. Поворотный или лепестковый клапан представляет собой конструкцию из пластин-лепестков, установленных на шарнирах, открывающихся во время прямого потока жидкости и закрывающихся при обратном направлении. В этом случае нет пружин, собирающих минеральные отложения.

В бытовых условиях чаще всего устанавливают подъемные виды клапанов. Это обусловлено простотой ремонта: в них просто надо заменить пружину.

Способы монтажа

Чтобы определить, какой выбрать клапан, также нужно обратить внимание на способ установки. Следует определить, подходит ли он для определенной отопительной или водопроводной системы:

Водяной клапан

  1. Межфланцевые устройства монтируются между фланцами. Имеют маленький размер и недорогую стоимость.
  2. Фланцевые запорные механизмы. Монтируются с помощью специальных крепежей в форме дисков. Как правило, изготавливаются шаровыми. Благодаря надежности могут использоваться даже для труб большого сечения. Делаются из высокопрочной стали.
  3. Сварные конструкции делаются из стали. Имеют абсолютную герметичность соединения. Из недостатков — невозможность ремонта, сложность установки и демонтажа. Чаще всего применяются в энергетике.
  4. Муфтовые запоры крепятся с помощью резьбы, поэтому просты в установке. В основном изготавливаются дисковыми. Их обычно устанавливают для водопроводов частных домов.

Герметичность корпусных элементов во всех моделях обеспечивается с помощью уплотнителей, которые находятся на участках соединения.

Технология установки

Прежде чем установить обратный клапан на воду, нужно определить месторасположение врезки, а также технологию, которая отличается для различных систем.

Клапан обратного давления воды

Для колодца или скважины, в которых установлена дренажная или вакуумная помпа, защитный клапан крепится на выходе: это позволяет избежать слива жидкости.

Для поверхностных насосов запорные элементы устанавливаются одновременно в нескольких участках — перед гидравлическим аккумулятором и непосредственно на подающем шланге.

Предохранительный клапан для насосной подстанции устанавливается в систему после храповика на всасывающей трубе. В некоторых случаях, при очень сильном давлении, возможна и врезка перед подстанцией.

В системах канализации запорными механизмами лучше всего оборудовать весь санузел — унитаз, кухонную раковину, душевую кабинку.

Технология монтажа клапана обратного давления воды бывает:

Устройство обратного клапана для воды

  1. Фланцевой — используется для центральных систем водоснабжения и промышленных водопроводов. Фланцы крепятся на болтовых соединениях, между которыми устанавливают уплотнители. Современной разработкой являются регулируемые мембранные модели с электрическим приводом, которые управляются с помощью соленоида — катушки на электромагнитной индукции. В пищевой и медицинской сфере распространены пневматические механизмы.
  2. Муфтовой — клапаны устанавливают с помощью сварки или резьбовым способом. Для бытового использования лучше выбирать резьбу. Это облегчает процесс обслуживания, а для герметизации используется фум-лента или водостойкий герметик.

Технология выбирается с учетом целей эксплуатации запорного клапана. Также нужно не забывать, что предохранительный механизм можно установить горизонтально или вертикально: это зависит от вида системы, куда он монтируется.

Особенности крепления своими руками

Чтобы обратный защитный клапан исправно работал, необходимо не только грамотно подобрать конструкцию с учетом сечения водопроводных труб, материала изготовления и способа установки, но и со всей ответственностью подойти к его монтажу. Есть несколько рекомендаций, которые помогут в установке запорной арматуры:

Запорный клапан для воды

Обратный клапан межфланцевый монтаж

  1. Монтировать предохранительный механизм необходимо по ходу циркуляции воды. На корпусе устройства всегда находится соответствующая стрелка, которая показывает нужное направление.
  2. Необходимо обеспечить доступ к конструкции для технического обслуживания при поломке. Исключение могут составлять лишь элементы, которые приварены сваркой.
  3. Монтаж клапана на насос выполняется или в начале всасывающей трубы, или непосредственно перед помпой.
  4. Во время установки устройства на бойлер необходимо отсоединить его от электросети, перекрыть подачу воды и опустошить емкость.
  5. Если защитный механизм ставится на счетчик расхода воды, его нужно установить между вентилем и самим прибором.
  6. В магистрали подачи холодной и горячей воды давление отличается, поэтому желательно на каждый трубопровод поставить отдельный клапан. В противном случае начнутся сбои температуры воды.
  7. Чтобы соединения были герметичными, можно воспользоваться паронитовыми уплотнителями. Но необходимо проследить за тем, чтобы они не уменьшили диаметр отверстия трубы, иначе это увеличит давление.
  8. Чтобы запорный механизм не испортился из-за некачественной воды, желательно установить перед ним фильтр очистки. Это повысит срок эксплуатации клапана.
  9. Необходимо исключить чрезмерное давление любых элементов системы на корпус предохранительного клапана.

Внимание: Сегодня на рынке сантехники существует много подделок на популярные бренды. Поэтому во время приобретения требуемого клапана необходимо обращаться только к надежному продавцу с хорошей репутацией.

Установка запорных механизмов позволит избежать аварийных ситуаций в отопительных и водопроводных системах, положительно отразится на работе насосов, исключит заполнение трубопровода воздухом. Но чтобы выполнить монтаж предохранительного клапана быстро и легко, нужно предварительно продумать расположение устройства, а также подготовить требуемые инструменты для установки.

Обратный клапан межфланцевый монтаж Загрузка…

виды, конструкция, принцип работы, как выбрать

Конструкция обратного клапана незамысловата. Главная его часть — металлический или пластиковый затвор/захлопка. В быту распространены модели с дисковыми и сферическими формами затвора. Затвор располагается в корпусе без всякого крепления либо его поддерживает вал или пружина. Для герметичности закрытия в местах контакта затвора с корпусом («седла») предусмотрены уплотнители из металла, пластика или резины.

Рассмотрим принцип работы обратного клапана на примере простых конструкций с возвратной пружиной и дисковидной створкой (рис 1).

Принципиальная конструкция обратных клапанов Принципиальная конструкция обратных клапанов

Рис.1. Принципиальная конструкция обратных клапанов

Когда движения рабочей среды нет, запирающие элементы прижаты к выступающим элементам корпуса («седлам»). Прижатие происходит благодаря пружине либо за счет собственного веса затвора (для моделей без пружины).

Открытие клапана не требует поворотов рукоятки (как, например, у вентилей или шаровых кранов). Как только рабочая среда придет в движение, она начнет давить на запорный элемент и оттолкнет его от «седла».

Если ток по трубопроводу прекратится, затвор снова подтянется к уплотняющим элементам пружиной или силой тяжести. Ток в несанкционированном направлении еще больше прижмет запирающий элемент к «седлу». Таким образом, без рукояток и приводов, обеспечивается автоматическое срабатывание обратной арматуры.

Зная конструкцию и принцип действия, легко понять, почему клапаны без пружин чувствительны к положению, в котором устанавливаются. Ведь закрывание затворного элемента происходит только под силой тяжести. Строго горизонтальное или вертикальное положение сделает захлопывание такого затвора герметичным. Для пружинных моделей угол установки не так критичен.

Обратный клапан — Википедия. Что такое Обратный клапан

Разновидности обратных клапанов:
1. Обратный клапан с заслонкой;
2. Обратный клапан с пружиной;

Обратный клапан — вид защитной трубопроводной арматуры, предназначенный для недопущения изменения направления потока среды в технологической системе. Обратные клапаны пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия (наряду с предохранительными клапанами и регуляторами давления прямого действия). С помощью обратной арматуры возможно защитить различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.

Применяются обратные клапаны с различными запорно-регулирующими элементами, например, в виде шарика или конуса. Обычный гидравлический обратный клапан состоит из корпуса, шарика и пружины 2. При движении жидкости в прямом направлении запорно-регулирующий элемент отжимается от седла и поток с минимальными потерями проходит через рабочее окно клапана. При обратном направлении потока жидкость прижимает запорно-регулирующий элемент к седлу. Движение жидкости в этом направлении прекращается. Пружины предназначены лишь для преодоления сил трения при посадке запорного элемента на седло. Так как пружины приводят к увеличению перепада давления на клапане при прохождении потока в прямом направлении, а допустимая величина перепада давления на обратных клапанах составляет 0,01…0,03 МПа, то жесткость пружин обычно выбирают минимальной. Обратные клапаны изготавливаются как отдельно, так и встроенными в узлы и агрегаты. На корпуса обратных клапанов наносят стрелку, указывающую направление движения рабочей жидкости через клапан.[1]

Важность функции этих устройств заключается в том, что они выполняют свою задачу как в режиме нормальной эксплуатации, например в случае объединения напорных линий нескольких насосов в одну, на каждой из них устанавливается один или несколько обратных клапанов для защиты от давления работающего насоса остальных, так и в аварийных ситуациях, например при аварийном падении давления на одном из участков трубопровода, на смежных давление сохраняется, что может привести к образованию обратного тока среды, недопустимого для нормальной работы системы и опасного для её оборудования.

Обратные клапаны используются:

  • в гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости как подпиточные клапаны;
  • в гидроприводах, состоящих из нескольких насосов, для исключения взаимного влияния при их одновременной работе;
  • в блоках фильтрации, устанавливаемых в реверсивных гидролиниях, для обеспечения движения жидкости через фильтр только в одном направлении;
  • в гидролиниях, где требуется однонаправленное движение жидкости.[1]

Основными видами обратных клапанов являются собственно обратные клапаны и обратные затворы, главное их различие — в конструкции затвора (элемента, который перекрывает поток среды, садясь в седло), у первых он выполняется в виде золотника, у вторых — в виде круглого диска, который часто именуют захлопка.

Обратные клапаны как правило устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы — как на горизонтальных, так и на вертикальных участках. По направлению потока рабочей среды клапаны обратные в основном выполняются проходными (направление потока в них не изменяется), но встречаются и угловые (направление потока меняется на 90°), а затворы обратные — только проходными[2][3].

Принцип действия

Устройство обратного (подъёмного) клапана. Золотник выделен красным

При отсутствии потока среды через арматуру золотник в обратном клапане или захлопка в обратном затворе под действием собственного веса или дополнительных устройств (например пружины) находятся в положении «закрыто», то есть затвор находится в седле корпуса. При возникновении потока затвор под действием его энергии открывает проход через седло. Ясно, что для того, чтобы поток среды изменил своё направление на противоположное он должен остановиться. В этот момент скорость потока становится нулевой, затвор возвращается в исходное закрытое положение, а давление с обратной стороны прижимает золотник или захлопку, препятствуя возникновению обратного потока среды. Таким образом, срабатывание обратной арматуры происходит под действием самой среды и является полностью автоматическим[2].

Конструктивные типы

Обратный клапан

Обратные клапаны до 1982 года в России назывались подъемными клапанами[4], затвором в них служит золотник, который перемещается возвратно-поступательно по направлению потока среды через седло.

По конструкции и технологии изготовления обратные клапаны проще, чем другие типы, при этом позволяют обеспечить надёжную герметичность, но такие устройства более чувствительны к загрязнённым средам, при воздействии которых возможно заедание клапана.

В обратных клапанах ось прохода в седле корпуса и, соответственно, ось подъёма золотника расположены как правило перпендикулярно оси трубопровода. Корпус обратного клапана практически аналогичен корпусу запорного клапана, но крышки и золотники обратных и запорных клапанов существенно отличаются. Золотник обратного клапана имеет хвостовик, который перемещается по направляющей в крышке клапана. Чаще всего посадка золотника на седло происходит под действием собственного веса, что требует установки обратных клапанов только на горизонтальных участках трубопроводов. Чтобы обеспечить посадку золотника на седло при установке клапана на вертикальных или наклонных участках, используют пружину в качестве дополнительного прижимного элемента.

Имеются конструкции обратных клапанов специально для вертикальных трубопроводов, например:

Шаровой обратный клапан.
Шаровые обратные клапаны

Затвором в них служит шаровой элемент, а прижимным элементом — пружина. Такие обратные клапаны обычно применяются на малых диаметрах трубопроводов, в основном в сантехнике.

Приёмные обратные клапаны
Clapet antiretour.jpg

Такие устройства устанавливаются на конце вертикального всасывающего трубопровода перед насосом. Они имеют сетку, предохраняющую насос от попадания в него со средой твёрдых частиц или посторонних предметов. Такие клапаны изготовляются с диаметрами до 200 мм. На рисунке слева изображена приёмная сетка таких устройств.[2]

Обратный затвор

Clapet antiretour.jpg Стальной обратный затвор. Устройство обратного затвора (поворотного обратного клапана).Clapet antiretour.jpg Вид на захлопку изнутри Clapet antiretour.jpg

Ранее эти устройства назывались поворотными обратными клапанами[4]. В отличие от большинства видов обратных клапанов, в обратных затворах ось седла совпадает с направлением потока среды через затвор. Седло при отсутствии потока через него перекрывается захлопкой (на рис. справа выделена красным цветом, на рис. слева вид на захлопку изнутри), которая закреплена на оси, расположенной выше оси прохода. Под действием среды захлопка поворачивается на некоторый угол, открывая ей проход, при остановке потока захлопка под собственным весом падает на седло. В затворах с большими диаметрами при этом происходит удар захлопки о седло, что со временем может привести к выходу затвора из строя и появляется возможность гидравлического удара в системе при срабатывании устройства. В связи с этим обратные затворы делятся на[3]:

Простые

Затворы с диаметрами до 400 мм, в которых ударные явления не оказывают серьёзного влияния на работу затвора и систему, в которой он установлен.

Безударные

Затворы со специальными устройствами, которые делают посадку захлопки на седло более плавной и мягкой. В качестве таких устройств применяются гидравлические демпферы и грузы, устанавливаемые на захлопку непосредственно, или с помощью рычага. Существенный минус безударных конструкций заключается в невозможности их установки на любых участках трубопровода, кроме горизонтальных. В целом обратные затворы имеют ряд преимуществ перед обратными клапанами, среди которых меньшая чувствительность к загрязнённым средам и возможность обеспечения работоспособности затворов для весьма больших диаметров трубопроводов, например таких как гигантский обратный затвор на рисунке, использующийся NASA в воздушных системах[2].

Устройство пружинного дискового обратного клапана. Устройство двустворчатого обратного клапана.

Межфланцевые обратные клапаны

Межфланцевый пружинный дисковый обратный клапан. Двустворчатый межфланцевый обратный клапан. Невозвратно-управляемый обратный затвор (пока без привода). Снятие статических зарядов.

Более компактные технические решения для уменьшения строительной длины и затрат на монтаж используются в межфланцевых пружинных дисковых и двустворчатых обратных клапанах. Основное их отличие от стандартных обратных клапанов (затворов) — отсутствие фланцев для соединения с трубопроводами. То есть конструктивные особенности клапана позволяют обойтись без увеличивающих размеры и массу оборудования ответных фланцев. При этом вес межфланцевого обратного клапана может быть в 5 раз меньше, а строительная длина — может в 6-8 раз меньше чем у аналогичных конструкций с использованием обычных обратных клапанов или затворов. Клапаны, имеющие рабочие элементы по размерам движущегося потока, монтируются во фланцевых разрывах трубопроводов с использованием соответствующих для перекачиваемого материала прокладок. Принципиальным также является возможность установки подобных клапанов не только на горизонтальных, но и вертикальных участках трубопроводов. Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны могут оснащаться специальными резьбовыми отверстиями для снятия статического заряда. Подобная модификация востребована на взрывоопасных химических производствах.

Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны

Принцип действия межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов аналогичен приципу действия шаровых обратных клапанов. Но за счет использования в качестве затвора диска (пластины) вместо шара достигаются преимущества в весе и строительной длине конструкции. По этой же причине диапазон размеров межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов больше и составляет 15÷200 мм. Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны могут устанавливаться и в стандартном горизонтальном исполнении, а также — вертикально.

Межфланцевые двухстворчатые обратные клапаны

Диапазон размеров межфланцевых двустворчатых обратных клапанов ещё шире, чем у межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов — от 50 до 700 мм. В сложных и больших системах при остановках насосов или в результате каких-либо аварийных ситуаций могут возникать гидроудары, которые могут нанести существенный ущерб всей системе. В таких случаях рекомендуется использовать клапаны с амортизаторами для демпфирования гидроударов. Актуально также исполнение клапанов со специальной антикоррозионной футеровкой:

  • исполнение с пластиковой футеровкой: для питьевой воды и морской воды
  • исполнение с резиновой футеровкой: для морской воды, канализации, судостроения

Другие конструкции

Во всех описанных выше случаях обратная арматура пропускает среду в одном направлении и предотвращает её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия, но существуют также конструкции, в которых совмещены функции обратной и запорной арматуры.

Невозвратно-запорные — это обратные клапаны и затворы, которые возможно принудительно закрыть при помощи ручного или механического устройства (пневмо-, гидро- или электропривода).

В невозвратно-управляемых возможно не только принудительное закрытие, но и открытие затвора[2][3][5].

Материалы

Корпусные детали обратных клапанов изготавливаются из:

Необходимая герметичность затвора на седле обратного клапана обеспечивается специальными уплотнительными поверхностями, которые изготавливаются из:

Примечания

  1. 1 2 Гидравлические обратные клапаны и гидрозамки. for-engineer.info. Проверено 16 октября 2015.
  2. 1 2 3 4 5 6 Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
  3. 1 2 3 4 Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
  4. 1 2 В 1982 году вступил силу ГОСТ 24856-81, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.
  5. ↑ Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С. И. Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.

В 2007 году взамен ГОСТ 24856-81 вступил в силу ГОСТ Р 52720-2007, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.

См. также

для чего нужен, принцип действия, виды

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.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

для чего нужен в системе водоснабжения и принцип его работы

Современные частные дома, дачные постройки, а также многие квартиры уже трудно представить без системы автономной подачи воды. Она предусматривает наличие резервуара, в котором накапливается вода и создается давление до необходимого значения. Одним из главных элементов такой системы и является водяной клапан. Это небольшой проходной канал, монтируемый в контур трубы.

Устройство и вид обратного клапана: для чего необходим и как устанавливается

Что такое обратный клапан и для чего он нужен?

Он используется в системах со скважинным насосом. Его вкручивают непосредственно в насос, который опускается на определенную глубину. В случае отсутствия обратного клапана, вода, которая находится в шланге, а также в гидроаккумуляторе котельной дома, при каждом подключении насоса просто сливалась бы обратно в скважину. Вопрос установки клапана решает эту проблему, при небольших денежных вложениях. Кроме того, он позволяет поддерживать давление в контуре, что лишний раз дает возможность не включать насос (за счет работы гидроаккумулятора).

Клапан обратного давления воды устанавливается в системах горячего водоснабжения частных домов. Например, с любым водонагревательным бойлером на входе устройства. Здесь он служит для защиты жидкости внутри бака, на случай отключения центральной подачи воды, либо отсутствия воды в гидроаккумуляторе.

Как работает обратный клапан для воды?

Если детально рассмотреть клапан для воды, можно заметить, что его конструкция похожа на автомобильный ниппель. Задача приспособления заключается в том, чтобы пропускать воду только в одном направлении. То есть, как только создается давление насосом, перегородка открывается и пропускает через себя в воду. Когда давление уравновешено, либо после обратного клапана давление больше, система уже не сработает.

Корпус изготавливается из латуни, чугуна или нержавайки. Внутри находится пружина, которая давит на захлопку за счет собственного усилия и обратного давления воды в контуре. Когда давление на потоке усиливается, вода поднимает захлопку вверх и дает клапану возможность пропустить через себя жидкость. Т.е в нормальном положении контур всегда закрыт. Как только давление снаружи становится больше давления внутри, захлопка открывается, и контур за обратным клапаном наполняется.

Назначение и сфера применения

Как уже упоминалось, назначение приспособления – ограничивать проход воды в обратную сторону. Т.е. вода поступает в систему, но обратно уже не стекает. Создается полностью замкнутый контур, в который можно только добавлять жидкость. Для слива можно установить отдельный кран (в самой нижней точке контура).

Такой клапан применяется в сфере холодного и горячего водоснабжения, а также в системах отопления. Как мы и говорили ранее, в системах холодного водоснабжения обратный клапан применяется для подачи воды из скважины в гидроаккумулятор. В случае горячего водоснабжения клапан обеспечивает бесперебойную работу электрических и газовых водонагревателей. Что касается систем отопления, то клапан для воды здесь устанавливается “на входе”. Очевидно, в любой системе отопления должна быть возможность подачи воды, чтобы наполнить контур. Подача осуществляется именно через обратный клапан. То есть, туда мы воду подаем, обратно она не вытекает ни при каких условиях, даже если вода кончилась везде: в гидроаккумуляторе, центральном водоснабжении, в скважине и др.

Виды и конструкции

Современные технологии производства позволяет выпускать на рынок огромное количество разновидностей обратного клапана. Например, устройство обратного клапана для воды может отличаться по материалу корпуса, где выделяют латунные, чугунные изделия и клапаны из нержавейки. Наиболее часто приходится работать с латунными вариантами, поскольку они износостойкие и надежные, идеально подходят для бытового использования. Что касается чугуна, то такие модели недорогие, но могут подвергаться воздействию ржавчины, что быстро выводит их из строя. Нержавейка зарекомендовала себя как самый надежный, но и самый дорогостоящий в этом сегменте рынка материал.

Изделия отличают по способу установки в систему. Например, выделяют муфтовый клапан, который представляет собой проходной вариант, включенный в участок трубы при помощи резьбовой муфты с двух сторон. Он часто используется в быту. Фланцевый вариант, напротив, применяется в промышленности, где используют чугунную трубу большого диаметра. Также распространен межфланцевый запорный механизм.

Более подробно остановимся на каждом типе клапана, где основное отличие касается запорного механизма и конструкции в целом.

Пружинный муфтовый клапан

Как и у любого вида обратного клапана, пружинный муфтовый вариант имеет внутри себя запорный механизм. В основном его корпус изготавливается из латуни. При этом стержень также изготовлен из латуни, в дешевых моделях из пластика. Пружина изготавливается из нержавеющей стали, что позволяет ей функционировать долгое время. Муфтовый вариант облегчает процесс подключения, занимает мало места, накручивается при помощи гаечного ключа соответствующего номера. Такой клапан имеет бытовое назначение. Выделяют варианты клапана с внутренней и наружной резьбой разного диаметра. Рекомендовано во время монтажа использовать сантехнический лен, а также герметик для наилучшего результата.

Принцип работы такого устройства носит классический характер. С одной стороны вода давит на пластиковую заслонку, в результате чего натяжение пружины ослабевает, заслонка открывается, вода проходит. Во время, когда давления на заслонку не давит, заслонка герметично прилегает к уплотнителю, запрещая обратный отток воды.

Поворотный лепестковый клапан

Чтобы обратный клапан открыл канал для прохода воды, необходимо давление извне, которое создается любым из предназначенных для этого устройств. Это может быть циркуляционный насос в системе отопления, а может быть насос из скважины. Если же система идет самотеком, то использовать классический вариант обратных клапанов нельзя, поскольку они не откроются из-за одинакового давления с двух сторон.

Именно здесь и применяют поворотный лепестковый обратный клапан, в конструкции которого нет пружины. Вместо пружины запорного механизма здесь находится круглый лепесток, который открывается только в одну из сторон. То есть, если вода движется в нужном направлении, лепестки открыты и ничего не мешает проходу. Как только направление воды меняется, клапан закрывается, и жидкость не проходит. Современные модели оснащены ручным затвором, который управляет дополнительной мембраной в конструкции клапана.
Конструктивно такой клапан отличается от многих представленных моделей. Он больше чем габариты самой трубы, а в его конструкции обязательно находится крышка. Крышка используется для очистки от мусора, поскольку сам клапан предполагает сужение канала для прохода воды, что может вызвать образование затора.

Шаровая модель

Такой обратный клапан внешне отличается от других разновидностей. В его конструкции обязательно присутствует запорный элемент в виде металлического шара. В случае если обратный клапан не пропускает через себя жидкую среду извне, например, воду, то шар закрывает проход для движения. То есть, устройство является нормально закрытым. В случае, когда давление извне возрастает, шар смещается в сторону и открывает проход для движения жидкости в нужном направлении. В случае отключения принудительной части системы водоснабжения, шар становится на свое место и не дает выпускать воду обратно. Подобный механизм используется не только в контурах водоснабжения, но и при газовой подаче.

Устройство и вид обратного клапана: для чего необходим и как устанавливается

Изделие подъемного типа

Изделие подъемного типа представляет собой обратный клапан, который должен располагаться строго в вертикальном положении, иначе он не работает. Именно поэтому его применяют для бытовых систем водоснабжения и отопления, которые располагаются строго горизонтально. У такого обратного клапана, в конструкции предусмотрен золотник, который под действием напора воды поднимается и не препятствует прохождению. Как только напор ослабевает, золотник опускается на посадочное место и препятствует прохождению воды. В конструкции такого устройства предусмотрена съемная крышка, которая предполагает очистку системы, без демонтажа. При помощи нее можно произвести ремонт.

Устройство подъемного типа условно делится на дисковое и золотниковое, отличия среди которых касаются возможности работы с большим диапазоном температур.

Размеры изделий

Говоря о размерах обратного клапана, прежде всего, выделяют условный проход и условное давление устройства. Условный проход фиксирован значениями от 10 до 400 мм, включительно. Есть модели 15, 20, 25, 65, 80 мм, и с другими диаметрами прохода. Под условным давлением понимают величину давления воды в контуре, при которой обратный клапан открывается. Здесь выделяют значения от 0,25 МПа, до 2580 МПа. Среди промежуточных значений, выделяют: 6.3 (МПа), 10 (МПа), 16 (МПа). Стоит отметить, что обратные клапаны различаются по диапазону рабочих температур, среди которых встречаются модели, способные эксплуатироваться с жидкостью от -60, до 600 градусов по Цельсию.

Места установки клапанов

Устройство и вид обратного клапана: для чего необходим и как устанавливается

Мест для установки обратного клапана в системах водоснабжения очень много. В бытовом водоснабжении выделяют следующие места для монтажа:

  1. На входе в квартиру. Здесь стоит поставить обратный клапан на системе водоснабжения, если вы используете автономный гидроаккумулятор. Это позволит воде из гидроаккумулятора не сливаться обратно в систему, когда воду в очередной раз отключат без предупреждения.
  2. После прибора учета на воду. Здесь обратный клапан сможет защитить счетчик от гидроудара в момент ремонтных работ ЖКХ.
  3. В совокупности с насосной станцией.
  4. В совокупности со скважинными насосами, где обратный клапан вкручивается в сам насос и опускается в отверстие скважины для забора воды. При таком подключении вода уже не будет стекать обратно.
  5. В совокупности с электрическим и газовым водонагревателем, чтобы исключить отток воды обратно в систему.
  6. В совокупности со стиральными и посудомоечными машинами, в качестве защиты устройств от протечек.

Установка обратного клапана

Если ваша система предполагает наличие пластиковых труб, но есть необходимость поставить обратный клапан, не переживайте, это можно сделать довольно легко. В таком случае, в пластиковую трубу устанавливается переход с пластика на металл, зачастую с окончанием наружной резьбы. Далее, используют фум-ленту или лен с герметиком, чтобы добиться максимальной герметичности. Накрутив лен по ходу накручивания следующего участка цепи, устанавливают обратный клапан, который затягивают до предельных значений, используя сантехнический ключ. С другой стороны обратного клапана проделывают аналогичные действия, после чего дают герметику немного подсохнуть и проверяют работу системы.

Имейте в виду, что на обратном клапане есть стрелка, которая как раз и указывает направление движения воды. Проверить, в каком положении открывается клапан довольно просто. Достаточно подуть в направлении стрелки, если воздух пройдет, значит, клапан открылся. Если подуть с обратной стороны и воздух тоже прошел, значит, система неисправна. Подобный клапан не стоит устанавливать.

Тип подключения

Выбирая тип установки устройства, важно обращать внимание на советы специалистов, чтобы не допустить ошибок и не нарушить работу системы:

  1. Нередко в системе присутствуют паразитные потоки жидкости. Именно они предполагают установку устройства с высоким гидравлическим сопротивлением, каким является лепестковый обратный клапан. Лепестковый клапан должен монтироваться строго горизонтально, иначе его затвор не будет работать, что способствует оттоку воды в обратную сторону.
  2. Если предусмотрен байпасный узел, лучше всего использовать здесь шариковый обратный клапан, поскольку его гидравлическое сопротивление равняется нулю.
  3. Если вы собираетесь ставить обратный клапан в точке подпитки системы отопления, то здесь лучше установить устройство с тарельчатым затвором, рассчитанное на работу с высоким давлением жидкости.
  4. Отдавайте предпочтение современным типам устройств, к которым относятся обратные клапаны в корпусе из латуни и нержавеющей стали.

Как самостоятельно изготовить обратный клапан

Для изготовления нам потребуется тройник с внутренней резьбой, муфта, на корпусе которой нарезана наружная резьба, шарик размером чуть меньше диаметра проходного отверстия муфты. Также потребуется пружина, которая будет свободно входить в корпус тройника, и заглушка, с возможностью вкручиваться в тройник.

В момент сборки берут тройник, вкручивают в него муфту, с другой стороны вставляют шарик, затем пружину, после чего устанавливают заглушку. Все резьбовые соединения желательно герметизировать при помощи фум ленты. Важным этапом такой сборки и подбора комплектующих, является правильный выбор пружины, которая должна соответствовать требованиям водопроводной системы. То есть, она не должна быть сильно тугой, иначе давление воды в контуре будет недостаточным для открытия обратного клапана.

Обратный клапан — Википедия

Разновидности обратных клапанов:
1. Обратный клапан с заслонкой;
2. Обратный клапан с пружиной;

Обратный клапан — вид защитной трубопроводной арматуры, предназначенный для недопущения изменения направления потока среды в технологической системе. Обратные клапаны пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия (наряду с предохранительными клапанами и регуляторами давления прямого действия). С помощью обратной арматуры возможно защитить различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.

Применяются обратные клапаны с различными запорно-регулирующими элементами, например, в виде шарика или конуса. Обычный гидравлический обратный клапан состоит из корпуса, шарика и пружины 2. При движении жидкости в прямом направлении запорно-регулирующий элемент отжимается от седла и поток с минимальными потерями проходит через рабочее окно клапана. При обратном направлении потока жидкость прижимает запорно-регулирующий элемент к седлу. Движение жидкости в этом направлении прекращается. Пружины предназначены лишь для преодоления сил трения при посадке запорного элемента на седло. Так как пружины приводят к увеличению перепада давления на клапане при прохождении потока в прямом направлении, а допустимая величина перепада давления на обратных клапанах составляет 0,01…0,03 МПа, то жесткость пружин обычно выбирают минимальной. Обратные клапаны изготавливаются как отдельно, так и встроенными в узлы и агрегаты. На корпуса обратных клапанов наносят стрелку, указывающую направление движения рабочей жидкости через клапан.[1]

Важность функции этих устройств заключается в том, что они выполняют свою задачу как в режиме нормальной эксплуатации, например в случае объединения напорных линий нескольких насосов в одну, на каждой из них устанавливается один или несколько обратных клапанов для защиты от давления работающего насоса остальных, так и в аварийных ситуациях, например при аварийном падении давления на одном из участков трубопровода, на смежных давление сохраняется, что может привести к образованию обратного тока среды, недопустимого для нормальной работы системы и опасного для её оборудования.

Обратные клапаны используются:

  • в гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости как подпиточные клапаны;
  • в гидроприводах, состоящих из нескольких насосов, для исключения взаимного влияния при их одновременной работе;
  • в блоках фильтрации, устанавливаемых в реверсивных гидролиниях, для обеспечения движения жидкости через фильтр только в одном направлении;
  • в гидролиниях, где требуется однонаправленное движение жидкости.[1]

Основными видами обратных клапанов являются собственно обратные клапаны и обратные затворы, главное их различие — в конструкции затвора (элемента, который перекрывает поток среды, садясь в седло), у первых он выполняется в виде золотника, у вторых — в виде круглого диска, который часто именуют захлопка.

Обратные клапаны как правило устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы — как на горизонтальных, так и на вертикальных участках. По направлению потока рабочей среды клапаны обратные в основном выполняются проходными (направление потока в них не изменяется), но встречаются и угловые (направление потока меняется на 90°), а затворы обратные — только проходными[2][3].

Принцип действия

Устройство обратного (подъёмного) клапана. Золотник выделен красным

При отсутствии потока среды через арматуру золотник в обратном клапане или захлопка в обратном затворе под действием собственного веса или дополнительных устройств (например пружины) находятся в положении «закрыто», то есть затвор находится в седле корпуса. При возникновении потока затвор под действием его энергии открывает проход через седло. Ясно, что для того, чтобы поток среды изменил своё направление на противоположное он должен остановиться. В этот момент скорость потока становится нулевой, затвор возвращается в исходное закрытое положение, а давление с обратной стороны прижимает золотник или захлопку, препятствуя возникновению обратного потока среды. Таким образом, срабатывание обратной арматуры происходит под действием самой среды и является полностью автоматическим[2].

Конструктивные типы

Обратный клапан

Обратные клапаны до 1982 года в России назывались подъемными клапанами[4], затвором в них служит золотник, который перемещается возвратно-поступательно по направлению потока среды через седло.

По конструкции и технологии изготовления обратные клапаны проще, чем другие типы, при этом позволяют обеспечить надёжную герметичность, но такие устройства более чувствительны к загрязнённым средам, при воздействии которых возможно заедание клапана.

В обратных клапанах ось прохода в седле корпуса и, соответственно, ось подъёма золотника расположены как правило перпендикулярно оси трубопровода. Корпус обратного клапана практически аналогичен корпусу запорного клапана, но крышки и золотники обратных и запорных клапанов существенно отличаются. Золотник обратного клапана имеет хвостовик, который перемещается по направляющей в крышке клапана. Чаще всего посадка золотника на седло происходит под действием собственного веса, что требует установки обратных клапанов только на горизонтальных участках трубопроводов. Чтобы обеспечить посадку золотника на седло при установке клапана на вертикальных или наклонных участках, используют пружину в качестве дополнительного прижимного элемента.

Имеются конструкции обратных клапанов специально для вертикальных трубопроводов, например:

Шаровой обратный клапан.
Шаровые обратные клапаны

Затвором в них служит шаровой элемент, а прижимным элементом — пружина. Такие обратные клапаны обычно применяются на малых диаметрах трубопроводов, в основном в сантехнике.

Приёмные обратные клапаны

Такие устройства устанавливаются на конце вертикального всасывающего трубопровода перед насосом. Они имеют сетку, предохраняющую насос от попадания в него со средой твёрдых частиц или посторонних предметов. Такие клапаны изготовляются с диаметрами до 200 мм. На рисунке слева изображена приёмная сетка таких устройств.[2]

Обратный затвор

Стальной обратный затвор. Устройство обратного затвора (поворотного обратного клапана). Вид на захлопку изнутри

Ранее эти устройства назывались поворотными обратными клапанами[4]. В отличие от большинства видов обратных клапанов, в обратных затворах ось седла совпадает с направлением потока среды через затвор. Седло при отсутствии потока через него перекрывается захлопкой (на рис. справа выделена красным цветом, на рис. слева вид на захлопку изнутри), которая закреплена на оси, расположенной выше оси прохода. Под действием среды захлопка поворачивается на некоторый угол, открывая ей проход, при остановке потока захлопка под собственным весом падает на седло. В затворах с большими диаметрами при этом происходит удар захлопки о седло, что со временем может привести к выходу затвора из строя и появляется возможность гидравлического удара в системе при срабатывании устройства. В связи с этим обратные затворы делятся на[3]:

Простые

Затворы с диаметрами до 400 мм, в которых ударные явления не оказывают серьёзного влияния на работу затвора и систему, в которой он установлен.

Безударные

Затворы со специальными устройствами, которые делают посадку захлопки на седло более плавной и мягкой. В качестве таких устройств применяются гидравлические демпферы и грузы, устанавливаемые на захлопку непосредственно, или с помощью рычага. Существенный минус безударных конструкций заключается в невозможности их установки на любых участках трубопровода, кроме горизонтальных. В целом обратные затворы имеют ряд преимуществ перед обратными клапанами, среди которых меньшая чувствительность к загрязнённым средам и возможность обеспечения работоспособности затворов для весьма больших диаметров трубопроводов, например таких как гигантский обратный затвор на рисунке, использующийся NASA в воздушных системах[2].

Устройство пружинного дискового обратного клапана. Устройство двустворчатого обратного клапана.

Межфланцевые обратные клапаны

Межфланцевый пружинный дисковый обратный клапан. Двустворчатый межфланцевый обратный клапан. Невозвратно-управляемый обратный затвор (пока без привода). Снятие статических зарядов.

Более компактные технические решения для уменьшения строительной длины и затрат на монтаж используются в межфланцевых пружинных дисковых и двустворчатых обратных клапанах. Основное их отличие от стандартных обратных клапанов (затворов) — отсутствие фланцев для соединения с трубопроводами. То есть конструктивные особенности клапана позволяют обойтись без увеличивающих размеры и массу оборудования ответных фланцев. При этом вес межфланцевого обратного клапана может быть в 5 раз меньше, а строительная длина — может в 6-8 раз меньше чем у аналогичных конструкций с использованием обычных обратных клапанов или затворов. Клапаны, имеющие рабочие элементы по размерам движущегося потока, монтируются во фланцевых разрывах трубопроводов с использованием соответствующих для перекачиваемого материала прокладок. Принципиальным также является возможность установки подобных клапанов не только на горизонтальных, но и вертикальных участках трубопроводов. Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны могут оснащаться специальными резьбовыми отверстиями для снятия статического заряда. Подобная модификация востребована на взрывоопасных химических производствах.

Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны

Принцип действия межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов аналогичен приципу действия шаровых обратных клапанов. Но за счет использования в качестве затвора диска (пластины) вместо шара достигаются преимущества в весе и строительной длине конструкции. По этой же причине диапазон размеров межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов больше и составляет 15÷200 мм. Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны могут устанавливаться и в стандартном горизонтальном исполнении, а также — вертикально.

Межфланцевые двухстворчатые обратные клапаны

Диапазон размеров межфланцевых двустворчатых обратных клапанов ещё шире, чем у межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов — от 50 до 700 мм. В сложных и больших системах при остановках насосов или в результате каких-либо аварийных ситуаций могут возникать гидроудары, которые могут нанести существенный ущерб всей системе. В таких случаях рекомендуется использовать клапаны с амортизаторами для демпфирования гидроударов. Актуально также исполнение клапанов со специальной антикоррозионной футеровкой:

  • исполнение с пластиковой футеровкой: для питьевой воды и морской воды
  • исполнение с резиновой футеровкой: для морской воды, канализации, судостроения

Другие конструкции

Во всех описанных выше случаях обратная арматура пропускает среду в одном направлении и предотвращает её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия, но существуют также конструкции, в которых совмещены функции обратной и запорной арматуры.

Невозвратно-запорные — это обратные клапаны и затворы, которые возможно принудительно закрыть при помощи ручного или механического устройства (пневмо-, гидро- или электропривода).

В невозвратно-управляемых возможно не только принудительное закрытие, но и открытие затвора[2][3][5].

Материалы

Корпусные детали обратных клапанов изготавливаются из:

Необходимая герметичность затвора на седле обратного клапана обеспечивается специальными уплотнительными поверхностями, которые изготавливаются из:

Примечания

  1. 1 2 Гидравлические обратные клапаны и гидрозамки. for-engineer.info. Проверено 16 октября 2015.
  2. 1 2 3 4 5 6 Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
  3. 1 2 3 4 Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
  4. 1 2 В 1982 году вступил силу ГОСТ 24856-81, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.
  5. ↑ Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С. И. Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.

В 2007 году взамен ГОСТ 24856-81 вступил в силу ГОСТ Р 52720-2007, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.

См. также

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *