alexxlab Полезные статьи » Виды обратных клапанов
Обратные клапаны — это тип промышленных клапанов, в которых рабочая среда (газ или жидкость) может двигаться только в одном направлении, и если рабочая среда возвращается, то клапан перекрывает обратный ход. Данный вид трубопроводной арматуры является автоматическим, работает под воздействием рабочей среды.
Обратные клапаны имеют две основные конструкции: шарнирные обратные клапаны (используются на трубопроводах больших диаметров) и обратные клапаны давления.
На схемах обратный клапан отображается следующим символом:
Ниже приведены общие конструктивные особенности.
1 — корпус, 2 — крышка, 3 — диск, 4 — уплотнение, 5 — шарнир, 6 — штифт шарнира, 7 — гайка, 8 — шплинт, 9 — гайки, 10 — болты, 11 — прокладка, 12 — шайба
Есть восемь основных видов обратных клапанов:
- Двухстворчатый обратный клапан
- Поворотный обратный клапан
- Безударный обратный клапан
- Подъёмный обратный клапан
- Шаровой обратный клапан
- Сопловой обратный клапан
- Пружинный обратный клапан
- Клапан обратный с наклонным седлом
Рассмотрим каждый из видов детально.
1) Двухстворчатый обратный клапан
Представляет собой диск, складывающийся пополам под воздействием потока жидкости. При отсутствии потока рабочей среды или при обратном движении потока, под действием собственного веса и возвратной пружины, створки диска возвращаются в исходное положение и блокируют трубопровод. Среди преимуществ можно отметить: простоту установки, компактные размеры, широкую сферу использования, возможность установки на вертикальных и горизонтальных участках трубопровода.
2) Поворотный обратный клапан
Такие клапаны ставятся только на горизонтальный участок трубопровода. Запирающий элемент (захлопка) поднимается вверх под воздействием рабочей среды, а при отсутствии потока опускается обратно. Из-за отсутствия пружины на захлопке, при опускании возможны удары о седло клапана, что со временем приводит к выходу клапана из строя и возможным гидроударам в системе. В связи с чем были изобретены безударные обратные клапаны.
3) Безударный обратный клапан
Запорная часть клапана соединена с корпусом короткой пружиной.
Бесшумная работа изделия достигается за счет автоматического подпружиненного диска, который закрывается при скорости потока, близкой к нулю. Легкая конструкция диска с центральными направляющими обеспечивает надежную отсечку перед изменением направления потока и помогает свести к минимуму гидравлические удары и скачки давления.
4) Клапан обратный подъёмный
Под крышкой клапана находится пружина с золотником (запорная часть). Представим, что поток жидкости (пусть будет вода) идёт справа налево. Вода идёт до золотника, поднимается его вверх и начинает переливаться налево. Именно поэтому данный вид клапана называется подъёмным. Обратно вода пойти не сможет, так как своим весом будет прижимать золотник к седлу клапана.
5) Шаровой обратный клапан
В данном случае в качестве запорного механизма служит шар, который поднимается наверх (в косую часть клапана), при отсутствии рабочей среды шар скатывается вниз и закрывает клапан.
6) Сопловой обратный клапан
Такие клапаны динамично реагируют на изменение скорости потока проходящей среды и могут открываться не полностью, благодаря тому, что запорный механизм сделан в виде конуса.
7) Пружинный обратный клапан
Под воздействием рабочей среды поршень на пружине уходит в бок (или по направлению рабочей среды).
8) Клапан обратный с наклонным седлом
Благодаря форме диска, он как бы «плывёт» внутри потока рабочей среды. Когда поток уменьшается, диск начинает плавно закрываться, а обратный поток надежно прижимает диск к седлу. Если силы обратного потока не достаточно для герметичного закрытия, то часто на такие клапаны бывают в исполнении с рычагом и противовесом.
Типы обратных клапанов
—
Обратный клапан – это арматура защитного назначения. Он применяется в трубопроводах для автоматического перекрытия проходного сечения трубы в случае изменения течения рабочей среды, например воды, на противоположное.
Обратный клапан относится к арматуре прямого действия и устанавливается для того, чтобы защитить установленные после него оборудование, например насос или какие либо сосуды и существенно увеличить их срок эксплуатации.
Содержание статьи
- Как работает обратный клапан
- Обратный клапан основные виды
- Обратный затвор (захлопка)
- Межфланцевые типы обратных клапанов
- Применяемые материалы и типы соединений
Обратные клапаны широко применяются:
в быту в системах ЖКХ – на трубопроводах на подачи горячей и холодной воды;
в частном доме – в автономной системе водоснабжения и отопления;
в обвязке трубопроводов насосного оборудования, как в системах с одним насосом, так и в системах, где установлено несколько насосов для исключения движения жидкости через выключенный агрегат;
в нефтяной и химической промышленности.
Принцип работы обратного клапана заключается в том, что двигаясь в прямом направлении рабочая среда создает определенное давление на запирающий элемент и поднимает его открывая проход. Если давление среды падает то запирающий элемент возвращается в седло, тем самым перекрывая проходное сечение.
При изменении течения потока рабочей среды на противоположное, рабочий элемент обратного клапана на выходит из седла, а усилие потока ещё сильнее прижимает его не позволяя открывать проходное сечение трубопровода.
В зависимости от конструкции различные виды обратных клапанов используют свой тип запирающего элемента.
Например в обычном варианте обратного клапана в качестве запирающего элемента используется шарик, поджатый пружиной. Таким образом при течении жидкости в прямом направлении запорный элемент выходит из седла и вода проходит далее по трубопроводу.
При обратном течении вода возвращает шарик в седло и проходное сечение перекрывается.
Независимо от того какие типы обратных клапанов установлены на трубопровод, преимуществом этого типа арматуры является бесперебойная работа как в нормальном режиме эксплуатации: например в случае объединения нескольких линий трубопроводов в одну на каждой ветке устанавливается свой обратный клапан.
Так и в аварийном режима, когда один из насосов сломался, установленный на его трубопроводной ветке обратный клапан перекроет проход и не допустит обратного тока воды.
Обратный клапан основные виды
Шаровой обратный клапан – здесь затвор представляет собой шар, который перекрывает собой проход. Шар подпирается пружиной. При появлении давления в трубопроводе и на клапане – шар поднимается – жидкость движется по магистрали, при выключении насоса шар перекрывает клапан.
Такая арматура применяется в основном на трубопровода хнебольшого диаметра, в основном в сантехнике.
Клапан обратный подъемный – в такой конструкции затвор перемещается вверх и вниз. При поступлении воды от насоса затвор открывается, а при падении давления в трубопроводе затвор возвращается в закрытое положение под действием пружины.
Приемный – этот типа арматуры устанавливается на конце всасывающего трубопровода например для подачи воды из скважины. Такие клапаны имею сетку, которая защищает насос от попадания в него различных загрязнений из перекачиваемой воды.
Обратные затворы
Обратные затворы также относятся к защитному типу арматуры и по другому называются поворотными обратными клапанами.
Конструктивно эта арматура отливается тем, что ось седла совпадает с направлением течения потока через затвор. При отсутствии течения жидкости через клапан захлопка перекрывает поток собственным весом.
В трубопроводах большого диаметра при прекращении потока захлопка возвращаясь в седло сильно бъёт по нему, что со временем может привести к поломкам, поэтому такие затворы выполняются в двух исполнениях: простом и безударном.
Простой вид используется для трубопроводов диаметром до 400 миллиметров. В этом диапазоне ударная волна не оказывает большово влияния на работу арматуры.
В безударный тип затвора конструктивно имеет более мягкую посадку захлопки, которая компенсирует ударные волны. Такая конструкция предполагает захлопки с противовесом, или выполняется небольшое отверстие в центре захлопки для компенсирования ударной волны при закрытии.
В отличии от обратных клапанов затворы используются преимущественно на трубопроводов большого диаметра в промышленных системах.
Межфланцевые типы обратных клапанов
Межфланцевые типы обратных клапанов появились как ответ на потребность запорной арматуры небольшой длины.
Основное отличие от других видов обратных клапанов – отсутствие фланцев или муфт для соединения с трубопроводом. Арматура этого типа устанавливается между фланцами двух участков трубопровода и может быть установлена как на горизонтальном, так и вертикальном участке трубопровода.
Дисковый обратный клапан пропускает воду перемещаясь вдоль своей оси. Клапан приходит в движение под действием закрепленной на нем пружины. Клапан дискового типа открывается полностью.
Использование в конструкции диска вместо шара позволило существенно сократить длину конструкции и уменьшить вес арматуры.
Двустворчатый клапан представляет собой другую разновидностью клапана фланцевого типа. При открытии клапана створки складываются позволяя потоку двигаться дальше по магистрали.
Материалы и типы соединений для разных видов обратных клапанов
В зависимости от типа соединения клапан обратного давления воды выпускается в следующих исполнениях:
Муфтовое соединение – это самый распространенный способ крепления обратных клапанов. Для крепления используют два резьбовых перехода. Диаметр таких переходов может быть различным в зависимости от диаметра трубопровода.
Клапан обратный шаровой фланцевый – арматура в этом варианте монтируется в состав трубопровода входящими в его состав фланцами. Это преимущественно чугунные клапаны, применяемые на трубопроводах большого диаметра. Чугунный клапан обратного действия конструктивно уже оборудован фланцами.
Клапан обратный межфланцевый – арматура этого типа является разновидностью варианта, описанного выше. Клапаны крепятся между двумя фланцами, которые стягиваются болтами Их применение также ограничивается трубопроводами большого диаметра.
Запорная арматура на воду изготавливается из различных материалов, с разными химическими свойствами и областью применения.
Клапан обратный латунный – поскольку латунь коррозионностойкий и надежный в эксплуатации материал, арматура из латуни обладает большой долговечностью и неприхотливостью в обслуживании и считается наиболее подходящим вариантом для использования в бытовых целях.
Клапан обратный чугунный – такая арматура встречаются довольно редко. Клапан из чугуна подвержен коррозии и постепенному обрастанию отложений. Он используется на производственных объектах, на трубопроводах большого диаметра. В бытовых целях такая арматура не используются.
Клапан обратный стальной – изготавливается из нержавеющей стали лишен практически всех недостатков, он прочен, устойчив к коррозии, агрессивным среда и достаточно долговечен. Арматура из нержавеющей стали является самым дорогостоящим вариантом, но она оправдывает свою стоимость благодаря высокому качеству изготовления.
Вместе со статьей «Типы обратных клапанов» читают:
Как правильно выбрать обратный клапан?
Различные типы обратных клапанов
Выбор правильного типа, размера и технических характеристик обратного клапана важен для обеспечения бесперебойной, бесперебойной и долговременной работы с низким потреблением энергии.
Во многих случаях скорость реверсирования жидкости не является причиной для беспокойства, и стандартные обратные клапаны будут работать хорошо. Однако в насосных системах выбор правильного обратного клапана может иметь решающее значение.
Шаровые обратные клапаны
В целом шаровые обратные клапаны просты и экономичны. Преимуществом является их компактность и отсутствие внешних деталей, что помогает сохранить низкую цену и высокую надежность. Недостатком некоторых приложений может быть отсутствие индикатора открытия/закрытия.
Из-за конструкции с прозрачным проходным отверстием шаровые обратные клапаны обычно используются в системах сточных вод. Полное и гладкое отверстие обеспечивает полный поток через клапан и предотвращает образование твердых отложений в основании клапана. Шарик вращается во время работы, исключая риск застревания на шаре посторонних предметов.
Для получения более подробной информации посетите раздел о шаровых обратных клапанах.
Поворотные обратные клапаны
Поворотные обратные клапаны являются наиболее распространенными обратными клапанами.
Они недороги и, поскольку они являются автоматическими, для их работы не требуется никакого внешнего источника питания или управления — только расход и давление определяют работу клапана. Поворотные обратные клапаны доступны с индикатором открытия / закрытия, и часто клапаны монтируются с рычагом и грузом или рычагом и пружиной, которые обеспечивают визуальную проверку, или с устройствами, обеспечивающими цифровую обратную связь.
Конструкция клапана обеспечивает полнопроходное отверстие, что делает его эффективным благодаря низким потерям напора. Поворотные обратные клапаны обычно используются в системах, где риск скачков давления невелик. Благодаря полнопроходному отверстию этот клапан обычно используется в системах водоснабжения и водоотведения.
Для получения более подробной информации посетите раздел, посвященный поворотным обратным клапанам.
Обратные клапаны с наклонным диском
Обратные клапаны с наклонным диском внешне похожи на эксцентриковые дисковые затворы.
Двойной эксцентриситет вала приводит к тому, что нижняя часть диска занимает большую площадь на пути потока. Следовательно, диск начинает открываться при очень малых скоростях потока.
Обратные клапаны с поворотным диском поэтому обычно используются в насосных системах с низким расходом и пульсирующим потоком. Из-за внутренних валов, которые находятся внутри потока, они используются для воды и очищенных сточных вод. Обратные клапаны с наклонным диском хорошо подходят для снижения риска гидравлического удара.
Для получения более подробной информации ознакомьтесь с нашей информацией об обратном клапане с наклонным диском.
Обратный клапан с наклонным седлом и наклонным диском
Клапан имеет положение вала с двойным эксцентриситетом, а также увеличенный угол посадки. Это приводит к более короткому ходу клапана, тем самым сокращая время, необходимое для закрытия двери.Гидравлические демпферы рекомендуются, особенно если клапаны установлены на насосной станции, где требуется высокая частота открытия и закрытия клапана. Диск клапана быстро закрывается в течение первых 85% своего углового хода, прежде чем встретится с гидравлическим демпфером. Затем демпфер рассеивает кинетическую энергию диска и заставляет его слегка открываться. Диск закрывается до тех пор, пока снова не соприкоснется с демпфером, и это амортизирует диск, пока он не вернется в полностью закрытое положение, закрывая клапан. Эта функция значительно снижает возникновение гидравлического удара благодаря демпфированному и контролируемому методу закрытия клапана.
Для получения более подробной информации см. информацию об обратном клапане с наклонным седлом.
Клапаны обратные форсунки
Клапаны обратные форсунки имеют конструкцию, в которой диск клапана соединен со штоком, который направляется по центральной горизонтальной оси. Пружина расположена между диском и втулкой диффузора. Когда поток входит в клапан, гидравлическая сила, воздействующая на переднюю поверхность, воздействует на пружину, заставляя пружину сжиматься и позволяя клапану открываться. Когда поток прекращается, пружина заставляет диск вернуться в закрытое положение.
Из-за подпружиненного закрытия и короткого линейного хода клапана, обратный клапан форсунки является одним из самых быстродействующих доступных обратных клапанов и обычно используется в насосных системах, где существует потенциальная опасность гидравлического удара. Поскольку диск постоянно находится на прямой линии потока, характеристики потери напора у этого клапана выше, чем у обычных поворотных обратных клапанов.
Для получения более подробной информации см. информацию об обратном клапане сопла.
На что обратить внимание при выборе обратных клапанов?
Чтобы правильно выбрать обратный клапан для вашего применения, необходимо учитывать несколько критериев выбора. Во-первых, однако, не существует одного типа обратных клапанов, который был бы лучшим выбором для всех применений, и критерии выбора могут быть неодинаково важны для всех случаев. Некоторые из вещей, которые вам, возможно, придется учитывать, — это совместимость с жидкостями, характеристики потока, потеря напора, характеристики защиты от ударов и общая стоимость владения.
Жидкость
Все обратные клапаны, упомянутые в этой статье, предназначены для воды и очищенных сточных вод, но использование клапанов для неочищенных сточных вод может вызвать некоторые проблемы. При выборе клапана для этих жидкостей следует учитывать, как присутствие твердых частиц может потенциально повлиять на работу клапана.
Характеристики потока
Если обратный клапан закрывается очень быстро, он может предотвратить удары о вышестоящее оборудование, такое как насосы.
Однако быстрое закрытие не защитит от скачков напряжения, вызванных запуском и остановом насосов. Если клапан открывается (и закрывается) быстро, расход будет быстро изменяться и, таким образом, увеличится вероятность возникновения помпажа.
Потеря напора
Потеря напора, среди прочего, зависит от скорости жидкости. Потери напора через клапан определяются внутренней конструкцией клапана и степенью открытия. Когда клапан спроектирован с ограниченным (суженным) отверстием по сравнению с трубопроводом, скорость через клапан будет увеличиваться, в результате чего увеличиваются потери напора. И наоборот, если клапан сконструирован с меньшим ограничением, а проходной диаметр равен размеру трубопровода, потери напора будут меньше, и на практике клапан не повлияет на общие потери напора в системе. Существует ряд значений потери напора, среди прочих значений дзета, значений Kv и Kvs.
Общая стоимость владения
Затраты на ваш обратный клапан состоят не только из покупной цены.
Для некоторых установок наиболее важными затратами могут быть покупка и установка, но в других случаях расходы на техническое обслуживание или электроэнергию могут быть столь же или даже более важными. Также защита более ценного оборудования, такого как, например. насосы должны быть рассмотрены, и рассмотрение производительности клапана будет иметь решающее значение. При рассмотрении затрат в качестве критерия выбора обратного клапана следует учитывать общие затраты в течение всего срока службы клапана. Как правило, чем проще конструкция клапана, тем ниже требования к техническому обслуживанию. Чем выше значение Kv, тем ниже потребление энергии. Чем выше производительность, тем лучше способность защиты.
Безударные характеристики
Захлопывание обратного клапана может негативно повлиять на скачки давления. На первом этапе процесса насос останавливается, что приводит к скачку давления. Второй шаг, когда поток меняется на противоположный, ударяется о полностью закрытый обратный клапан.
Если обратный клапан закрывается слишком быстро, кинетическая энергия превращается в высокое давление, нагружая трубы и вызывая сильный шум.
Звук удара, как если бы диск или шарик из обратного клапана ударялись о седло и могли издавать некоторый шум. Однако звук вызван не физическим закрытием, а звуковой волной, возникающей из-за скачка давления, растягивающего стенку трубы.
Чтобы предотвратить захлопывание обратного клапана, клапан должен закрываться контролируемым образом и медленнее, когда находится в закрытом положении. Чтобы обратный клапан закрывался медленно, ему требуется дополнительное вспомогательное оборудование, такое как гидравлические демпферы, которые действуют как подушка для дверцы клапана, когда она входит в свое сидячее положение. Это более медленное закрытие позволяет жидкости проходить через обратный клапан до тех пор, пока он не закроется, в результате чего меньшая кинетическая энергия превращается в высокое давление и, следовательно, меньше энергии для подачи и поддержания помпажа.
Следует обратить внимание на насос, расположенный выше по потоку, чтобы убедиться, что он подходит для обратного вращения и потока.
Поскольку обратные клапаны имеют диск в потоке потока, что способствует быстрому закрытию, они имеют лучшие характеристики защиты от хлопков. Однако сегодня многие насосы имеют частотное преобразование, что позволяет им регулировать время запуска и закрытия, чтобы избежать гидравлического удара.
Типы обратных клапанов и рекомендуемые области их применения
Обратные клапаны являются одними из самых важных клапанов для любой системы, будь то промышленное оборудование или предмет домашнего обихода. Они имеют решающее значение для обеспечения правильной работы и предотвращения обратного потока и повреждений. Однако типы обратных клапанов предназначены для конкретного применения.
Чтобы помочь вам выбрать правильный обратный клапан для ваших нужд, вот несколько наиболее распространенных типов обратных клапанов и рекомендуемые области их применения.
Обратитесь к специалистам по клапанам
Типы обратных клапанов: Поворотные обратные клапаны
Поворотные обратные клапаныимеют простую конструкцию с диском, прикрепленным к шарниру в верхней части. По мере прохождения жидкости клапан остается открытым. Когда возникает обратный поток, изменения в движении, а также сила тяжести помогают опустить диск, эффективно закрывая клапан.
Эти типы обратных клапанов обычно используются для пожаротушения и предотвращения наводнений в канализационных системах. Они также предназначены для работы с такими материалами, как газ, жидкости и другие типы сред.
Типы обратных клапанов: Запорно-обратные клапаныЗапорно-обратные клапаны могут использоваться во многих областях. Они предназначены для запуска, остановки и регулирования потока материалов, а также помогают предотвратить обратный поток.
Если давление в системе слишком низкое, эти клапаны автоматически закроются, чтобы предотвратить обратный поток.
Эти типы обратных клапанов также работают с внешним механизмом или ручным управлением. С их помощью вы можете настроить клапан на закрытие независимо от направления потока или давления, чтобы обеспечить безопасность и эффективность работы.
Как правило, запорно-обратная арматура используется на электростанциях и котельных установках. Они также полезны для добычи и переработки нефти, переработки углеводородов и обеспечения безопасности при высоком давлении.
Типы обратных клапанов: шаровые обратные клапаны
В отличие от других клапанов, в шаровых обратных клапанах внутри корпуса используется сферический шар, помогающий контролировать направление потока в трубах и системах. Этот шар свободно вращается, когда жидкость проходит через систему, что приводит к протирочному движению и равномерному износу между шаром и седлом. Согласно Valve Magazine , , это уникальное действие делает шаровые обратные клапаны идеальными для систем, работающих с вязкими материалами.
При снижении давления или обнаружении обратного потока шар будет двигаться к седлу. Это создает уплотнение и помогает поддерживать правильное направление потока жидкости.
Шаровые обратные клапаныявляются одними из наиболее распространенных доступных клапанов. Они используются в промышленных системах, а также в обычных предметах домашнего обихода. Фактически, The Valve Pipeline утверждает, что шаровые обратные клапаны можно найти в патрубках дозаторов мини-насосов для жидкости или геля, распылительных устройствах и ручных воздушных насосах.
Кроме того, шаровые обратные клапаны используются также в насосах-дозаторах и хроматографических насосах.
Типы обратных клапанов: Бесшумные обратные клапаны
Бесшумные обратные клапаны невероятно полезны для водопроводных трубопроводов и систем. Эти клапаны предназначены для контроля и защиты от скачков давления, которые могут возникнуть в водопроводных линиях. Они также работают для предотвращения гидравлического удара и обратного потока.