Принцип действия обратного клапана: Виды обратных клапанов и особенности их установки

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].

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 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

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. 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.^[1]

Обратный затвор

Стальной обратный затвор.

Устройство обратного затвора (поворотного обратного клапана).

Вид на захлопку изнутри

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^[1].

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 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:

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

Примечания

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

См. также

Обратные клапаны – типы, виды и сферы применения

Обратный клапан жидкостной относится к устройствам, предотвращающим возвратное перемещение жидкостей в трубопроводах. Арматура снижает внутреннее давление, исключает утечку или остановку рабочего насоса. Данный тип клапанов предназначен для использования в сферах коммунального хозяйства, водо-, теплоснабжения, а также в химической, нефтяной, пищевой промышленности.

Виды и типы обратных клапанов

• Дисковый обратный клапан. Изделие простое в монтаже, недорогое. Принцип действия основывается на смещении дискового затвора вдоль направления движения жидкости.
• Подъемный клапан обратного действия. Предназначен для трубопроводов, через которые транспортируется сжатый воздух, пар. Отличается высокой запорной прочностью.
• Обратный клапан шарового типа. Обеспечивает высокую пропускную способность, благодаря простой форме проточной части с высокой плотностью закрывания. Производительность и низкие требования к качественному составу жидкости позволяют использовать устройство в трубопроводах для холодных, вязких или неоднородных веществ.
• Поворотный обратный клапан. В качестве запорного элемента применяется стальной диск радиального типа смещения. Арматура используется для установки в трубопроводах, обслуживающих тепловые пункты, котельные, а также на объектах промышленного назначения.

Популярность применения клапанных устройств обратного принципа действия вызвана:

• простотой конструкции;
• безотказным принципом действия;
• надежной герметичностью;
• функциональной эффективностью;
• невысокой стоимостью при долгосрочной интенсивной эксплуатации.

Помимо этого, некоторые виды обратных клапанов создаются под специальные условия эксплуатации. С этой целью разработаны конструкционные особенности, благодаря которым можно подобрать трубопроводную аппаратуру, более точно соответствующие условиям применения, например, при подключении трубопроводов к котельным. Это связано с тем, что в теплотрассах часто случаются резкие перепады давления.

Для этого предусмотрены обратные клапаны ударного и безударного типа. Если диаметр устройства не более 400 мм, ударные процессы не оказывают существенного значения на работу и систему в целом.

Чтобы смягчить ударные явления в трубопроводе большого диаметра, используются гидравлические демпферы или противовесы, способные выдерживать резкие толчки. Недостатком является то, что обратные клапаны ударные монтируются только на горизонтальных участках теплотрасс. Среди преимуществ – меньшая чувствительность к загрязненной водной среде.

Функциональные особенности

• Арматура дренажного типа. Предназначена для снижения давления в трубопроводных системах.
• Конденсатоотводные устройства. Позволяют выводить накапливаемый конденсат.
• Самоотключающаяся арматура защитного типа. Оборудование, позволяющее избежать аварийной ситуации и не допустить разрыва трубопровода от внутреннего давления.
• Редукционная или дроссельная арматура. Обеспечивает снижение рабочего давления за счет увеличения сопротивления на пропускном участке трубопровода.
• Контрольная арматура. Управление состоянием рабочей среды с помощью контрольно-измерительной аппаратуры.

Сфера применения и сроки эксплуатации

Защита, осуществляемая с помощью обратного клапана, используется во всех видах трубопроводов, насосов, емкостей, в которых возможно возникновение высокого внутреннего давления. Функциональное преимущество, которое ценится в данном виде аппаратуры — это предотвращение утечки содержимого трубопровода при выходе из строя на любом участке.

Обратные клапаны используются в системах, где прокачивается вода, газ, нефтяные или химические продукты. Долговечность определяется тем, что аппаратура изготавливается из нержавеющих материалов, что исключает разрушение от коррозии.

Преимущества применения обратных клапанов

Аппараты компактные, легко устанавливаются или демонтируются даже в аварийной обстановке. Основной материал, который используется для изготовления корпуса – чугун, что определяет высокие показатели прочности. Устройство одномоментно реагирует на смену ситуации в системе и обеспечивает регулировку давления до нормативных показателей. Обратные клапаны устанавливаются в горизонтальном и вертикальном положениях.

Особенности клапанов обратного типа

Отличительными особенностями обратных клапанов являются:

• качество материала корпуса и герметичность запорных механизмов;
• долговечность;
• простота монтажа и обслуживания;
• надежность, обеспечивающая безопасность эксплуатации;
• широкие функциональные возможности.

Этому способствует использование качественного сырья, передовых технологий литья и обработки черных и цветных металлов. Все готовые изделия проходят проверку на прочность и герметичность резьбовых соединений, а также на надежность и плотность прилегания заслонок.

Производитель исключает вероятность передачи покупателям бракованных изделий, так как каждое на выходе проходит соответствующий стандартам контроль. Компания «Автоматизация и промышленная аппаратура», являющаяся лидером по производству трубопроводной арматуры, предлагает обратные клапаны высокого качества по доступной стоимости.

Клапан обратный подъемный фланцевый: назначение и конструкция

Клапан обратный фланцевый – устройство, которое устанавливается на трубопроводах, чтобы обеспечить одностороннюю направленность транспортируемой рабочей среды. Конструкция, установку которой осуществляют при помощи фланца, предусматривает автоматическое срабатывание, останавливающее транспортируемый поток, как правило, жидкий, если направление его движения изменяется на противоположное или при возникновении гидроудара, чтобы ослабить его воздействие.

Обратный клапан с фланцевым креплением может быть изготовлен из стали или чугуна

Каковы конструкционные особенности фланцевого клапана

Фланцевые затворы могут быть установлены как на горизонтальных трубопроводах, так и на вертикальных, которые предназначены перекачивать:

• канализационные стоки;
• кислоты;
• морскую и пресную воду;
• нефть и продукты ее переработки;
• щелочные растворы.

Эффективность работы устройства, монтируемого с использованием фланца, очень высока, что объясняется, во многом, простотой его конструкции и принципа действия. Основой достаточно несложного приспособления выступает корпус, для изготовления которого используют сталь или чугун, в котором размещается запорный элемент. Предусматривается возможность проведения регулировки действия специальной пружины, благодаря воздействию которой обеспечивается действие запорного механизма.

Благодаря пружине, открытие запорного элемента устройства может производиться только в одну сторону, соответствующую направлению потока транспортируемого по трубопроводной системе вещества. Транспортируемое вещество, создав достаточное давление по отношению к удерживаемому пружиной запорному элементу и открыв его, начинает перемещаться в заданном направлении. Когда упадет давление в трубопроводной системе, то в результате автоматического срабатывания запорного механизма сечение трубопровода перекрывается, значит, перемещаемое по нему вещество не может начать движение в противоположную сторону.

Подбор фланцевого затвора зависит от целевого назначения устройства, по конструктивным особенностям он может быть:

• поворотным. Принцип действия состоит в использовании внутриклапанного стального захлопывающегося диска, фиксируемого на оси с пружиной. При открытом положении клапана диск расположен параллельно по отношению к направлению, в котором происходит перемещение транспортируемого вещества, в противоположном положении – перпендикулярно. К недостатку простой и недорогой конструкции относят чрезмерную резкость захлопывания диска, в результате чего преждевременно изнашивается посадочное место. Поэтому усовершенствованные приспособления оснащены  специальным механизмом, который предназначается для того, чтобы закрытие было проведено плавно, без ударного воздействия, что привело к значительному возрастанию их стоимости. Другим ограничением использования так называемых безударных обратных поворотных фланцевых клапанов является то, что их размещение может осуществляться только на горизонтальном трубопроводе;

Каждая модель клапана имеет конструктивные особенности, от которых зависит способ установки и эксплуатация устройства

• обратным – подъемного типа. Клапан обратный подъемный фланцевый снабдили специальным золотником, которому отводится выполнение функций запорного компонента. Давлением потока транспортируемого вещества вызывается подъем специального золотника по вертикали. При спаде давления золотник совершает перемещение по вертикали в противоположную сторону, перекрывая сечение трубопровода и препятствуя началу перемещения транспортируемого вещества в противоположном направлении.

Обратите внимание! Подъемный фланцевый затвор может быть установлен только вертикально, что вытекает из специфики конструкции.

• обратным – с наличием шарового запорного элемента. Использование в качестве запорного элемента выступает специального золотника – шара достаточно большого размера, не позволяет устанавливать шаровой обратный клапан, чтобы он выполнял функции межфланцевого затвора;
• обратным двухстворчатым, используемым, как правило, как межфланцевый. В конструкции использованы две одновременно захлопывающиеся створки, подсоединенные к пружинам. Клапану такой конструкции присуща компактность, так как створки, предназначенные для блокировки, невелики по размерам;
• приемным обратным, оснащенным сеткой. К использованию приспособлений, оснащенных фильтрующей сеткой, прибегают на устройствах, устанавливаемых на скважинах, эксплуатируемых для выкачивания из подземных пластов жидкостей или газов. Наличие фильтра предотвращает попадание в систему крупных посторонних частиц.

Практически любой трубопровод, работающий под повышенной нагрузкой, требует установки обратного клапана

Выгоды и недочеты установки обратного фланцевого клапана

Эксплуатировать трубопроводные системы большого диаметра на сегодняшний день представляется немыслимой без использования обратных фланцевых клапанов. Различают два типа таких приспособлений:

• фланцевые;
• межфланцевые.

В межфланцевых устройствах основной элемент размещается между фланцами, детали для осуществления крепежа присутствуют в минимальном количестве — для того, чтобы стянуть фланцы, используются резьбовые шпильки.

Обратите внимание! Как правило, устанавливать обратные фланцевые клапаны принято на магистральных линиях, которые эксплуатируются со значительной нагрузкой. Поэтому постоянное движение транспортируемого вещества оказывает значительное воздействие на состояние внутренних элементов трубопровода, приводя к ускоренному выходу их из строя.

Установка рассматриваемых устройств связана с получением определенных преимуществ:

• ввиду компактности устройств, как правило, имеющих небольшие размеры, их использование возможно в трубопроводных системах на различных участках;
• даже при наличии большого количества вредных примесей в транспортируемом веществе они функционируют должным образом;
• могут применяться на магистральных трубопроводных линиях значительного диаметра.

Пожалуй, единственным существенным недостаткам устройств выступает инициация ими гидравлического удара, возникающего при захлопывании створок. Повышение давления в трубопроводе, вызываемое резким закрытием блокирующего устройства, провоцирует гидроудар, воздействующий на трубопроводную систему. Если воздействие гидравлического удара не способно привести к серьезным нарушениям в функционировании целой системы и/или ее отдельных компонентов, то можно обойтись установкой обратных клапанов простого типа, не превышающих, по обыкновению, по величине диаметра 400 мм. В прочих случаях желательна установка устройств безударного типа.

Устройство безударного типа имеет важное преимущество — оно не провоцирует гидроудары во время работы

Проведение монтажа обратного клапана

Установить обратные клапаны можно несколькими способами, применив:

• муфту;
• сварное соединение;
• фланец.

Однако трубопроводные магистральные линии большого диаметра оснащают устройствами, прикрепляемыми исключительно с помощью фланцев.

Конструкция обратного поворотного клапана включает присоединительные фланцы с отверстиями под крепежные гайки (размеры фланцев установлены ГОСТом 12820-80). Проведение монтажа связано с жестким соблюдением его технологической последовательности. Выполнять монтаж должны только специалисты соответствующей квалификации по получении специального допуска и прохождении обучения. Последовательность выполнения такова:

1. Готовясь приступить к обустройству, прекращают подачу транспортируемых веществ в трубопроводную систему либо в целом, либо на отдельном изолируемом участке, где будут проводиться работы.
2. Проводится проверка на предмет проявления полного соответствия устанавливаемого оборудования тем климатическим условиям, при которых ведутся работы.
3. Первоначально выполняется присоединение фланцев к выносному элементу трубопровода. При выполнении этой операции строго обязательно параллельное положение соединяемых элементов.
4. Далее производится фиксация самого обратного клапана, устанавливаемого крышкой кверху.

Важно! Перед подачей в трубопроводную систему транспортируемого вещества, дотошно проверяется правильность выполнения всех соединений, неподвижность положения корпуса устройства и устойчивость захлопывающегося диска.

Массовое распространение обратных клапанов фланцевого типа объясняется их востребованностью, так как установка этих устройств позволяет решить проблемы безопасного функционирования трубопроводных систем, не позволяя возникнуть таким явлениям, как обратная направленность потока транспортируемой среды и гидравлические удары. При полном соответствии данных приспособлений целевому предназначению они обладают также такими существенными преимуществами, как простота устройства, сочетающаяся с высокой надежностью, и сравнительно невысокая стоимость.

Клапаны обратные осевого потока

1. Конструкция клапана не обслуживаемая, но для проведения капитального ремонта все внутренние узлы имеют разборную конструкцию со свободным доступом к деталям.




2. Корпус клапана выполнен из поковок либо сортового проката со 100% контролем УЗК.




3. Для обеспечения требуемого Заказчиком времени закрытия возможно изготовление клапанов, эксплуатируемых на жидких средах, с демпфирующей системой. Она представляет собой камеру, заполненную гидравлической жидкостью, внутри которой перемещается демпфирующий диск, жестко связанный со штоком запорного органа. Система уплотнений камеры обеспечивает её герметичность и исключает необходимость замены гидравлической жидкости на протяжении всего срока службы изделия.

Открытие клапана происходит под действием давления среды. При этом шток сжимает пружину, расположенную внутри запорного органа.


При отсутствии давления или наличии обратного потока среды клапан возвращается в положение «закрыто» под действием пружины.


Конструктивное исполнение проточной части клапанов (по типу «сопло Вентури») обеспечивает плавную посадку затвора на седло, исключающую искрообразование.

                                               

Уплотнение в затворе осуществляется по схеме «металл-металл».

* Присоединительные фланцы арматуры могут изготавливаться по ГОСТ 33259-2015, ГОСТ Р 54432-2011, ГОСТ 12815-80, ASME B16.5, а также по иным стандартам, указанным заказчиком. По требованию заказчика клапаны во фланцевом исполнении могут поставляться в комплекте с ответными деталями (фланцы, прокладки, крепежные детали).


При присоединении «под приварку» разделка кромок выполняется под трубу заказчика.


При необходимости клапаны могут поставляться в комплекте с переходными кольцами (катушками) как раздельно, так и с приваркой в заводских условиях, длина колец — не менее 250 мм.

устройство, виды и принцип работы

Обратный клапан представляет собой элемент запорной арматуры, обеспечивающий возможность движения воды по трубопроводу только в одном направлении. Устройство работает исключительно за счёт энергии перемещающейся жидкости и не требует подключения к внешним источникам питания.

Функции обратных клапанов на воду

Казалось бы, что плохого, если поток жидкости в трубопроводе на какое-то время повернёт вспять. А между тем, это может быть чревато самыми серьёзными последствиями.

Для сетей, использующих насосные установки, отсутствие запорного элемента может привести к полному сливу воды из системы и даже поломке насоса вследствие вращения крыльчатки в обратном направлении. Такая же беда может грозить водосчетчикам, не защищённым запорной арматурой.

Другой важной функцией обратных клапанов является защита трубопровода от гидроударов – кратковременных сильных скачков давления жидкости, способных привести к быстрому износу или поломке элементов трубопроводной системы.

Особенности конструкции

Конструктивное исполнение любого обратного клапана не изобилует наличием сложных деталей. Вне зависимости от типа устройства, оно состоит из трёх обязательных элементов:

• Пластиковый или металлический затвор с уплотнителем из силикона или резины.
• Пружина, обеспечивающая ход затвора. Несмотря на малые размеры, выполняет очень важную функцию, поэтому, как правило, производится из высококачественной стали.
• Корпус устройства.

Чтобы избежать негативного воздействия агрессивных химических сред (минеральных солей, соединений серы, марганца, железа и т.п.), в той или иной концентрации растворенных в любой водной среде, поверхность затвора подвергается дополнительной защите. Защитный слой наносится на деталь гальваническим методом.

Некоторые модели клапанов могут быть оборудованы дополнительными элементами для упрощения монтажа водопроводной сети: краном Маевского для возможности стравливания воздуха из системы, а также дренажным отверстием, позволяющим легко сливать жидкость, скопившуюся в трубе.

Как работает устройство?

Принцип действия обратного клапана предельно прост. Пока жидкость движется по трубопроводу в правильном направлении, она создаёт определённое давление, силы которого оказывается достаточно для разжимания пружины, удерживающей затвор в закрытом состоянии. Затвор частично или полностью открывается, пропуская поток воды.

Как только напор жидкости ослабевает, останавливается, либо начинает двигаться в обратном направлении, уровень оказываемого ею давления уменьшается. Усилия пружины достаточно для захлопывания (опускания, закрытия – в зависимости от конструкции клапана) затвора.

Разновидности обратных клапанов

В зависимости от типа запорного элемента, все обратные клапаны разделяются на несколько категорий:

• Шаровые. Запорный элемент представляет собой пластиковый или металлический шар, подпираемый сверху пружиной. Под действием напора жидкости пружина сжимается, приподнимая шар и пропуская жидкость в канал.
• Поворотные. Затвор выполнен в виде откидывающейся створки. Она открывается в процессе движения потока жидкости и закрывается при его ослаблении или остановке. Часто применяются в металлических трубопроводных сетях, берущих воду из колодца или скважины, поскольку отличаются малой чувствительностью к загрязнению среды.
• Дисковые. Проходимость трубопровода регулируется стальным диском, способным проворачиваться вокруг своей оси. В быту их применение оправдано в сетях из металлопластика, где загрязнение рабочей среды минимально.
• Подъёмные. В клапанах такого типа затвор может передвигаться вверх или вниз под действием пружины. Сжимание и разжимание пружины происходит под давлением напора воды. Может располагаться только на горизонтальных отрезках трубопровода, причём ось клапана должна быть ориентирована строго в вертикальном направлении. Преимущество такого типа клапана – возможность его ремонта без демонтажа из системы.

Обратите внимание! Поворотные клапаны имеют один серьёзный недостаток. При больших габаритах устройства захлопывание створки может спровоцировать сильный гидроудар, который может привести к повреждению конструкции. Для устранения этого неприятного эффекта существуют специальные безударные модели устройств, перемещение клапана в которых происходит плавно.

По способу присоединения обратного клапана к трубопроводу различают следующие виды устройств:

• Межфланцевые. Монтируются между двух фланцев, расположенных на соседних концах трубопровода. Сам клапан при этом не имеет крепёжных элементов. Фиксируются болтовыми соединениями.
• Фланцевые. Оснащаются специальными соединительными элементами с уплотнительными прокладками. Как и межфланцевые, чаще находят применение на больших магистральных сетях.
• Муфтовые с резьбой. Чаще применяются в трубопроводных сетях малых диаметров. Закрепляются при помощи резьбы, имеющейся на внешней или внутренней поверхности муфт.
• С креплением под сварку. Монтаж таких клапанов производится посредством сварки. Соединение получается неразборным, поэтому запорные элементы такого типа используется достаточно редко, преимущественно для сетей с агрессивными рабочими средами.

Помимо этого, обратные клапаны могут быть сделаны из стали, чугуна, латуни, полипропилена и т.п. При этом составные части детали могут производиться из разных материалов. К примеру, корпус из нержавейки или латуни, пластиковый затвор и стальная пружина.

Чугунные изделия в быту встречаются редко, по причине подверженности коррозии и постепенному накоплению отложений. Их основная область применения – магистральные трубопроводы. Устройства из нержавейки почти полностью лишены подобных недостатков, но имеют достаточно высокую стоимость.

Полипропиленовые изделия предназначены для установки в трубопроводных сетях, смонтированных из того же материала. Монтаж производится методом полифузионной сварки.

Обратите внимание! В быту чаще всего применяются латунные изделия, сочетающие невысокую стоимость с хорошими эксплуатационными качествами и длительным сроком службы.

Критерии выбора устройства

При выборе конкретной модели обратного клапана, наилучшим образом подходящей для реализации того или иного проекта, следует учитывать:

• Диаметр посадочной части запорного элемента. Как правило, обозначается в дюймах.
• Пропускную способность (диаметр условного прохода). На маркировке изделия обозначается литерами ДУ или DN.
• Класс герметичности. Характеризует способность устройства перекрывать поток воды и измеряется количеством жидкости, способной просачиваться сквозь затвор в единицу времени.
• Рабочее давление. Маркируется аббревиатурами РУ или PN. Значение РУ-20, к примеру, будет означать, что клапан сможет эффективно работать при давлении в системе не более 20 бар.
• Уровень давления закрытия.

Для бытовых водопроводных сетей, в большинстве случаев, подойдут муфтовые пружинные клапаны диаметром прохода 15-50 мм. Эти устройства будут сочетать достаточную пропускную способность с компактными габаритами, приемлемым уровнем шума и доступной стоимостью.

Как и в каком месте трубопровода устанавливать?

В водопроводных сетях установка запорного элемента осуществляется в следующих местах:

• Рядом с выходом погружного насоса, берущего воду из колодца или скважины. Запорный элемент будет отвечать за то, что вода не сольётся обратно после прекращения работы насоса.
• В месте входа трубы в бойлер. Клапан будет препятствовать оттоку жидкости из бойлера в пустой трубопровод.
• Перед смесителем, при одновременном использовании холодной и горячей линии водоснабжения. В такой схеме уровень давления в трубах может отличаться, приводя к продавливанию жидкости из одной линии в другую через смеситель. Обратный клапан остановит этот процесс.
• В отопительных сетях, имеющих несколько контуров с отличным уровнем давления.
• Перед приборами учёта. Здесь запорная арматура помогает защитить счётчик от гидроудара, а также предотвращает вращение крыльчатки в несвойственном ей обратном направлении.

Установка клапана, как правило, не вызывает проблем. Главный нюанс – элемент должен быть установлен в верном направлении. Определить его поможет стрелка, обязательно присутствующая на корпусе устройства.

Обратите внимание! При монтаже устройств муфтового типа, следует обязательно использовать дополнительные средства герметизации – сантехнический лён или ФУМ-ленту.

Также, стоит учитывать, что любой клапан будет нуждаться в периодическом обслуживании и поэтому его лучше разместить в легкодоступном месте.

Клапаны обратные: принцип действия, сферы применения, преимущества

В качестве защитной трубопроводной арматуры для систем под высоким давлением применяют обратные клапаны. Трубопроводная арматура предназначена для защиты изменений потока рабочей среды от изменений их направления. С их помощью эффективно защищают трубопроводы, установки, сосуды, насосы разного назначения. Арматура незаменима при возникновении аварийных ситуаций, так как препятствует обратному потоку среды.

Сферы применения арматуры

Обратный клапан в автоматическом режиме пропускает среду только в определенном направлении, которое показано стрелкой на корпусе устройства.

Обратные клапаны используют для различных установок:

• в гидроприводах, которые состоят из совокупности насосов, с целью предотвращения взаимного воздействия при одновременной работе оборудования;
• в фильтровальных блоках, которые монтируются в реверсивных гидроустановках для движения жидкой среды через блок фильтра только в заданном направлении;
• в гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости в качестве подпиточных клапанов;
• в установках, где необходимо постоянное движение жидкости в одном направлении.

Арматура необходима в канализационных и водопроводных системах, в контуре автономного отопления, в системе учетных механизмов, установке насосного агрегата и для работы прочего оборудования.

Принцип действия арматуры

Обратные клапаны из стали контролируют движение рабочего потока за счет золотника, который перемещается в вертикальном положении. Под воздействием потока жидкости или прочего вещества золотник поднимается, тем самым открывая проход в направлении, которое необходимо для функционирования системы. После движения рабочего потока среды запорный орган устанавливается на седло. В результате предотвращается обратный ход жидкости. Функционирование арматуры осуществляется автоматически. Установка обратных клапанов выполняется на горизонтальных участках трубопроводов в направлении потока рабочей среды.

Основные разновидности арматуры

Механические предохранители имеют большое количество вариантов исполнения. На этом сайте можно ознакомиться с востребованными моделями. Все изделия имеют прочный корпус из стали. Бывают устройства, отличные по следующим параметрам:

• по размеру проходного сечения устройства: 15,0-25,0 мм;
• в зависимости от типа золотника: шаровые, дисковые, двухстворчатые;
• по способу монтажа – муфтовые, фланцевые или сварные клапаны;
• по направлению потока – угловые или проходные;
• по типу материала – латунные, пластиковые, стальные клапаны;
• в зависимости от способа закрытия – при помощи пружины, под весом устройства.

Преимущества обратных клапанов

Устройства имеет несомненные достоинства, среди которых:

• автоматическое управление;
• высокая ремонтопригодность;
• повышенное сопротивление потокам жидкости;
• материалы клапанов выполнены из износостойких материалов высокой твердости;
• устойчивость конструкции к коррозийным процессам, механическим повреждениям, внешним факторам;
• применение в разных климатических условиях;
• возможность использования для агрессивных сред;
• уплотнение клапанов работоспособно при широком диапазоне температур проводимой среды: -60⁰С-+560⁰С;
• высокая герметичность затвора;
• средний срок службы – не менее 20 лет;
• простой монтаж и обслуживание.

Обратный клапан в системе водоснабжения и канализации предохраняет трубы от гидроударов и скачков давления, защищает оборудование от внештатных ситуаций и стабилизирует давление в системе.

Разновидности обратных клапанов для воды

При нормальной эксплуатации трубопроводов подразумевается направление потока воды в одном направлении.

Для предотвращения образования обратного потока применяются обратные клапаны, имеющие пропускную способность в одну сторону и действующие автоматически.

Обратные клапаны применяют при работе нескольких насосов при объединении в одну сеть.

При снижении давления в одной линии избыточное давление воды образует в ней обратный поток, способный нанести повреждения насосу, арматуре.

Обратный клапан автоматически отсекает аварийный участок от обратного потока.

При выборе обратного клапана учитываются его основные технические характеристики:

• Диаметр проходного отверстия DN (номинальный диаметр). Ряд условных проходов прописан в ГОСТ 28338-89;
• Давление PN (номинальное давление) – максимальное избыточное давление, при котором гарантируется длительная и безопасная эксплуатация. Ряд номинальных давлений прописан в ГОСТ 26349-84.
• Кроме отечественных стандартов используются международные ISO, североамериканские ANSI, немецкие DIN.

Виды обратных клапанов

По внутреннему устройству и назначению обратные клапаны для воды подразделяются на следующие виды:

Клапан межфланцевый, пружинный дисковый и двухстворчатый.

Самая компактная конструкция среди всех видов.

У пружинного дискового клапана затвором служит диск (пластина) с прижимным элементом – пружиной.

В рабочем состоянии диск под давлением воды отжимается, обеспечивая свободный проток.

При понижении давления пружина прижимает диск к седлу, перекрывая проточное отверстие.

Диапазон размеров обратного клапана 15 мм – 200 мм.

В сложных гидросистемах при остановке насоса может произойти гидроудар, который способен нанести повреждения системе.

В таких системах применяются двухстворчатые клапаны: в больших и сложных системах – с амортизаторами для смягчения гидроударов.

В них запорный диск под действием потока воды складывается пополам. Обратный поток возвращает диск в исходное состояние, прижимая его к седлу. Диапазон размеров 50 мм – 700 мм, еще больше, чем у пружинных дисковых клапанов.

Основными преимуществами межфланцевых обратных клапанов являются меньшие размеры и малый вес. В их конструкции отсутствуют фланцы для крепления к трубопроводу.

За счет этого вес снижается в 5 раз, а общая длина в 6-8 раз по сравнению со стандартными обратными клапанами данного проходного диаметра.

Достоинства: простота монтажа, эксплуатации, возможность устанавливать кроме горизонтальных участков трубопровода, также на наклонные и вертикальные.

Недостаток – необходим полный демонтаж при ремонте клапана.

Клапан обратный поворотный или лепестковый

В данной конструкции запорным элементом является золотник – «захлопка».

Ось поворота «захлопки» находится выше проходного отверстия. Под действием напора «захлопка» откидывается и не препятствует прохождению воды.

При понижении давления ниже допустимого золотник падает и захлопывает проходной канал.

В обратных клапанах большого диаметра происходит сильный удар золотника о седло, что приводит к быстрому выходу конструкции из строя.

При дальнейшей эксплуатации это провоцирует возникновение гидравлического удара при срабатывании обратного клапана.

Поэтому поворотные обратные клапаны разбиваются на две группы:

1. Простые – клапаны с диаметром до 400 мм. Их применяют в системах, где ударные явления не могут серьезно повлиять на работу гидросистемы и самого клапана.
2. Безударные – клапаны с устройствами, обеспечивающими плавную и мягкую посадку золотника на седло.

Преимуществом поворотных клапанов является способность обеспечивать работу в системах больших размеров и невысокая чувствительность к загрязнению среды.

Подобный клапан установлен в аэродинамической трубе NASA, размер которой 7 метров в диаметре.

Недостаток – необходимость применения демпфера в клапанах большого диаметра.

Обратный шаровый

Принцип работы обратного шарового клапана аналогичен принципу действия межфланцевого пружинного дискового клапана.

Запорным элементом в нем является шар с пружиной, прижимающей его к седлу. Шаровые обратные клапаны применяют в системах с трубами небольшого диаметра, чаще всего в сантехнике.

Клапан обратный шаровый проигрывает пружинному дисковому клапану в габаритах.

Обратный подъемный

В обратном подъемном клапане запорным элементом является подъемный золотник.

Под действием давления воды золотник поднимается, пропуская поток.

При падении давления золотник опускается на седло, препятствуя обратному ходу потока.

Такие клапаны устанавливаются только на горизонтальных участках трубопроводов. Обязательное условие – вертикальное расположение оси клапана.

Преимущество обратного подъемного клапана – возможность ремонта без демонтажа всего клапана.

Недостаток – высокая чувствительность к загрязненности среды.

Клапаны подразделяются на четыре группы по способу крепления.

1. Крепление под приварку. Обратный клапан крепится к трубопроводу сваркой. Применяется при работе в агрессивных средах.
2. Фланцевое крепление. Обратный клапан соединяется с трубопроводом через фланцы с уплотнением.
3. Муфтовое крепление. Обратный клапан крепится к трубопроводу через резьбовую муфту. Применяется в системах небольшого диаметра.
4. Межфланцевое крепление. Обратный клапан не имеет своего крепежного узла. Зажимается между фланцами трубопровода. Применяется на участках с ограничением по габаритам.

Места установки клапанов

Обратные клапаны для воды устанавливают в квартирах с системой центрального водоснабжения.

При резком превышении давления горячей воды она через смеситель может пойти в трубопровод с холодной водой. Чтобы предотвратить подобную ситуацию устанавливают обратные клапаны.

Для счетчика воды также желательно установить обратный клапан. Он защищает счетчик от гидроударов, появляющихся в системе при использовании неисправных сантехнических приборов. Устанавливается после прибора учета.

В домах с автономным отоплением применяют насосы для подачи воды в отопительную систему.

Перед насосом обязательно устанавливается клапан обратного хода воды.

Он предотвращает сток воды из трубопровода при остановке насоса, следовательно, отпадает необходимость заполнения системы водой при следующем включении насоса.

Доставка воды к потребителю происходит без перебоя. Перед насосом устанавливаются обратные клапаны с подпружиненными дисками.

Для более долгой безупречной работы их желательно устанавливать строго вертикально.

При автономном водоснабжении применяются скважинные погружные насосы. Обратный клапан также необходим для предотвращения слива воды при остановке насоса.

Поток сливающейся воды раскручивает рабочее колесо насоса в обратном направлении, что крайне нежелательно.

Как и на любой насосной станции обратный клапан устанавливается перед насосом. Поскольку клапан находится в погруженном состоянии необходимо его изготовление из антикоррозионных материалов: бронзы, латуни или нержавеющей стали.

Как сделать правильный выбор

Для каждой гидросистемы необходимо выбрать обратный клапан для воды, наиболее подходящий для работы в указанных условиях. Необходимо учитывать номинальное давление в системе, установочные размеры и способ крепления.

В отопительные системы с металлическими трубами желательно устанавливать поворотный обратный клапан, т. к. при постоянной циркуляции воды происходит ее загрязнение. Поворотные обратные клапаны малочувствительны к загрязнению среды.

При применении современных металлопластиковых труб загрязнение минимальное, поэтому возможно применение пружинного дискового обратного клапана.

По водопроводным системам вода идет очищенная, диаметры труб небольшие. В этом случае самый оптимальный выбор – шаровый обратный клапан с муфтовым креплением.

Установка в трубопроводе

Разница в методах установки обратных клапанов заключается в способе крепления.

Самая быстрая установка – межфланцевая. При наличии двух фланцев в системе клапан вставляется между ними и через уплотняющие прокладки зажимается между фланцами.

Межфланцевый дисковый обратный клапан необходимо ориентировать только по направлению потока.

В насосных станциях применяют обратные клапаны с фланцевым креплением. При установке они крепятся через уплотнительные прокладки к фланцам трубопровода.

При установке обратного подъемного клапана необходимо следить за вертикальностью оси золотника, у поворотного обратного клапана ось поворота «захлопки» должна находиться выше оси потока.

Установка обратного клапана на воду с муфтовым креплением подразумевает наворачивание клапана на трубопровод через муфты с уплотнением. Это самый оптимальный вид крепления для жилых помещений.

Устанавливая обратные клапаны необходимо следить за направлением потока в системе. На корпусе клапана он обозначен стрелкой.

Исходя из всего вышеизложенного можно сказать, что потребителю предлагается большое количество обратных клапанов по типоразмерам, виду крепления, методу срабатывания.

Выбирая обратный клапан, следует учитывать следующие параметры: номинальное давление в системе, номинальный проходной диаметр, существующий способ крепления на трубопроводе, место установки, загрязненность пропускаемого потока.

После взвешенного анализа этих данных выбор обратного клапана не будет казаться сложной задачей.

Как работают обратные клапаны и почему они должны быть предпочтительнее других типов клапанов?

Обратные клапаны, также известные как обратные, односторонние и щелевые клапаны, отличаются от других типов клапанов своей способностью пропускать жидкость только в одном направлении. Такая функция важна для множества приложений безопасности, а также для предотвращения переполнения.

Как работают обратные клапаны

Обратные клапаны, работающие в двухпортовой системе, имеют отверстие, через которое жидкость или газ втягиваются в первый порт.Затем он регулируется механизмом, разделяющим два порта, который позволяет воде вытягиваться из первого порта во второй и через отверстие, не позволяя жидкости повторно входить в первый порт.

Типы обратных клапанов

Шаровой обратный клапан

— В этом обратном клапане используется шар, закрывающий круглое отверстие для разделения первого и второго порта. Когда жидкость втягивается, мяч выталкивается вперед. Когда жидкость выталкивается назад, шарик вдавливается в круглое отверстие, которое создает уплотнение и позволяет всей жидкости вытекать из второго отверстия в намеченном направлении.

Поворотный обратный клапан

— один из наиболее распространенных типов клапанов, поворотный обратный клапан, который используется внутри баков домашних туалетов, а также во многих других областях. Вместо шара, регулирующего поток, в этом клапане используется небольшая дверца на петлях, которая открывается, когда вода втягивается, и закрывается, когда поток воды останавливается, тем самым не позволяя жидкости вытекать из входа клапана. Этот тип клапана также иногда называют обратным клапаном с наклонным диском.

Дисковый обратный клапан — более сложный обратный клапан, он работает с диском, установленным на пружине.Давление на входе открывает диск за счет растяжения пружины. Когда поток останавливается, пружина сжимается, и диск возвращается в закрытое положение.

Обратный клапан с разделенными дисками — также называемый двойным обратным клапаном, он работает с дверцей, которая разделена посередине и складывается только в одну сторону для регулирования потока. Когда жидкость попадает в клапан, давление заставляет петли двери открываться. Когда поток останавливается, дверь закрывается.

Мембранный обратный клапан — гибкий резиновый механизм используется для регулирования потока воды на этом обратном клапане.Он активируется, когда давление на стороне входа больше, чем на стороне выхода. Когда давление возвращается к определенному уровню, резиновая диафрагма изгибается обратно в закрытое положение. Преимуществом обратного клапана этого типа является возможность выбора перепада давления, регулирующего диафрагму, для различных применений.

Бесфланцевый обратный клапан

— эти типы клапанов могут работать с поворотным, дисковым обратным, разделенным или другим механизмом для регулирования потока. Межфланцевый обратный клапан отличается небольшими размерами, что позволяет размещать его между набором фланцев.

Выше приведены лишь некоторые из наиболее распространенных типов обратных клапанов, используемых в промышленности, и многие другие существующие и будущие разработки находятся в стадии разработки.

Зачем использовать обратный клапан вместо других?

Поскольку в каждой отрасли требуются разные жидкости и / или газы, транспортируемые по разным ландшафтам, длинам и при разных температурах, обратные клапаны могут иметь множество преимуществ.

• Шаровые обратные клапаны в основном используются для перемещения жидкостей, поскольку шаровой механизм не самый лучший для создания герметичного уплотнения.
• Поворотные обратные клапаны могут изнашиваться преждевременно из-за силы, применяемой при закрытии клапана. В результате многие поворотные обратные клапаны оснащены функцией предотвращения захлопывания, которая регулирует то, как клапан закрывается.
• Обратные клапаны поворотного типа часто имеют больший перепад давления, чем у других типов.
• Дисковые обратные клапаны обычно стоят меньше, чем другие стандартные клапаны, поскольку они обычно меньше и легче. Их можно устанавливать в любом положении, в том числе на вертикальных трубопроводах.
• Дисковые обратные клапаны плохо работают в приложениях с сильно пульсирующим потоком.
• Обратные клапаны с разъемным диском используются, когда размер и перепад давления поворотных и дисковых обратных клапанов слишком велики и ограничивают функциональность.
• Обратные клапаны с разъемными дисками выгодны в тех случаях, когда требуются большие обратные клапаны, низкие перепады давления, более низкие рабочие давления, и / или в приложениях, где требуется установка обратных клапанов в любом положении, даже в вертикальных трубопроводах.
• Резина и другие материалы, используемые в мембранном обратном клапане, плохо работают при экстремальных температурах, что ограничивает работу клапана с жидкостями от 180 ° C до 16 бар.
• Благодаря небольшому размеру, изящному дизайну и относительно небольшой стоимости производства, вафельные клапаны стали предпочтительным выбором для широкого спектра применений.

Источники:

Обратные клапаны с пружинной нагрузкой — Обратные клапаны, часть III

Подпружиненные обратные клапаны также широко используются.
В первой публикации этой серии обратные клапаны описывались как клапаны, которые пропускают жидкость или газ только в одном направлении. Подобно пластиковым обратным клапанам с диафрагмой, подпружиненные обратные клапаны предотвращают обратный поток.Миниатюрные линейные подпружиненные обратные клапаны обладают особыми качествами, которые делают их подходящими для использования в некоторых системах управления потоками воздуха, газа и жидкости. В этом посте я рассмотрю некоторые основы конструкции и работы миниатюрных линейных подпружиненных обратных клапанов, а также немного расскажу, почему подпружиненные обратные клапаны так полезны и как они используются.

Краткий обзор основ обратных клапанов
Обратные клапаны — это двухходовые клапаны с двумя отверстиями в корпусе клапана. Одно отверстие предназначено для входа воздуха, газа или жидкости (среды) в клапан, входное отверстие.Другое отверстие в клапане предназначено для выхода среды из клапана, выходное отверстие. Как и все обратные клапаны, подпружиненные обратные клапаны не требуют внешнего управления для работы. За исключением пружины, подпружиненные обратные клапаны имеют те же основные элементы конструкции, что и все другие обратные клапаны.

Использование и характеристики обратного клапана с пружиной:

• Защитить оборудование от повреждений, вызванных обратным потоком
• Обеспечьте сброс давления для безопасности системы
• Предотвратить загрязнение из-за обратного потока
• Для работы не требуется вмешательства человека
• Приводится в действие потоком и перепадом давления с помощью давления пружины

Модульные обратные клапаны

Мы подняли подпружиненные обратные клапаны на совершенно новый уровень. Комбинируйте британские и метрические соединения. Посмотреть видео.

Подпружиненный или подпружиненный
Подпружиненный по сравнению с отсутствием пружины представляет собой очень основное разделение типов обратных клапанов. Подпружиненный означает в значительной степени то, что вы думаете. Ключевым преимуществом встраивания пружины в механизм обратного клапана является то, что она в значительной степени устраняет влияние силы тяжести на работу обратного клапана. Без пружины сила тяжести и, следовательно, вертикальная ориентация клапана могут стать решающим фактором для правильной работы обратного клапана.

Производители производят подпружиненные обратные клапаны с большим разнообразием типов соединений, давлений открытия и материалов. Что еще более важно, ISM находится в уникальном положении, так как может добавить функцию подпружиненного обратного клапана почти к каждому предлагаемому нами фитингу. Металлические пружины в подпружиненных обратных клапанах изготовлены из нержавеющей стали или другого высококоррозионно-стойкого стального сплава. Важно отметить, что этот тип обратного клапана обычно рассчитан на нормально закрытый.

Преимущества подпружиненного обратного клапана

• Обеспечивает быстрое прерывание потока
• Обеспечивает надежное уплотнение при давлениях ниже давления открытия клапана
• Не требует силы тяжести или обратного давления для работы или срабатывания
• Обеспечивает принудительное закрытие клапана независимо от вертикальной ориентации
• Предотвращает обратный поток жидкости или газа в системе во время планового обслуживания
• Пружины могут работать в очень широком диапазоне температур

Напоминание о давлении открытия
Давление открытия — это минимальное давление на входе, когда нормально закрытый обратный клапан начинает открываться и начинается поток.Можно спроектировать очень точное давление пружины, и поэтому обычно можно найти миниатюрные подпружиненные обратные клапаны, изготовленные с определенным давлением открытия, чтобы соответствовать конкретным критериям применения.

Очень упрощенная и идеализированная конструкция и работа подпружиненного обратного клапана
Миниатюрный подпружиненный обратный клапан обычно устанавливается на линии технологического трубопровода. Корпус клапана полый. Этот корпус имеет элемент поперечного сечения, седло, с проходом или отверстием в нем.Этот проход ориентирован поперек потока через клапан.

Седло обратного клапана разделяет клапан на входную (входную) и выходную (выходную) стороны. Внутри клапана находится стопор увеличенного размера, который может перемещаться так, что одна из его поверхностей, уплотнительная поверхность, может упираться в седло клапана. Положение пружины создает постоянное давление, удерживающее уплотняемые поверхности клапана вместе.

Рисунок 8 — подпружиненный обратный клапан Тарельчатый поршень с кольцевым уплотнением

Обратный клапан «стопор» или «плунжер» обычно имеет форму шара, диска, поршня или тарелки (см. Рисунок 8 выше).На этом рисунке показан типовой подпружиненный тарельчатый клапан обратного клапана. Он также имеет улучшенную уплотнительную поверхность с уплотнительным кольцом.

Поток жидкости или газа в правильном направлении и при правильном давлении (давление на выходе) преодолевает силу пружины и отталкивает уплотнительную поверхность плунжера от седла. Это позволяет течению иметь место. Когда давление на входе падает достаточно низко, пружина прижимает уплотнительную поверхность стопора к уплотнительной поверхности седла клапана, что закрывает клапан и предотвращает обратный поток.

Напоминание об установке обратного клапана
Поскольку обратные клапаны обеспечивают односторонний поток, важно установить их в правильной линейной ориентации. Стрелка или символ любого типа обратного клапана (символ гидравлической / пневматической логики) на внешней стороне корпуса указывает направление потока. На этом изображении поток идет сверху вниз. Некоторые обратные клапаны будут иметь как логический символ, так и стрелку, указывающую на правильную ориентацию.

Технические характеристики пружинных обратных клапанов

• Материалы (химическая совместимость)
• Минимальное давление открытия
• Как быстро закрывается обратный клапан
• Варианты торцевых соединений
• Падение давления на клапане при полностью открытом

Прочие соображения

• Условия эксплуатации
• Рабочие температуры
• Тип используемых газов или жидкостей (среды)
• Вязкость среды
• Условия потока, такие как низкий расход или низкое давление

Заключение
Это описание подпружиненных обратных клапанов дает некоторые причины того, почему они так широко используются.Их можно выбирать, не беспокоясь об эффектах вертикальной ориентации из-за их пружин. Точно спроектированные усилия пружины обеспечивают диапазон давлений срабатывания обратного клапана, что полезно при их согласовании с техническими требованиями. Они также закрываются до того, как поток полностью остановится, вместо того, чтобы полностью закрыться под давлением обратного потока.

Ищите нашу следующую статью в блоге, в которой мы рассмотрим некоторые основные конструктивные особенности прецизионных отверстий и почему они так полезны:

Введение в диафрагмы и их применение

Были ли у вас проблемы с выбором подходящего подпружиненного обратного клапана для одного из ваших проектов? Вызваны ли проблемы при низком расходе или низком давлении? Как насчет коррозионной стойкости или температуры среды? Помогите нам, рассказав другим о том, что вы узнали.

Есть вопросы о характеристиках или функциях обратного клапана? Если да, напишите мне по электронной почте — [email protected]. Вы также можете задать вопросы, используя раздел комментариев ниже.

Вы также можете ознакомиться с нашими предыдущими публикациями о обратных клапанах:

Об авторе

Steven C. Уильямс, BS, является техническим писателем и специалистом по входящему маркетингу в Industrial Specialties Manufacturing (ISM), поставщику миниатюрных компонентов пневматических, вакуумных и гидравлических цепей для OEM-производителей и дистрибьюторов по всему миру, соответствующего стандарту ISO 9001-2015. Он пишет на технические темы, связанные с миниатюрными пневматическими и жидкостными компонентами, а также на темы, представляющие общий интерес для ISM.

«Вернуться на главную страницу блога

Как работают мембранные обратные клапаны?

Последнее обновление 19 декабря 2019 г.

Малогабаритные обратные клапаны с пластмассовой диафрагмой низкого давления — это рабочие лошадки

Знакомство с мембранными обратными клапанами и принципами их работы
Обратные клапаны бывают самых разных размеров и из разных материалов. Они обеспечивают автоматическое регулирование расхода жидкостей и газов с помощью различных механизмов. Малогабаритные системы низкого давления и вакуумные системы широко используют мембранные обратные клапаны. Они используются для предотвращения обратного потока и проблем, которые могут возникнуть в результате этого. В этом посте кратко описывается, как работают большинство мембранных обратных клапанов малого диаметра для низкого давления.

Трубки или трубопроводы диаметром около двух дюймов или меньше часто называют трубами с малым внутренним диаметром. Обычно считается, что системы низкого давления имеют давление около 50 фунтов на квадратный дюйм (345 кПа) или меньше.

Посмотрите короткое видео о том, как работают обратные клапаны с диафрагмой >>
Он включает в себя некоторые живые кадры тестирования обратных клапанов с диафрагмой.

Что такое обратный клапан?
Обратные клапаны также называют обратными клапанами и односторонними клапанами. Они позволяют течь в одном направлении, но предотвращают его в противоположном направлении. Этот нежелательный обратный поток обычно называют обратным потоком. Это может вызвать загрязнение, беспорядок или неисправности.Обратные клапаны получают питание от потока и разницы давлений, которая существует между их входным и выходным портами.

Узнайте больше об основах миниатюрных, компактных и малопроходных обратных клапанов в нашей серии сообщений блога по обратным клапанам, которые начинаются с « Проверка обратных клапанов — Введение ».

Изображение в разобранном виде типичного обратного клапана с миниатюрной мембраной
(слева направо): входной порт, свободно плавающий мембранный диск из эластомера, выходной порт.

Что такое мембранный обратный клапан?
Мембранные обратные клапаны используют резиновые изгибающиеся диафрагмы или самоцентрирующиеся диски для управления обратным потоком.

Узнайте больше об эластомерных полимерах и каучуках в нашем блоге «Эластомеры и каучуки: в чем разница?».

Как работает мембранный обратный клапан?

мембранный обратный клапан.

Свободно плавающие мембраны из эластомера с диском
Эти типы мембранных обратных клапанов почти всегда нормально открыты. Самоцентрирующийся гибкий эластомерный диск является рабочей частью этого типа мембранного обратного клапана. Корпус клапана удерживает диск по центру посадочного места или уплотнительной поверхности клапана.

Уплотняющая поверхность находится на впускной стороне корпуса обратного клапана. Он имеет тонкую гладкую поверхность, которая обычно вогнута или изогнута назад по направлению к впускному отверстию.В его центре есть отверстие. Обратный поток заставляет гибкий резиновый диск ложиться на изогнутую уплотнительную поверхность. Это закрывает отверстие для впускного порта. Закрытый обратный клапан предотвращает обратный поток выше по потоку через входное отверстие.

Обратный клапан с плавающей тарельчатой ​​мембраной имеет особую конструкцию на выходной стороне корпуса клапана. Здесь обычно бывает какое-то двухуровневое седло клапана со встроенными каналами. Положительный поток к выпускному или выходному отверстию заставляет диск прилегать к этому седлу.Затем среда течет вокруг диска, через каналы и выходит через выходное отверстие обратного клапана.

Типичные рабочие состояния миниатюрного обратного клапана с диафрагмой (слева направо):
в состоянии покоя (нормально открытый), изогнутый диск мембраны обеспечивает
положительный поток (открытый полный поток) и обратный поток (клапан закрыт).

Три совета, которые следует помнить о том, как работают свободно плавающие эластомерные дисковые обратные клапаны с диафрагмой

• Этим обратным клапанам требуется противодавление для закрытия
• Они зависят от силы тяжести, чтобы помочь закрыть их в некоторых приложениях с низким расходом
• Жидкости с высокой вязкостью или высокой удельной массой могут привести к их неисправности

Узнайте больше о типах промышленных обратных клапанов и о том, как они работают: « Как работают обратные клапаны и почему они должны быть предпочтительнее других типов клапанов? ” в компании Empowering Pumps.

Если вам нравится то, что вы читаете … , дайте нам знать, подписавшись на наш блог . Вы будете получать уведомление по электронной почте, когда мы публикуем новую статью.

Подпишитесь на наш блог

Фиксированные изгибающиеся эластомерные диафрагмы

Фиксированные изгибные диафрагмы включают в себя складки или шарниры. Эти типы мембранных обратных клапанов обычно обычно закрыты. При использовании положительное давление создает прямой или нисходящий поток.Этот поток и давление за ним давят на диафрагму. Если давление достаточно высокое, диафрагма открывается.

По мере того, как поток падает, на клапане становится меньше перепада давления. Если давление упадет достаточно низко, диафрагма может вернуться в исходное закрытое положение. Это происходит, когда эластичность диафрагмы становится больше, чем положительное давление на выходе.

Что такое давление открытия?
Давление открытия — это давление, при котором нормально закрытый обратный клапан только начинает открываться. Этого достаточно, чтобы через клапан прошла первая струйка жидкости или газа. Обычно это считается минимальным давлением, необходимым для открытия клапана.

Нормально открытые мембранные обратные клапаны
Для закрытия большинства нормально открытых мембранных обратных клапанов требуется противодавление. Пока это не произойдет, свободно плавающий гибкий эластомерный диск пропускает поток через обратный клапан. Таким образом, большинство обратных клапанов с свободно плавающей дисковой диафрагмой следует рассматривать как нормально открытые обратные клапаны.

Нормально закрытые мембранные обратные клапаны
Нормально закрытые обратные клапаны открываются, когда существует достаточно большая разница давлений между впускным и выпускным концами клапана. Когда это давление становится достаточно низким, клапан закрывается. Давление на входе должно превышать эластичность диафрагмы, чтобы открывать обратные клапаны изгибающейся диафрагмы. Диафрагма остается закрытой, если давление на входе не превышает давление открытия.

Модульные обратные клапаны

Мы подняли подпружиненные обратные клапаны на совершенно новый уровень.Комбинируйте британские и метрические соединения. Посмотреть видео.

Заключение
Мембранные обратные клапаны обеспечивают прочное и надежное автоматическое регулирование потока. Обратные клапаны с пластиковой диафрагмой особенно полезны при низком давлении и вакууме. Это потому, что они очень экономичны и могут быть спроектированы с очень низким давлением открытия. Они также производятся из различных материалов корпуса клапана и диафрагмы, которые обеспечивают широкую химическую совместимость.В сочетании с соответствующей защитной фильтрацией обратные клапаны с пластиковой диафрагмой могут быть адаптированы и полезны.

Как всегда, ISM предлагает образцы нашим клиентам, чтобы помочь им в тестировании и принятии решений. Их можно запросить при просмотре нашего каталога.

Узнайте больше о типах промышленных обратных клапанов и принципах их работы.

Возникли проблемы с выяснением того, является ли мембранный обратный клапан правильным решением для требований вашей системы? Помогите нам, рассказав другим о том, что вы узнали.

Есть еще вопросы о том, как работают мембранные обратные клапаны или мембранные эластомеры? Если да, напишите мне по электронной почте — [email protected] . Вы также можете задать вопросы, используя раздел комментариев ниже.

Об авторе

Стивен К. Уильямс, BS, является техническим писателем и специалистом по входящему маркетингу в Industrial Specialties Manufacturing (ISM), ISO 9001-2015 поставщик миниатюрных пневматических, вакуумных и компоненты гидравлической системы для OEM-производителей и дистрибьюторов по всему миру. Он пишет на технические темы, связанные с миниатюрными пневматическими и жидкостными компонентами, а также на темы, представляющие общий интерес для ISM.

«Вернуться на главную страницу блога

Что такое обратный клапан? Узнайте о типах и деталях обратных клапанов

Что такое обратный клапан?

Клапан, который используется для предотвращения обратного потока в системе трубопроводов, известен как обратный клапан. Он также известен как обратный клапан или NRV.Давление жидкости, проходящей через трубопровод, открывает клапан, в то время как любое изменение направления потока закрывает клапан.

Обеспечивает полный беспрепятственный поток и автоматически закрывается при понижении давления. Точная операция будет зависеть от механизма клапана.

Детали обратного клапана

Состоит из корпуса, крышки, диска, шарнирного пальца и седла. На изображении ниже вы можете увидеть детали клапана.

Изображение- TROUVAY & CAUVIN

Типы клапанов

Тип диска определяет тип клапана.Наиболее распространенные типы обратных клапанов —

.

• Тип качания.
• Тип подъемника
• Тип с двумя пластинами
• Запорный обратный клапан

Давайте узнаем о каждом из них.

Поворотный обратный клапан

Изображение — Справочник Министерства энергетики США

Диск в клапане поворотного типа не управляется, когда он полностью открывается или закрывается. Этот клапан работает, когда в линии есть поток, и полностью закрывается, когда поток отсутствует. Турбулентность и перепад давления в клапане очень низкие.Конструкции диска и седла могут быть из металла с металлом или металла с композитом.

Угол между сиденьем и вертикальной плоскостью известен как угол сиденья и варьируется от 0 до 45 градусов. Обычно углы сиденья находятся в диапазоне от 5 до 7 градусов. Большие углы седла уменьшают ход диска, что приводит к быстрому закрытию, что сводит к минимуму возможность гидравлического удара. Вертикальное сиденье имеет угол 0 градусов.

Клапан поворотного типа обеспечивает полный, беспрепятственный поток и автоматически закрывается при понижении давления.Обычно устанавливается в сочетании с задвижками, поскольку они обеспечивают относительно свободный поток.

Базовый клапан поворотного типа состоит из корпуса клапана, крышки и диска, который соединен с шарниром.

Обратный клапан с наклонным диском

Изображение — Справочник Министерства энергетики США

Клапан с поворотным диском призван преодолеть некоторые недостатки обычных клапанов поворотного типа. Конструкция поворотного диска позволяет клапану полностью открываться и оставаться устойчивым при более низких расходах и быстро закрываться при прекращении подачи.

Куполообразный диск плавает в потоке, а жидкость течет как на нижней, так и на верхней поверхности диска. Поскольку диск подпружинен, когда давление прямого потока уменьшается, сила пружины помогает клапану быстро закрыться. На изображении выше вы можете увидеть поток из клапана.

Клапан

с поворотным диском доступен в вафельном исполнении и с выступом.

Подъемник шарового и пробкового типа NRV

Конструкция седла обратного клапана подъема аналогична запорному клапану.В качестве диска обычно используется поршень или шар.

Подъемные обратные клапаны

особенно подходят для работы с высоким давлением, когда скорость потока высока. Диск идеально устанавливается на сиденье с полным контактом. Они подходят для установки в горизонтальных или вертикальных трубопроводах с восходящим потоком.

Когда поток входит ниже седла, диск поднимается из седла под давлением восходящего потока. Когда поток останавливается или меняет направление, противоток и сила тяжести заставляют диск опускаться на седло.Обычно используется в системах трубопроводов, в которых в качестве регулирующего клапана используются шаровые краны.

Здесь вы можете увидеть запорный или поршневой клапан и обратный клапан шарового типа. Эти клапаны обладают превосходными характеристиками герметичности по сравнению с поворотными обратными клапанами.

В некоторых конструкциях заглушек используется пружина для удержания диска в закрытом положении. Это гарантирует, что клапан пропускает жидкость только при достаточном давлении в направлении потока.

Шаровой кран очень прост, поскольку он просто работает по принципу силы тяжести.Когда в потоке имеется достаточное давление, он поднимает шар вверх, но когда давление снижается, шар скатывается вниз и закрывает отверстие.

Двойной пластинчатый / двухдисковый обратный клапан

Обратный клапан с двумя пластинами известен как обратный клапан-бабочка, обратные клапаны со складывающимся диском, двухдисковый обратный клапан или обратный клапан с разделенным диском. Как следует из названия, две половины диска движутся по направлению к центральной линии при прямом потоке, а при обратном потоке две половины открываются и опираются на седло, чтобы перекрыть поток (колебательное действие).

Использование двойного пластинчатого обратного клапана популярно в жидкостях и газах низкого давления. Его легкая и компактная конструкция делает его предпочтительным выбором, когда важны пространство и удобство.

Он на 80–90% легче обычного обратного клапана с полным корпусом. Часто используется в системах, в которых используются дроссельные заслонки. Стоимость установки и обслуживания очень низкая по сравнению с другими типами.

Запорный обратный клапан

Изображение — Справочник Министерства энергетики США

Запорный обратный клапан

представляет собой комбинацию подъемного обратного клапана и проходного клапана.Его можно использовать как обратный клапан или как запорный (стопорный) клапан, например, шаровой клапан. Эти клапаны могут быть закрыты с помощью штока, который не соединен с диском клапана во время нормальной работы, и позволяет использовать эти клапаны как обычный NRV.

Однако, при необходимости, шток используется для удержания свободно плавающего диска напротив седла клапана, точно так же, как шаровой клапан. Эти клапаны доступны в тройниковом, звездообразном и угловом исполнении. Клапаны поворотного и поршневого типа обычно используются в качестве запорных обратных клапанов.

Применение обратного клапана (NRV)

Обратные клапаны (обратный клапан) используются в системе трубопроводов для предотвращения обратного потока. Линия нагнетания вращающегося оборудования, такого как насос и компрессор, всегда оснащена обратным клапаном для предотвращения обратного потока.

Преимущества и недостатки

Угадайте, почему я не упомянул о преимуществах или недостатках обратного клапана?

Единственная функция обратного клапана — предотвращение обратного потока.Нет лучшей альтернативы. Да, вы можете выбрать лучший NRV из различных доступных типов, которые вы изучили, но вы не можете дополнить обратный клапан другим клапаном.

Нажмите здесь, чтобы узнать о других типах клапанов

Принципы и различия между односторонним клапаном и обратным клапаном

Односторонний клапан иногда называют обратным клапаном. Односторонний клапан — это устройство, в котором жидкость может течь только по

.

Клапан обратный двухстворчатый-3

вход воды, но среда на выходе не может течь обратно.Обратный клапан предназначен для предотвращения обратного потока среды в трубопроводе. Так в чем разница между ними? Каков их принцип работы? Теперь г-н Гарри Ли из Tanghai Valve подробно расскажет вам.

Разница между обратным клапаном и обратным клапаном:

Односторонний клапан — это односторонний клапан регулирующего типа, а обратный клапан — это односторонний клапан неконтролируемого типа. То есть: односторонний клапан используется для создания давления, и его основная функция — поддерживать давление в трубопроводе.Хотя обратный клапан также может выполнять эту функцию, он в основном используется для управления возвратом среды и не требует давления. То есть: односторонний клапан имеет тенденцию к управлению, а обратный клапан вполне естественен.

Односторонний клапан означает, что жидкость может течь только вдоль впускного отверстия для воды, но среда на выпуске не может течь обратно, обычно известный как односторонний клапан. Односторонний клапан — это обратный клапан. Положение установки обратного клапана не ограничено. Обычно его устанавливают в горизонтальном трубопроводе, но его также можно установить в вертикальном трубопроводе или отводном трубопроводе.При установке обратного клапана обратите особое внимание на направление потока среды. Нормальное направление потока среды должно соответствовать направлению стрелки, указанной на корпусе клапана, в противном случае нормальный поток среды будет заблокирован. Нижний клапан должен быть установлен внизу всасывающей линии насоса. Когда обратный клапан закрыт, в трубопроводе создается давление гидроудара. В тяжелых случаях это приведет к повреждению клапана, трубопровода или оборудования, особенно для трубопроводов с большим горлом или трубопроводов высокого давления.Следовательно, это должно вызвать повышенное внимание при выборе обратного клапана. . Обратный клапан — это только односторонний клапан открытия и закрытия, который предотвращает обратный поток текучей среды по различным трубопроводам или оборудованию.

1. Односторонний клапан: это типичный седельный клапан, односторонний клапан, также известный как обратный клапан или обратный клапан. Используется в гидравлических системах для предотвращения обратного потока масла.

Односторонний клапан бывает двух типов: прямой и прямоугольный. Клапан проходной односторонний устанавливается на трубопровод с резьбовым соединением.Прямоугольный односторонний клапан имеет три формы: резьбовое соединение, пластинчатое соединение и фланцевое соединение. Односторонний клапан с гидравлическим управлением также называется запорным клапаном или клапаном удержания давления. Он аналогичен одностороннему клапану для предотвращения обратного потока масла. Однако, когда поток масла должен течь в обратном направлении в гидравлическом контуре, можно контролировать давление масла и открывать односторонний клапан, чтобы поток масла мог течь в обоих направлениях. В одностороннем клапане с гидравлическим управлением используется конический сердечник клапана, поэтому уплотняющие характеристики хорошие. Когда требуется закрыть масляный контур, этот клапан можно использовать в качестве одностороннего запирания масляного контура для поддержания давления. Существует два типа односторонних клапанов с гидравлическим управлением для контроля утечки масла: внутренняя утечка и внешняя утечка. Тип с внутренним сливом может использоваться в масляном контуре без противодавления на обратном выходе потока масла; в противном случае требуется внешний слив для снижения давления масла в системе управления.

2. Обратный клапан — это только один тип клапана, можно сказать, что односторонний клапан — это своего рода обратный клапан.Обратный клапан — это только односторонний клапан открытия и закрытия, который предотвращает обратный поток текучей среды по различным трубопроводам или оборудованию.

Есть много типов обратных клапанов:

(1) Пружинный тип: жидкость течет снизу вверх, в зависимости от давления, которое поднимает заслонку клапана и регулируется пружиной. После того, как давление исчезнет, ​​сила пружины будет прижимать заслонку клапана, чтобы перекрыть обратный поток жидкости. Часто используется для обратных клапанов небольшого диаметра.

(2) Гравитационный тип: аналогично пружинному типу, он полагается на собственную гравитацию заслонки клапана, чтобы закрыть ее и предотвратить обратный поток.

(3) Поворотный тип: жидкость протекает непосредственно через корпус клапана, а вращающийся диск с одной стороны открывается под давлением. После потери давления диск возвращается в исходное положение за счет собственного веса, а обратное давление жидкости закрывает диск.

(4) Другое Обратный клапан (обратный клапан), например обратный клапан сточных вод.

Принцип работы одностороннего клапана:

Односторонний клапан пропускает воздушный поток только в одном направлении и полностью закрывается в противоположном направлении.После того, как давление воздуха добавляется к левой стороне, давление воздуха, действующее на сердечник клапана, преодолевает силу пружины и силу трения, открывая сердечник клапана, и входное и выходное отверстия для воздуха соединяются. Поток воздуха слева направо называется прямоточным. Чтобы обеспечить стабильный поток воздуха от входа для воздуха к выходу для воздуха, необходимо поддерживать определенную разницу давлений между входом и выходом для воздуха, чтобы клапан оставался в открытом положении. Если к выпускному отверстию добавляется давление воздуха, воздух не может входить и выходить, то есть воздушный поток не может течь в обратном направлении.

Принцип работы обратного клапана;

Обратный клапан относится к клапану, который автоматически открывает и закрывает заслонку клапана в зависимости от потока самой среды, чтобы предотвратить обратный поток среды. Его также называют обратным клапаном, односторонним клапаном, обратным клапаном и обратным клапаном. Обратный клапан — это разновидность автоматического клапана, его основная функция заключается в предотвращении обратного потока среды, предотвращении реверсирования насоса и приводного двигателя, а также в опорожнении среды контейнера.Обратные клапаны также могут использоваться для подачи в трубопроводы вспомогательных систем, давление в которых может превышать давление в системе. Обратные клапаны можно разделить на поворотные обратные клапаны (вращающиеся по центру тяжести) и подъемные обратные клапаны (перемещающиеся по оси).

Функция этого типа клапана заключается в том, чтобы позволить среде течь только в одном направлении, и предотвращать направление потока. Обычно такой клапан работает автоматически. Под действием напорной жидкости, текущей в одном направлении, заслонка клапана открывается; когда жидкость течет в противоположном направлении, давление жидкости и самосовпадение заслонки клапана воздействуют на седло клапана, тем самым перекрывая поток.

Поворотный обратный клапан и подъемный обратный клапан

Обратные клапаны — это автоматические клапаны, которые открываются при прямом потоке и закрываются при обратном потоке.

Давление жидкости, проходящей через систему, открывает клапан, в то время как любое реверсирование потока закрывает клапан. Точная работа будет зависеть от типа механизма обратного клапана. Наиболее распространенными типами обратных клапанов являются поворотные, подъемные (поршневые и шаровые), дисковые, стопорные и поворотные.

Типы обратных клапанов

Поворотный обратный клапан
Базовый поворотный обратный клапан состоит из корпуса клапана, крышки и диска, который соединен с шарниром.Диск отклоняется от седла клапана, чтобы позволить потоку в прямом направлении, и возвращается к седлу клапана, когда поток на входе останавливается, чтобы предотвратить обратный поток.

Диск обратного клапана поворотного типа не управляется, поскольку он полностью открывается или закрывается. Доступны различные конструкции дисков и седел, отвечающие требованиям различных областей применения. Клапан обеспечивает полный, беспрепятственный поток и автоматически закрывается при понижении давления. Эти клапаны полностью закрываются, когда поток достигает нуля, чтобы предотвратить обратный поток.Турбулентность и падение давления в клапане очень низкие.

Обратный клапан подъема
Конструкция седла обратного клапана подъема аналогична запорному клапану. Диск обычно имеет форму поршня или шара.

Подъемные обратные клапаны

особенно подходят для работы с высоким давлением, когда скорость потока высока. В обратных клапанах подъемника диск точно направляется и идеально входит в приборную панель. Подъемные обратные клапаны подходят для установки в горизонтальных или вертикальных трубопроводах с восходящим потоком.

Поток для подъема Обратные клапаны всегда должны входить ниже седла. Когда поток входит, поршень или шар поднимается в направляющих от седла под давлением восходящего потока. Когда поток останавливается или меняет направление, поршень или шар прижимается к седлу клапана под действием как обратного потока, так и силы тяжести.

Изображения выше используются с разрешения Cameron International Corporation, которая сохраняет за собой все права на эти изображения.

Клапан обратный поворотный из литой стали для нефтегазовой промышленности

Цветные обратные клапаны

Узнайте о Steam | Обратные клапаны

Хотя обратные клапаны могут эффективно перекрывать обратный поток, их никогда не следует использовать вместо запорного клапана для удержания острого пара в секции трубы.

Как и в случае с запорными клапанами, существует ряд различных конструкций обратных клапанов, каждая из которых подходит для конкретных применений. В этом модуле обсуждаются различные типы обратных клапанов и их применение, а также правильный метод определения размеров.

Клапаны обратные подъемные

Подъемные обратные клапаны аналогичны по конфигурации шаровым клапанам, за исключением того, что диск или заглушка срабатывают автоматически. Входное и выходное отверстия разделены конической заглушкой, которая опирается на обычно металлическое седло; в некоторых клапанах плунжер можно удерживать на своем седле с помощью пружины.Когда поток в клапан идет вперед, давление жидкости поднимает конус с его седла, открывая клапан. При обратном потоке конус возвращается на свое место и удерживается на месте давлением обратного потока.

Если используется металлическое седло, подъемный обратный клапан подходит только для приложений, где допустима небольшая утечка в условиях обратного потока. Кроме того, конструкция подъемного обратного клапана обычно ограничивает его использование в системах с водой, впоследствии они обычно используются для предотвращения обратного потока конденсата в конденсатоотводчиках и на выходах циклических конденсатных насосов.

Основное преимущество подъемного обратного клапана заключается в его простоте, а поскольку конус является единственной подвижной частью, клапан является прочным и не требует значительного обслуживания. Кроме того, использование металлического седла ограничивает степень его износа. У подъемного обратного клапана есть два основных ограничения; Во-первых, он предназначен только для установки в горизонтальных трубопроводах, а во-вторых, его размер обычно ограничивается DN80, выше которого клапан становится слишком громоздким.

Обратный клапан поршневого типа является модификацией стандартного обратного клапана.Он включает в себя заглушку в форме поршня вместо конуса, и к этому механизму прилагается пробка. Дроссельная заслонка производит демпфирующий эффект во время работы, тем самым устраняя повреждения, вызванные частой работой клапана, например, в трубопроводных системах, которые подвержены скачкам давления или частым изменениям направления потока (одним из примеров может быть бойлер выход).

Клапаны обратные поворотные

Поворотный обратный клапан состоит из заслонки или диска того же диаметра, что и отверстие трубы, которые свешиваются на пути потока.Когда поток идет вперед, давление жидкости заставляет диск подниматься вверх, позволяя течь через клапан. Обратный поток приведет к тому, что диск закроется в седле и остановит обратный поток жидкости по трубе. При отсутствии потока вес створки отвечает за закрытие клапана; однако в некоторых случаях закрытию может способствовать использование утяжеленного рычага. Как видно из рисунка 12.3.2, весь механизм заключен в корпус, который позволяет заслонке убираться с пути потока.

Поворотные обратные клапаны создают относительно высокое сопротивление потоку в открытом положении из-за веса диска. Кроме того, они создают турбулентность, поскольку заслонка «плавает» в потоке жидкости. Это означает, что перепад давления на поворотном обратном клапане обычно больше, чем на других типах.

При резких изменениях потока диск может удариться о седло клапана, что может вызвать значительный износ седла и вызвать гидроудар по системе трубопроводов.Этого можно избежать, установив на диск демпфирующий механизм и используя металлические седла для ограничения степени износа седла.

Клапаны обратные межфланцевые

Как подъемные, так и поворотные обратные клапаны имеют тенденцию быть громоздкими, что ограничивает их размер и делает их дорогостоящими. Чтобы преодолеть это, были разработаны обратные клапаны вафли. По определению вафельные обратные клапаны — это клапаны, которые предназначены для установки между набором фланцев. Это широкое определение охватывает множество различных конструкций, включая дисковые обратные клапаны и бесфланцевые обратные клапаны с поворотным или раздельным диском.

Клапаны обратные дисковые

Дисковый обратный клапан состоит из четырех основных компонентов: корпуса, диска, пружины и держателя пружины. Диск движется в плоскости, перпендикулярной потоку жидкости, чему противодействует пружина, удерживаемая фиксатором. Корпус спроектирован как единое центрирующее кольцо, облегчающее установку. Если требуется уплотнение с «нулевой утечкой», может быть установлено мягкое седло.

Когда сила, прикладываемая к диску со стороны давления на входе, превышает силу, прилагаемую пружиной, весом диска и любым давлением на выходе, диск вынужден подниматься со своего седла, позволяя потоку проходить через клапан.Когда перепад давления на клапане уменьшается, пружина заставляет диск вернуться на свое седло, закрывая клапан непосредственно перед тем, как возникнет обратный поток. Это показано на рисунке 12.3.4. Наличие пружины позволяет устанавливать дисковый обратный клапан в любом направлении.

Перепад давления, необходимый для открытия обратного клапана, в основном определяется типом используемой пружины. В дополнение к стандартной пружине доступно несколько вариантов пружины:

• Без пружины — Используется при небольшом перепаде давления на клапане.
• Нимоновая пружина — Используется при высоких температурах.
• Усиленная пружина — увеличивает необходимое давление открытия. При установке в линию питательной воды котла его можно использовать для предотвращения затопления паровых котлов при отсутствии давления.

Как и для всех обратных клапанов, размер дискового обратного клапана определяется размером соответствующей трубопроводной системы. Обычно это обеспечивает правильный размер клапана, но бывают случаи, когда размер клапана больше или меньше.

Обратный клапан слишком большого размера часто обозначается продолжительным дребезжанием клапана, которое представляет собой повторяющееся открытие и закрытие клапана, которое происходит, когда клапан открыт только частично. Это вызвано тем, что при открытии клапана давление на входе падает; если это падение давления означает, что перепад давления на клапане упадет ниже требуемого давления открытия, клапан захлопнется. Как только клапан закрывается, давление снова начинает расти, поэтому клапан открывается, и цикл повторяется.

Превышение нормы обычно можно исправить, выбрав клапан меньшего размера, но следует отметить, что это увеличит перепад давления на клапане для любого одного потока. Если это неприемлемо, возможно, удастся преодолеть эффект вибрации, уменьшив силу закрытия на диске. Это можно сделать либо используя стандартную пружину вместо усиленной, либо полностью сняв пружину. Другой вариант — использовать мягкое сиденье; это не предотвращает дребезжание, а, скорее, уменьшает шум.Однако следует соблюдать осторожность, так как это может вызвать чрезмерный износ сиденья.

Занижение размера приводит к чрезмерному падению давления на клапане и, в крайнем случае, может даже препятствовать потоку. Решение — заменить клапан меньшего размера на более крупный.

Дисковые обратные клапаны

меньше и легче, чем подъемные и стандартные поворотные обратные клапаны, и, следовательно, дешевле. Однако размер дискового обратного клапана ограничен DN125; выше этого конструкция усложняется. Обычно такая конструкция включает диск в форме конуса и пружину малого диаметра, которая удерживается и направляется вдоль центральной линии конуса, что труднее и дороже в производстве. Даже в этом случае такие конструкции все еще ограничены размером до DN250.

Стандартные дисковые обратные клапаны не следует использовать в приложениях с сильно пульсирующим потоком, например, на выходе поршневого воздушного компрессора, поскольку повторяющиеся удары диска могут привести к выходу из строя держателя пружины и высоким уровням напряжения. Весной. Для таких применений доступны специально разработанные фиксаторы. Эти конструкции обычно уменьшают ход диска, что эффективно увеличивает сопротивление потоку и, следовательно, увеличивает перепад давления на клапане.

Конструкция дисковых обратных клапанов позволяет устанавливать их в любом положении, в том числе в вертикальных трубопроводах, где жидкость течет вниз.

Клапаны обратные вафельные поворотные

Они похожи на стандартные поворотные обратные клапаны, но не имеют полноценной конструкции, вместо этого, когда клапан открывается, заслонка вдавливается в верхнюю часть трубопровода. Следовательно, створка должна иметь меньший диаметр, чем диаметр трубопровода, и из-за этого перепад давления на клапане, который часто бывает высоким для клапанов поворотного типа, дополнительно увеличивается.

Обратные клапаны поворотного типа используются в основном на трубопроводах больших размеров, обычно больше DN125, поскольку на трубопроводах меньшего размера перепад давления, вызванный «плавающим» диском в потоке жидкости, становится значительным. Кроме того, имеется значительная экономия средств за счет использования этих клапанов на больших размерах из-за небольшого количества материала, необходимого для изготовления клапана.

Однако есть одна проблема с использованием клапанов большего размера; из-за своего размера диски особенно тяжелые и, следовательно, обладают большим количеством кинетической энергии при закрытии.Эта энергия передается седлу и технологической жидкости, когда клапан закрывается, что может привести к повреждению седла клапана и возникновению гидроудара.

Применение бесфланцевого обратного клапана

Бесфланцевые обратные клапаны становятся предпочтительным типом обратных клапанов для большинства применений из-за их компактной конструкции и относительно низкой стоимости. Ниже приводится список некоторых из их наиболее распространенных приложений:

• Питающие трубопроводы котла — Обратный клапан используется для предотвращения обратного вытеснения котловой воды по питающему трубопроводу в накопительный бак, когда питательный насос останавливается.Кроме того, в питающий трубопровод котла можно установить дисковый обратный клапан с усиленной пружиной и мягким седлом, чтобы предотвратить поток под действием силы тяжести в котел, когда питающий насос отключен.

• Конденсатоотводчики — За исключением конденсатоотводчиков, выпускающих в атмосферу, обратные клапаны всегда должны устанавливаться после конденсатоотводчика для предотвращения обратного потока конденсата, затопляющего паровое пространство. Обратный клапан также предотвратит повреждение конденсатоотводчика гидравлическим ударом в конденсатопроводе.Следует отметить, что при использовании конденсатоотводчиков дутьевого типа обратный клапан следует устанавливать на расстоянии не менее 1 м от конденсатоотводчика.

• Контуры горячей воды — обратный клапан должен быть установлен после каждого насоса, чтобы предотвратить обратный поток через насос, когда он был отключен (см. Рисунок 12.3.8).

• Смешивание — в каждой линии подачи должен быть установлен обратный клапан, чтобы предотвратить обратный поток по разным линиям, который приведет к загрязнению.Обычное применение смешивания — это смешивание горячей и холодной воды для получения горячей воды (см. Рисунок 12.3.10).

• Защита трубопроводной арматуры — обратные клапаны используются для предотвращения повреждения оборудования, такого как расходомеры и регулирующие клапаны, все из которых могут быть повреждены обратным потоком. Обратные клапаны также предотвращают попадание содержимого сетчатых фильтров в трубопровод перед обратным потоком жидкости.
• Применение с несколькими котлами — на выходе каждого котла должен быть установлен обратный клапан, чтобы предотвратить попадание пара в котлы, которые могут находиться в режиме горячего резервирования (см. Рисунок 12.3.11).

• Сосуды для продувки — Когда в емкость для продувки поступает продувка от более чем одного котла, на каждой отдельной продувочной линии следует установить вафельный обратный клапан. Это предотвратит обратное попадание продувки из одного котла в другой. Во многих странах это требование закона.
• Испарительные сосуды — на выходе пара мгновенного испарения из испарительного сосуда установлен вафельный обратный клапан; это гарантирует, что пар из любого клапана подпитки не попадет обратно в испарительный сосуд (см. Рисунок 12.3.12). Обратный клапан также устанавливается после конденсатоотводчика, опорожняющего испарительный сосуд.

Обратные клапаны с разрезным диском

Обратный клапан с разрезным диском или двухдисковый обратный клапан разработан для преодоления ограничений по размеру и перепаду давления поворотных и дисковых обратных клапанов. Заслонка поворотного обратного клапана по существу разделена и откидывается вниз по центру, так что две тарелки диска будут качаться только в одном направлении. Дисковые пластины удерживаются на седле торсионной пружиной, установленной на шарнире.

Чтобы удерживать шарнир в центре пути потока, можно использовать внешние стопорные штифты. Эти стопорные штифты являются обычным источником утечки из клапана. Усовершенствованная конструкция обеспечивает внутреннюю фиксацию петли, а поскольку клапанный механизм полностью герметизирован внутри корпуса, утечка в атмосферу предотвращается (см. Рисунок 12.3.13).

Клапан обычно закрыт, так как тарелки диска закрываются торсионной пружиной. Когда жидкость течет в прямом направлении, давление жидкости заставляет дисковые пластины открываться на шарнирах, позволяя течь. Обратный клапан закрывается пружиной, как только поток прекращается, прежде чем может возникнуть обратный поток.

Частое открытие и закрытие обратного клапана с разделенным диском вскоре приведет к повреждению седла, если пятки пластин диска будут задевать седло во время открытия. Чтобы преодолеть это, пятка пластин диска поднимается во время первоначального открытия клапана, и пластины вращаются исключительно на шарнире, а не на поверхности седла.
Обратный клапан с разъемным диском имеет ряд преимуществ по сравнению с другими типами обратных клапанов:

• Конструкция с разъемным диском не ограничена по размеру, и эти клапаны производятся с размерами до DN5400.
• Падение давления на обратном клапане с разъемным диском значительно ниже, чем в других типах.
• Их можно использовать при более низком давлении открытия.
• Обратные клапаны с разрезным диском могут быть установлены в любом положении, включая вертикальные трубопроводы.

Обратные клапаны других типов

Вышеупомянутые обратные клапаны являются наиболее часто встречающимися в паровых, конденсатных и жидкостных системах. Однако доступны и несколько других типов.Три типа, перечисленные ниже, в основном подходят для жидкостей и впоследствии могут использоваться в конденсатных системах:

• Шаровой обратный клапан — состоит из шара с резиновым покрытием, который обычно устанавливается на входе клапана и закрывает вход. Когда на шар оказывается давление, он смещается с посадочного места по направляющей, позволяя жидкости проходить через впускное отверстие. Когда давление жидкости падает, шарик возвращается на свое место на впускном седле. Примечание. Шаровые обратные клапаны обычно используются только в жидкостных системах, так как с помощью шара трудно получить герметичное уплотнение.
• Мембранный обратный клапан — гибкая резиновая диафрагма помещается в сетку или перфорированный конус с точкой в ​​направлении потока в трубопроводе (см. Рисунок 12.3.15). Поток в прямом направлении отклоняет диафрагму внутрь, обеспечивая свободный проход жидкости. Когда нет потока или существует противодавление, диафрагма возвращается в исходное положение, закрывая клапан. Примечание. Материал мембраны обычно ограничивает применение обратного клапана мембраны для жидкостей ниже 180 ° C и 16 бар.

• Обратный клапан с поворотным диском — он похож на обратный клапан поворотного типа, но с заслонкой, повернутой перед центром давления и противовесом или подпружиненной, чтобы принять нормально закрытое положение (см. Рисунок 12.3.16). Когда поток идет в прямом направлении, диск поднимается и «плавает» в потоке, обеспечивая минимальное сопротивление потоку. Диск сбалансирован таким образом, что при уменьшении потока он поворачивается в сторону закрытого положения и закрывается до того, как фактически начнется обратный поток.В большинстве случаев работа происходит плавно и бесшумно. Примечание: из-за конструкции обратного клапана с наклонным диском его можно использовать только с жидкостями.

Диаграммы потери давления

Поскольку большинство типов обратных клапанов подходят для использования как в жидкостных, так и в газовых системах, производители обычно показывают падение давления на клапане в виде диаграммы потери давления для воды. Типичная диаграмма потери давления показана на рисунке 12.3.17. Он показывает падение давления на конкретном обратном клапане для данного размера клапана и расход воды в м³ / ч.

Чтобы определить падение давления на обратном клапане для других жидкостей, необходимо рассчитать эквивалентный объемный расход воды, это делается по формуле в уравнении 12.3.1:

После определения эквивалентного объемного расхода воды падение давления на клапане можно определить по диаграмме, используя тот же метод, что и для воды, выбрав эквивалентный объемный расход воды вместо фактического объемного расхода.

Следует отметить, что объемный расход (в м³ / ч) обычно указывается для жидкостей, в то время как для пара обычно используется массовый расход (в кг / ч).