alexxlab Обратный клапан: разновидности и применение..
Назначение обратного клапана в водопроводной системе заключается в предотвращении оттока жидкости в обратном направлении, тем самым удерживая давление в трубах. Запорную арматуру устанавливают как в системах водоснабжения частных строений, так и в централизованных магистралях многоквартирных домов. В частных домостроениях клапан монтируют таким образом, чтобы при отключении насоса он удерживал воду во всасывающем патрубке. Нередко подобная запорная арматура уже входит в состав насосного оборудования. В зависимости от протяженности и конфигурации водопровода, система может оснащаться дополнительными обратными клапанами.
В квартирах и домах с центральным водоснабжением обратный клапан помещают перед счетчиком. Здесь его назначением становится предотвращение «отматывания» измерительного прибора в обратную сторону. В этом случае клапан не влияет на работоспособность системы, но обязателен для установки.
Обратные клапаны используют и в частных отопительных системах с целью остановки обратного оттока теплоносителя в контуре, а также при обвязке бойлера.
Конструкция запорной арматуры достаточно простая и состоит из корпуса, внутри которого расположено седло и запорный элемент. Когда жидкость поступает в нужном направлении, она сдвигает запорный элемент от выступов седла, тем самым свободно продолжая движение по трубам. Как только направление потока меняется в обратную сторону, давление воды прижимает элемент к выступам, блокируя ее передвижение.
Различаются обратные клапаны по типу запорного элемента, который бывает:
— шаровый;
— тарельчатый;
— дисковый;
— лепестковый (двухстворчатый).
В шаровом клапане запорный элемент имеет круглую форму и находится в свободном движении. При обратном оттоке шар прижимается к узкой части арматуры, перекрывая путь воде. При этом элемент не всегда полотно прилегает к выступам седла, по этой причине такой тип клапана используется нечасто.
Тарельчатый формат обратного клапана бывает поворотным и подъемным.
В первом случае действие запорного элемента при обратном движении жидкости будет аналогично шаровым моделям. При подъемном варианте проход воды перекрывается за счет движения пружины, которой оснащен запорный шток.
В частных и централизованных системах водоснабжения обычно применяют дисковые обратные клапаны. Такая арматура имеет небольшие размеры, при этом достаточно эффективна и надежна. К запорному диску прикреплена пружина, которая отжимается и освобождает проход при правильном потоке воды, и прижимает диск к отверстию, блокирую движение жидкости в случае оттока.
Лепестковый (двухстворчатый) обратный клапан оказывает наименьшее гидравлическое сопротивление, что может быть особенно важным в системах с протяженной всасывающей линией. Запорный элемент представляет собой две половины диска (лепестки), закрепленные на оси. С помощью пружин лепестки удерживаются в закрытом состоянии, а после поступления потока отжимаются пропуская жидкость. При остановке движения воды запорный элемент надежно закрывается, тем самым предотвращая ее отток.
Обратные клапаны изготавливают из латуни, нержавеющей стали и пластика. Каждая разновидность имеет свои преимущества и недостатки. Модели из стали и латуни более долговечные, но могут заклинивать из-за попадания твердых частиц. Часто в таких случаях приходится полностью менять запорный элемент.
Пластиковые клапаны быстрее изнашиваются, но при этом они не заклинивают. Многие производители насосных станций используют запорное устройство именно из пластика, срок службы которых достигает 8 лет. Кроме того, в водопроводных системах из ПНД и ПВД рекомендуется использовать именно пластиковую запорную арматуру. Ведь для установки латунных или стальных клапанов понадобятся переходники, а чем больше соединений в системе, тем выше риски протечек.
Вне зависимости от того, из какого материала изготовлен обратный клапан, каждый из них имеет маркировку. В ней указываются следующие параметры изделия:
— тип;
— условный проход;
— условное давление;
— ГОСТ.
Вопрос с типом клапана мы выяснили в начале статьи. Условный проход подбирается аналогичный другим частям трубопровода. То есть, трубы или иные элементы системы, к которым будет присоединяться клапан, должны иметь единый условный проход. Данный параметр обычно обозначается DN или ДУ.
Условное давление является параметром, обозначающим уровень давление в системе, при котором арматура сохраняет работоспособность. Необходимо выбирать обратные клапаны с условным давление не ниже рабочего давления в водопроводе. Эту характеристику можно узнать в управляющей организации при централизованной магистрали или с помощью манометра при индивидуальном водоснабжении в частном строении.
В России при изготовлении запорной арматуры применяется ГОСТ 27477-87. Но так как на сантехническом рынке представлена не только отечественная продукция, то этот стандарт не всегда актуален.
Подобрать надежный обратный клапан несложно. Достаточно заранее определиться с разновидностью арматуры и ее характеристиками, основываясь на параметры водопроводной системы.
В разделе «фильтры и обратные клапаны» можно выбрать оптимальный вариант изделий для систем водоснабжения и отопления любого типа.
Обратный клапан | это… Что такое Обратный клапан?
Типичные обратные затворы.
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 защищается различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также возможно существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.
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.
Основными видами обратных клапанов являются собственно обратные клапаны и обратные затворы, главное их различие — в конструкции затвора (элемента, перекрывающего 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[1][2].
Содержание
|
2 Обратный затворПринцип действия
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 противоположный 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[1].
Конструктивные типы
Обратный клапан
Стальной обратный клапан.Обратные клапаны до 1982 года в России назывались подъемными клапанами[3], 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 подъема 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.
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.[1]
Обратный затвор
Стальной обратный затвор.
Устройство обратного затвора (поворотного обратного клапана).
Вид на захлопку изнутри
7-метровый обратный затвор в сверхзвуковой аэродинамической трубеNASA
Ранее эти устройства назывались поворотными обратными клапанами[3]. 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[2]:
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
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.
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 двустворчатые 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 остановах 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[1][2][4].
Материалы
Корпусные детали обратных клапанов изготавливаются из:
- латуни;
- бронзы;
- титана;
- высокотемпературной ферритной стали;
- неметаллических материалов;
- чугунов;
- сталей (в том числе аустенитных, легированных и нержавеющих)[1][2].
- коррозионноустойчивых и жаропрочных сплавов Хастеллой и т. п.
Необходимая герметичность затвора на седле обратного клапана обеспечивается специальными уплотнительными поверхностями, которые изготавливаются из:
- резины;
- пластмассы;
- без колец;
- с наплавкой из коррозионостойкой стали или твёрдого сплава.
Примечания
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
- ↑ 1 2 3 4 Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
- ↑ 1 2 В 1982 году вступил силу ГОСТ 24856-81, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.
- ↑ Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С. И. Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.
См. также
- Предохранительный клапан
- Регулирующий клапан
- Запорный клапан
- Гидроклапан
Когда следует использовать встроенные обратные клапаны?
Что касается ходовых клапанов, обратный клапан является самым простым как по концепции, так и по функциям.
Они предназначены для того, чтобы пропускать поток в одном направлении и блокировать поток в противоположном направлении — вот и все. Некоторые клапаны усложняются, например, обратный клапан с пилотным управлением, но чаще всего в качестве дополнительного компонента гидравлической системы используется встроенный обратный клапан.
Встроенный обратный клапан, изображение предоставлено Parker Hannifin
Линейный компонент — это любой полезный объект, расположенный в контуре и соединенный с соседними трубопроводами для жидкости, так сказать, на линии соединения жидкости. Встроенные компоненты удобны и универсальны, их часто добавляют для улучшения существующей схемы или в качестве модернизации существующей машины. Встроенный обратный клапан ничем не отличается и имеет множество применений.
Для многих функций гидравлического контура требуется односторонний путь потока, и встроенный обратный клапан является лучшим решением. Для гидравлических применений обратный клапан будет состоять из стального корпуса с подпружиненным шаром или тарелкой, закрепленной на месте с помощью фиксатора.
Пневматические устройства имеют больше свободы в конструкции из-за их более низкого номинального давления, поэтому материалы могут быть латунными, алюминиевыми или даже пластиковыми или композитными.
Наиболее распространенная тактика для встроенных обратных клапанов заключается в предотвращении обратной передачи давления, а не потока, а давление в любом случае создает поток. Примером такой тактики является обратный клапан, обычно устанавливаемый после насоса в системе с аккумулятором. Обратный клапан предотвращает возврат накопленной энергии в насос, что особенно важно, когда в аккумуляторе есть запасенная энергия, а насос даже не работает. Энергия, хранящаяся в аккумуляторе, может быть опасной или разрушительной, и ее необходимо контролировать, чтобы гидравлические системы были безопасными и надежными.
В сложных приложениях с измерением нагрузки насос или компенсатор, используемые для считывания сигнала измерения нагрузки после всех регулирующих клапанов, должны воспринимать только самое высокое давление всех работающих приводов.
Сеть обратных клапанов измерения нагрузки открывает параллельный путь гидравлической жидкости от каждого привода к первичному компенсатору, а канал с самым высоким давлением преодолевает свой обратный клапан и впоследствии закрывает все остальные обратные клапаны в сети. Несмотря на то, что они не являются компонентами с индивидуальным подключением к трубопроводу в соответствии с номенклатурой «встроенных», они устанавливаются в блоках клапанов или коллекторах и существуют только для открытия или закрытия встроенного пути потока.
Встроенные обратные клапаны могут быть добавлены к существующим гидравлическим контурам для расширения функциональности. Например, встроенный игольчатый клапан может быть добавлен к цилиндру, нагруженному сжатием, но оператор машины считает, что время цикла может быть сокращено. Игольчатый клапан уменьшает поток в обоих направлениях, и в этом случае требовалось только измерение потока при втягивании, поэтому добавление встроенного обратного клапана, установленного вокруг каждой стороны игольчатого клапана, создает настоящий контроль потока.
Жидкость теперь будет обходить игольчатый клапан, беспрепятственно проходя через обратный клапан, обеспечивая полный поток при расширении. Обратный клапан блокирует свободный поток при втягивании, нагнетая жидкость через игольчатый клапан и контролируя движение цилиндра вниз.
Рубрики: Клапаны и коллекторы
Для чего используется поворотный обратный клапан?
Поворотные обратные клапаны имеют множество применений, от канализационных систем и очистки сточных вод до пожаротушения, электростанций и различных предметов домашнего обихода. Одним из наиболее известных примеров этого типа клапана является поворотный обратный клапан, который позволяет воде попадать в бачок унитаза, блокируя обратный поток.
Поворотный обратный клапан представляет собой простое устройство, предназначенное для одностороннего потока жидкости или газа. У него есть диск, который качается на шарнире, открываясь, позволяя жидкости втекать, а затем закрываясь, чтобы предотвратить обратный поток.
Поворотные обратные клапаны разработаны в различных размерах с различными характеристиками для конкретных типов применения. Есть также некоторые небольшие вариации конструкции качелей, которые лучше подходят для конкретных ситуаций.
Поворотные обратные клапаны относятся к наиболее распространенным типам обратных клапанов и часто используются для управления высоким горизонтальным потоком. Давление жидкости открывает диск, пропуская воду или газ. После прекращения потока диск возвращается в закрытое положение, упираясь в седло клапана и предотвращая обратный поток. Давление любого обратного потока также служит для закрытия диска.
Применение поворотных обратных клапанов Поворотные обратные клапаны, изготовленные из металла или ПВХ, лучше всего подходят для труб, в которые поступает постоянный поток жидкости. Повторяющиеся случаи внезапных изменений давления могут повредить поворотные обратные клапаны и привести к утечке (называемой протеканием), поскольку клапан не может правильно прилегать к седлу.
Поворотные обратные клапаны служат простым решением во многих отраслях промышленности. Вот некоторые примеры:
- Электростанции . Вариант стандартного поворотного обратного клапана, бесшумные обратные клапаны, также называемые пружинными обратными клапанами, используют пружину, чтобы помочь клапану закрываться с большим контролем. Бесшумные обратные клапаны часто используются в системах управления потоками в секторе производства электроэнергии, например, в градирнях. Следует отметить, что для открытия клапана против пружины также требуется большее давление, поэтому пружинные обратные клапаны лучше всего подходят для приложений с высоким давлением.
- Транспортировка природного газа . Поворотные обратные клапаны помогают предотвратить неправильный поток газа, который может привести к опасным утечкам или возгоранию. Эти клапаны широко используются в газопроводах, коммерческих и бытовых газовых счетчиках, газовых компрессорах и т. д.
- Заводы по переработке нефти и газа.
