Конструкция обратного клапана для воды

Обратный клапан – это вид арматуры, который защищает различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением от изменения направления потока среды в технологической системе, а также ограничивает поток среды из системы при частичном разрушении участка трубопровода.

Принцип действия обратного клапана основан на автоматическом перекрытии проходного сечения запирающим органом (например, затвором или диском) под действием обратного тока рабочей среды. Среда, двигаясь в заданном направлении, создает давление на входе клапана, тем самым приподнимая затвор собственным весом или с помощью дополнительных устройств (например, пружин), а при понижении давления (давление на входе и выходе выравниваются) – запирающий орган перекрывает проходное сечение, закрывая клапан. В то же время проточная среда со стороны выходного отверстия обратного клапана создает усилие на запирающий орган и не даёт открыться клапану.

Обратные клапаны применяются:
1) в ЖКХ — в многоквартирных домах на подачи горячей и холодной воды на стояках;
2) на входе холодной воды при установке накопительных водонагревателей (бойлеров электрических и газовых);
3) в обвязке насосного оборудования;
4) в обвязке конденсатоотводчика с существующим противодавлением в конденсатной линии;
5) в обвязке котельного оборудования и др.

Классификация обратных клапанов в зависимости от их конструкции.

Обратные клапаны можно классифицировать по нескольким критериям: по конструкции, по материалу корпуса и внутренних частей, по присоединению, по габаритным размерам.
Рассмотрим несколько примеров классификации обратных клапанов по конструкции.

Шаровые обратные клапаны.
Запорным элементом этого клапана служит шар, который прижимается к седлу пружиной (рис. 1). Эта конструкция отличается надежностью и, в основном, применяется на небольших диаметрах трубопровода в ЖКХ.

Поворотные обратные клапаны (иногда их называют подъемными)

Запорный элемент поворотного обратного клапана выполнен в виде откидной створки (рис. 2). При токе среды в заданном направлении, створка находится в открытом состоянии, пропуская поток. При токе среды в обратном направлении створка захлопывается, «садится» на седло и перекрывает проток.

Преимуществом поворотных обратных клапанов является невысокая чувствительность к загрязнению среды и способность функционировать в системах больших размеров. Эти устройства широко используются в системах отопления в ЖКХ.

Подъемный (пружинный) обратный клапан

Конструкция подъемных обратных клапанов схожа с запорным вентилем (рис.3) Только подпружиненный затвор открывается не вручную, а под давлением потока среды. То есть под действием давления среды затвор поднимается, пропуская поток, а при падении давления — опускается на седло, препятствуя обратному ходу потока.

Подъемные клапаны могут быть установлены только на горизонтальных участках трубопроводов, с соблюдением вертикального расположения оси клапана.
Преимуществами обратного подъемного клапана являются: ремонтопригодность без полного демонтажа, обеспечение герметичности седло/затвор и возможность применения в различных отраслях промышленности. Недостатком – чувствительность к загрязнению среды, которое может привести к заклиниванию клапана.

Двухстворчатый обратный клапан

Запорный элемент двухстворчатого обратного клапана представляет собой две створки, закрепленные на оси, которая расположена по центру проходного сечения. При прохождении потока в заданном направлении клапан находится в открытом состоянии, створки сложены (рис. 4), при прекращении тока среды створки расправляются и закрываются.

Двухстворчатые клапаны подвержены большим потерям напора и не применяются для загрязненных (с крупнодисперсными включениями) сред. Преимуществом же данных устройств является возможность их применения на различные сложные среды (например, морскую воду, нефтепродукты и тд.) путем подбора материала уплотнения диска.

Дисковый обратный клапан межфланцевый

Запорным элементов дискового обратного клапан служит плоский диск (рис.5), который связан с подпружиненным штоком. В рабочем положении диск под давлением среды отжимается, обеспечивая свободный проток, а при понижении давления под действием пружины прижимается к седлу, перекрывая проточное отверстие.

Малый размер и вес обратных межфланцевых клапанов позволяют легко и просто устанавливать их между фланцев в любом положении.
Существуют различные модификации клапана по материалу корпуса, уплотнению диска и т.д., которые позволяют применять его в различных отраслях промышленности, но только не для вязких сред и жидкостей с включениями твердых и волокнистых материалов.

Установка и монтаж обратных клапанов

Для корректной работы обратных клапанов необходимо соблюдать следующие рекомендации по их монтажу:
1) Стрелка на корпусе указывает направление движения рабочей среды и должна совпадать с ним.
2) Межфланцевые обратные клапаны не рекомендуется устанавливать вплотную к фланцу арматуры, так как это может помешать открытию лепестка клапана.
3) Для диагностирования выхода из строя обратного клапана, до и после него рекомендуется установить манометры.
4) При работе в загрязненных средах перед обратным клапаном всех конструкций клапанов, кроме шарового, следует установить фильтр.
5) При установке обратных клапанов (соответствующих конструкций) на вертикальных участках в условиях спускающегося потока существует ограничение диаметра не более 150 мм.

Отметим, что при установке обратного клапана любой конструкции рекомендуется производить промывку (очистку) трубопровода и фланцевых соединений. При монтаже рекомендуется избегать ударов, разрушающих защитное покрытие арматуры, напряжений трубопроводов и не выравнивать перекосы трубопроводов за счет монтируемой арматуры. При запусках и опрессовке во избежание последствий гидравлических ударов следует производить плавные закрытия и открытия арматуры.

За подробной консультацией по ассортименту обратных клапанов и грамотным подбором указанной арматуры для любой инженерной системы вы можете обратиться к специалистам компании «ТехноИнжПромСтрой» удобным для вас способом.

Обратным клапаном называется разновидность запорной арматуры, основная задача которой сводится к тому, чтобы пропускать жидкость лишь в одном направлении. Благодаря указанному свойству их с успехом применяют при организации системы водоснабжения. Например, обратный клапан для насоса не допускает возвращения в скважину или колодец уже поднятой по трубе воды.

Еще одним плюсом устройства оказывается способность поддержания должного уровня воды в системе ее подачи. При открытии крана отсутствует необходимость ждать вытеснения воздуха, вода подается моментально. Подробнее об этом техническом элементе пойдет речь ниже.

Устройство и принцип работы

Изделие имеет металлический корпус, его можно разобрать на две части, снабженные резьбовой нарезкой. Помимо этого, имеется затвор, выполненный из пластика или металла. Он снабжен резиновой прокладкой и пружиной, которая его подпирает.

Принцип работы достаточно прост. При движении жидкости по трубопроводу, на котором установлен клапан, ее напора оказывается достаточно для того, чтобы отжать пружину, открыв тем самым затвор. Когда подача приостанавливается, напор в системе существенно падает, и пружина возвращает затвор на место, предотвращая обратный ток.

На затвор давит и жидкость, находящаяся в системе после клапана. Таким образом осуществляется полный ход работы.

Разновидности

Оснований, по которым можно классифицировать все клапаны, несколько. А именно: конструкционные особенности, материал, из которого они изготовлены, способ установки и размер.

Конструкционные особенности

Запирающий элемент может быть шарового, подъемного, поворотного и межфланцевого типа. В первом затвор представлен шаром, который подперт пружиной и сдвигается только под давлением жидкости, к примеру, воды. В подъемном устройстве затвор двигается вверх и вниз под действием напора.

По сути устройство с подъемным затвором являет собой клапан обратного давления воды. Ее столб придавливает шток с закрывающей тарелкой, не допуская тем самым возвращения уже прокаченной воды.

Поворотный затвор работает как створка, открывающаяся при движении жидкости и возвращающаяся в исходное положение пружиной, когда давление жидкости в системе ослабевает.

Межфланцевые модели в свою очередь могут быть дисковыми и двустворчатыми. У последнего, судя по названию, затвор представлен двумя створками, которые складываются при прохождении жидкости по системе и сходятся вместе при прекращении подачи.

Дисковый затвор двигается вдоль собственной оси при напоре и возвращается на место, перекрывая подачу, при его отсутствии.

Материал изготовления

Латунные изделия считаются надежными, устойчивыми к долгому воздействию жесткой воды и коррозии. Они пользуются большим спросом. Чугунные модели применяют крайне редко, в основном, для трубопроводов с большим диаметром, поскольку материал подвержен коррозии.

Клапаны из нержавеющей стали практически не имеют нареканий, однако их стоимость достаточно высока. Возможен вариант, когда разные части устройства изготовлены из разных материалов. Прежде чем приобрести требуемый товар, имеет смысл разузнать у продавца информацию по поводу материала.

Способ установки

Крепятся устройства при помощи муфт – переходников с резьбовым соединением. Диаметры обратных клапанов для воды могут быть различны: от 15 до 200 мм, поэтому размеры муфт подбираются с учетом конкретных условий.

Еще один вид крепления – при помощи фланца. Такой вариант применяют преимущественно для чугунных запирающих арматур, устанавливаемых на крупные трубопроводы.

Межфланцевое крепление подразумевает размещение устройства между двумя скрепляющимися друг с другом болтами фланцами.

Размер

Выделяют стандартные, миниатюрные и большие модели. Стандартные считаются самыми ходовыми, используют их для большинства трубопроводов. Миниатюрные устройства идут в ход, когда нет возможности установить стандартную модель.

Преимущественно это обратные клапаны для счетчика воды, устанавливаемые на выходе. Основное их предназначение – не допустить движения воды через счетчик в противоположном направлении. Большие клапаны ставят там, где трубопроводы имеют общественное или промышленное назначение.

Место установки

Чтобы ответить на вопрос о том, как правильно установить обратный клапан, сначала нужно выяснить его будущее месторасположение. Одним из них является выход из погружного насоса, который размещен в скважине.

При отключении насоса, установленная деталь не позволит воде стекать через него обратно в скважину. Другой вариант – на конце водозаборной трубы поверхностного насоса или станции.

Помимо насосов установку производят на трубе подачи воды в нагревательный бойлер. Также необходим монтаж обратных клапанов в контурах системы отопления дома, особенно если их несколько и давление теплоносителя в них разное.

Кроме того, при различии показателей мощности у насосов более сильный способен продавить теплоноситель из одного контура в другой, где стоит устройство меньшей мощности.

Система канализации также требует установки рассматриваемого элемента, чтобы предотвратить обратное движение стоков. При наличии инструмента и элементарных сантехнических навыков смонтировать клапан не составит труда. Главное правило – соблюсти направление движения жидкости через клапан, которое указывается на его корпусе в виде стрелки.

Применение обратного клапана оказывается необходимым тогда, когда идет речь о предотвращении опасной аварийной ситуации. Системы отопления и водоснабжения в частном доме относятся к числу тех систем, которые как раз и нуждаются в монтаже этого полезного элемента.

Нормативные документы, регламентирующие монтаж инженерных сетей, требуют во многих случаях установки обратных клапанов. Эти устройства используются в быту и на производстве как для предотвращения утечек жидкости и газа, так и для защиты оборудования в нештатных ситуациях. Их конструкция и принцип работы разный, некоторые более надежные, некоторые более дешевые, а есть разновидности, которые требуют подключения электропитания.

Изначально все виды обратных клапанов проектировались с одной целью — предотвратить поток жидкости по трубопроводу в обратном направлении. Происходит это из-за остановки по той или иной причине насосного оборудования. Без клапана обратного потока вода может из системы вылиться обратно в скважину или колодец, при этом крыльчатка насоса или водяного счетчика будет вращаться в обратном направлении, что часто приводит к ее поломке.

У всех обратных клапанов принцип действия практически одинаковый: при снижении давления ниже установленного предела срабатывает специальное устройство, которое закрывает внутренний проход для жидкости. С повышением давления запорное устройство открывается, и вода может проходить в прямом направлении.

Есть несколько параметров, по которым классифицируются клапаны обратного потока. По режиму работы они могут быть энергонезависимыми и с потреблением электроэнергии. Первые более всего распространены по понятной причине — чтобы им работать, не требуется внешнего источника энергии. Вторые используются реже и в особых случаях.

По типу запорного механизма существует четыре вида:

По типу соединения клапаны обратного потока могут быть с муфтовой резьбой, с фланцами, межфланцевыми и с торцевыми выпусками под сварку.

Материалом для изготовления корпуса и рабочих элементов этой сантехнической арматуры может служить латунь, чугун или нержавеющая сталь. Бытовые клапаны чаще всего изготавливают из латуни, они отличаются долговечностью и износостойкостью. Чугунные используются только на магистральных трубопроводах большого диаметра. Они более дешевые, но подвержены коррозии. Самые надежные и долговечные клапаны — из «нержавейки», но и стоимость их самая высокая. Их применяют в особых случаях на ответственных участках систем.

В поворотном типе запирание прохода в корпусе осуществляется тарелкообразным затвором на поворотном рычаге под действием силы тяжести. Давление воды поднимает затвор, а при снижении давления затвор поворачивается под действием гравитации и закрывает проход для движения жидкости в обратном направлении.

Недостаток такой конструкции в том, что можно использовать такое устройство только на горизонтальных участках трубопроводов. Чаще всего его можно встретить на магистральных трубах большого диаметра.

Идею подъемной конструкции проектировщики скопировали с регулируемого вентиля клапанного типа. Вместо штока с резьбой, который служит для подъема золотника, установлена пружина из стойкой к коррозии стали.

Напор жидкости давит на затвор и поднимает его, тем самым открывая проход. При снижении давления пружина прижимает затвор и закрывает проход, исключая движение жидкости в обратном направлении.

В шаровой разновидности роль затвора играет металлический шарик, который может быть покрыт слоем резины. В некоторых моделях он подпружиненный, в некоторых запирает проход под действием силы тяжести. Эта разновидность считается самой надежной. Ее чаще всего используют как в быту, так и на промышленных объектах из-за простоты конструкции и дешевизны производства.

По конструкции и принципу работы обратный клапан для воды дискового вида похож на подъемную разновидность. Но есть существенное различие: у дискового вида затвор расположен горизонтально, а у подъемного — вертикально. Горизонтальное расположение затвора снижает гидравлическое сопротивление. Это важно для эксплуатации магистральных трубопроводов с большим диаметром.