Типы обратных клапанов

Типы обратных клапанов

Обратный клапан – это арматура защитного назначения. Он применяется в трубопроводах для автоматического перекрытия проходного сечения трубы в случае изменения течения рабочей среды, например воды, на противоположное.

Обратный клапан относится к арматуре прямого действия и устанавливается для того, чтобы защитить установленные после него оборудование, например насос или какие либо сосуды и существенно увеличить их срок эксплуатации.

Обратные клапаны широко применяются:

• в быту в системах ЖКХ – на трубопроводах на подачи горячей и холодной воды;
• в частном доме – в автономной системе водоснабжения и отопления;
• в обвязке трубопроводов насосного оборудования, как в системах с одним насосом, так и в системах, где установлено несколько насосов для исключения движения жидкости через выключенный агрегат;
• на предприятиях пищевой промышленности;
• в нефтяной и химической промышленности.

Содержание

• Как работает обратный клапан
• Обратный клапан основные виды
• Обратные затворы
• Межфланцевые типы обратных клапанов
• Материалы и типы соединений для разных видов обратных клапанов

Как работает обратный клапан

Принцип работы обратного клапана заключается в том, что двигаясь в прямом направлении рабочая среда создает определенное давление на запирающий элемент и поднимает его открывая проход. Если давление среды падает, то запирающий элемент возвращается в седло, тем самым перекрывая проходное сечение.

При изменении течения потока рабочей среды на противоположное, рабочий элемент обратного клапана на выходит из седла, а усилие потока ещё сильнее прижимает его не позволяя открывать проходное сечение трубопровода.

В зависимости от конструкции различные виды обратных клапанов используют свой тип запирающего элемента.

Например, в обычном варианте обратного клапана в качестве запирающего элемента используется шарик, поджатый пружиной. Таким образом, при течении жидкости в прямом направлении запорный элемент выходит из седла и вода проходит далее по трубопроводу.

При обратном течении вода возвращает шарик в седло и проходное сечение перекрывается.

Независимо от того какие типы обратных клапанов установлены на трубопровод, преимуществом этого типа арматуры является бесперебойная работа как в нормальном режиме эксплуатации: например в случае объединения нескольких линий трубопроводов в одну на каждой ветке устанавливается свой обратный клапан.

Так и в аварийном режима, когда один из насосов сломался, установленный на его трубопроводной ветке обратный клапан перекроет проход и не допустит обратного тока воды.

Обратный клапан основные виды

Шаровой обратный клапан – здесь затвор представляет собой шар, который перекрывает собой проход. Шар подпирается пружиной. При появлении давления в трубопроводе и на клапане – шар поднимается – жидкость движется по магистрали, при выключении насоса шар перекрывает клапан.

Такая арматура применяется в основном на трубопроводах небольшого диаметра, в основном в сантехнике.

Клапан обратный подъемный – в такой конструкции затвор перемещается вверх и вниз. При поступлении воды от насоса затвор открывается, а при падении давления в трубопроводе затвор возвращается в закрытое положение под действием пружины.

Приемный – этот типа арматуры устанавливается на конце всасывающего трубопровода например для подачи воды из скважины. Такие клапаны имею сетку, которая защищает насос от попадания в него различных загрязнений из перекачиваемой воды.

Обратные затворы

Обратные затворы также относятся к защитному типу арматуры и по другому называются поворотными обратными клапанами.

Конструктивно эта арматура отливается тем, что ось седла совпадает с направлением течения потока через затвор. При отсутствии течения жидкости через клапан захлопка перекрывает поток собственным весом.

В трубопроводах большого диаметра при прекращении потока захлопка возвращаясь в седло сильно бьёт по нему, что со временем может привести к поломкам, поэтому такие затворы выполняются в двух исполнениях: простом и безударном.

Простой вид используется для трубопроводов диаметром до 400 миллиметров. В этом диапазоне ударная волна не оказывает большого влияния на работу арматуры.

В безударный тип затвора конструктивно имеет более мягкую посадку захлопки, которая компенсирует ударные волны. Такая конструкция предполагает захлопки с противовесом, или выполняется небольшое отверстие в центре захлопки для компенсирования ударной волны при закрытии.

В отличии от обратных клапанов затворы используются преимущественно на трубопроводов большого диаметра в промышленных системах.

Межфланцевые типы обратных клапанов

Межфланцевые типы обратных клапанов появились как ответ на потребность запорной арматуры небольшой длины.

Основное отличие от других видов обратных клапанов – отсутствие фланцев или муфт для соединения с трубопроводом. Арматура этого типа устанавливается между фланцами двух участков трубопровода и может быть установлена как на горизонтальном, так и вертикальном участке трубопровода.

Дисковый обратный клапан пропускает воду перемещаясь вдоль своей оси. Клапан приходит в движение под действием закрепленной на нем пружины. Клапан дискового типа открывается полностью. Использование в конструкции диска вместо шара позволило существенно сократить длину конструкции и уменьшить вес арматуры.

Двустворчатый клапан представляет собой другую разновидностью клапана фланцевого типа. При открытии клапана створки складываются позволяя потоку двигаться дальше по магистрали.

Материалы и типы соединений для разных видов обратных клапанов

В зависимости от типа соединения клапан обратного давления воды выпускается в следующих исполнениях:

Муфтовое соединение – это самый распространенный способ крепления обратных клапанов. Для крепления используют два резьбовых перехода. Диаметр таких переходов может быть различным в зависимости от диаметра трубопровода.

Клапан обратный шаровой фланцевый – арматура в этом варианте монтируется в состав трубопровода входящими в его состав фланцами. Это преимущественно чугунные клапаны, применяемые на трубопроводах большого диаметра. Чугунный клапан обратного действия конструктивно уже оборудован фланцами.

Клапан обратный межфланцевый – арматура этого типа является разновидностью варианта, описанного выше. Клапаны крепятся между двумя фланцами, которые стягиваются болтами Их применение также ограничивается трубопроводами большого диаметра.

Запорная арматура на воду изготавливается из различных материалов, с разными химическими свойствами и областью применения.

Клапан обратный латунный – поскольку латунь коррозионностойкий и надежный в эксплуатации материал, арматура из латуни обладает большой долговечностью и неприхотливостью в обслуживании и считается наиболее подходящим вариантом для использования в бытовых целях.

Клапан обратный чугунный – такая арматура встречаются довольно редко. Клапан из чугуна подвержен коррозии и постепенному обрастанию отложений. Он используется на производственных объектах, на трубопроводах большого диаметра. В бытовых целях такая арматура не используются.

Клапан обратный стальной – изготавливается из нержавеющей стали лишен практически всех недостатков, он прочен, устойчив к коррозии, агрессивным среда и достаточно долговечен. Арматура из нержавеющей стали является самым дорогостоящим вариантом, но она оправдывает свою стоимость благодаря высокому качеству изготовления.

Обратный клапан фланцевый: применение, виды, преимущества и недостатки

Основная задача, которую решает клапан обратный фланцевый, устанавливаемый на трубопроводы различного назначения, заключается в том, чтобы обеспечить движение транспортируемой среды в одном направлении. Конструктивные особенности обратного клапана, для установки которого используется фланец, позволяют такому устройству в автоматическом режиме останавливать движение транспортируемой среды в тот момент, когда такое движение начинает выполняться не в том направлении. Клапаны обратные фланцевого типа устанавливаются преимущественно на трубопроводах, по которым перекачиваются жидкие среды.

Чугунный обратный межфланцевый клапан в водомерном узле

Особенности и сферы применения обратных клапанов

Обратные затворы различных типов (в том числе и фланцевые) используются для защиты трубопровода от:

• возникновения в нем обратных потоков рабочей среды;
• гидравлических ударов.

Обратный поток в трубопроводах, как ясно уже из его названия, – это перемещение рабочей среды в противоположную сторону. Такое может произойти, в частности, когда насос, обеспечивающий подачу рабочей среды и ее перемещение, отключается. Если для систем отопления такое явление, как обратный поток, не особенно критично, то в канализационных и водопроводных системах, а также в трубопроводах, по которым транспортируются нефтепродукты и другие среды, допускать его возникновения нельзя. Именно поэтому применение в таких трубопроводных системах обратных затворов является обязательным требованием.

Клапан обратный фланцевый из нержавеющей стали, предназначенный для использования в среде нефтепродуктов

Еще одним нежелательным явлением, от последствий которого трубопроводные системы способен защитить фланцевый, обратный межфланцевый или любой другой клапан, является гидроудар. Характеризуется он тем, что в трубопроводе возникает резкий перепад давления транспортируемой среды, что приводит к формированию ударной волны, проходящей по всей протяженности трубопроводной системы.

Гидроудары могут со временем привести к разрушению отдельных участков трубопровода и выводу из строя элементов, которые используются для обеспечения его нормальной работы. При помощи обратных клапанов, устанавливаемых посредством фланцев или любым другим способом, систему разбивают на отдельные изолированные секторы, что позволяет эффективно защищать ее от последствий гидроудара.

Принцип действия

Принцип, по которому работают обратные клапаны, достаточно прост, между тем такие устройства являются очень эффективными и в состоянии обеспечить надежную защиту частей трубопроводных систем. Любой обратный затвор вне зависимости от вида составляют корпус (стальной или чугунный) и расположенный в нем запорный элемент. Запорный механизм работает за счет давления специальной пружины, жесткость которой можно регулировать.

Пружина, которой оснащаются обратные клапаны, обеспечивает открытие их запорных элементов только в одну сторону – в сторону правильного движения транспортируемой среды. Оказывая давление на запорный элемент, удерживаемый такой пружиной, жидкость или газ, перекачиваемые по трубопроводу, открывают его и начинают двигаться в требуемом направлении. Как только давление рабочей среды в направлении открытия клапана начинает падать, запорный элемент закрывается, не давая жидкости или газу перемещаться в обратном направлении.

Принцип работы обратного клапана

Виды и свойства

Конструкция запорных элементов обратных клапанов, для установки которых используются фланцы, может быть различной. Выбор фланцевого затвора с определенным типом запорного элемента зависит от того, для решения каких задач предназначено такое устройство.

Итак, в зависимости от конструкции запорного элемента различают:

• поворотный клапан;
• обратный клапан подъемного типа;
• обратный клапан с шаровым запорным элементом;
• двухстворчатый обратный клапан;
• приемный обратный клапан, оснащенный сеткой.

Конструкция некоторых обратных клапанов фланцевого типа

Клапан обратный поворотный – это запорное устройство, основной частью которого является стальной захлопывающийся диск, фиксируемый на подпружиненной оси. В тот момент, когда такой обратный клапан открыт, диск в его внутренней части располагается параллельно движению рабочей среды, а когда закрыт – перпендикулярно. Обратный поворотный фланцевый клапан отличается простой конструкцией и, соответственно, невысокой стоимостью. Если говорить о недостатках обратных клапанов данного типа, то наиболее значимым из них является то, что их поворотный механизм в момент закрытия слишком сильно захлопывает запорный диск, что со временем приводит к износу посадочного места. Подобного недостатка лишены поворотные обратные клапаны, оснащенные специальным механизмом, обеспечивающим плавное закрытие запорного диска. Между тем такие усовершенствованные фланцевые поворотные клапаны отличаются более высокой стоимостью, что несколько ограничивает их применение.

Устройство обратного поворотного клапана

В подъемных обратных клапанах фланцевого типа в качестве запорного элемента используется специальный золотник, который под давлением рабочего потока поднимается по вертикальной оси, а при снижении давления – опускается на свое посадочное место, перекрывая движение транспортируемой по трубопроводу среды. Следует иметь в виду, что такие клапаны за счет особенностей своей конструкции могут устанавливаться только в вертикальном положении.

В шаровых обратных клапанах, как следует из их названия, в качестве запорного элемента используется золотник, выполненный в виде шара. Большой размер не позволяет применять их в качестве межфланцевых запорных устройств.

Клапан обратный фланцевый шарового типа

Обратный двухстворчатый клапан, который выпускается преимущественно в межфланцевом исполнении, предполагает использование в его конструкции одновременно двух захлопывающихся створок. Каждая из них подсоединена к пружине, которая и регулирует силу их сопротивления давлению рабочего потока. Межфланцевый двухстворчатый клапан за счет небольших размеров его запорных элементов – створок – отличается очень компактными размерами.

Обратные клапаны, конструкция которых дополнительно оснащена сетчатым фильтром, используются для установки на трубопроводных системах для выкачивания нефти, газа или воды из подземных источников. Такие устройства, наиболее популярной моделью которых является 16Ч42Р, одновременно решают две важные задачи: их запорный механизм не дает жидкости или газу вернуться обратно в источник, а сетка защищает трубопровод от попадания в него крупного мусора.

Конструкция клапана 16Ч42Р различается в зависимости от габаритов изделия

Модель 16Ч42Р, корпус которой изготавливается из стали или чугуна, отличается широкой универсальностью и может устанавливаться на трубопроводах или насосах, используемых для перекачивания как жидких, так и газообразных сред.

Габаритные и присоединительные размеры клапана 16ч42р

Фланцевые и межфланцевые обратные клапаны: различия

Обратные клапаны, для установки которых на трубопроводных системах используются фланцы, могут относиться к одному из следующих типов:

• фланцевым;
• межфланцевым.

На устройствах фланцевого типа фланец на подающей части и фланец обратный привариваются к корпусу клапана и составляют с ним единое целое. Фланцевые обратные затворы используются преимущественно для оснащения труб большого диаметра, при помощи которых транспортировка рабочих сред осуществляется в промышленных масштабах.

Слева – межфланцевый клапан, справа – клапан с фланцевым закреплением

В межфланцевых обратных клапанах практически отсутствуют крепежные элементы. Такой тип установки, как уже говорилось выше, очень часто используют для монтажа двустворчатых обратных клапанов. Сам клапан при этом (в частности, двухстворчатый межфланцевый) устанавливается между двумя фланцами, зафиксированными на концах соединяемых труб. После его размещения в специальных посадочных местах, которые оснащаются уплотнительными элементами, фланцы стягивают между собой при помощи резьбовых шпилек. Несмотря на видимую ненадежность такого соединения, если оно выполнено правильно, обратный межфланцевый клапан фиксируется с такой же надежностью, что и устройства любых других видов.

Обратные клапаны могут устанавливаться на трубопроводные системы при помощи не только фланцев, но и муфт или сварного соединения. Однако, если говорить о трубопроводах большого диаметра, на них такие затворы устанавливают только с использованием фланцев.

Способ монтажа обратного клапана зависит от его исполнения

Преимущества и недостатки обратных клапанов фланцевого типа

Поскольку обратные клапаны фланцевого типа используются чаще всего для оснащения трубопроводов, по которым рабочая среда транспортируется с высокой интенсивностью, внутренние элементы таких устройств (в частности, запорный механизм) испытывают значительные ударные нагрузки в процессе эксплуатации. Кроме того, обратный клапан фланцевого типа из-за значительных габаритов сам является причиной возникновения гидравлических ударов. В процессе закрытия створок клапана в трубопроводе, в котором он установлен, неизбежно повышается давление, что и приводит к формированию гидроудара.

В тех трубопроводных системах, в которых гидравлический удар не способен оказать существенного влияния на работоспособность как отдельных элементов, так и системы в целом, используются обратные клапаны простого тип. Диаметр последних, как правило, не превышает 400 мм. В иных случаях применяются обратные клапаны безударного типа. Плавное и мягкое закрытие запорного элемента во фланцевых клапанах безударного типа могут обеспечивать специальные грузы или гидравлические демпферы. Между тем, выбирая для оснащения трубопроводной системы обратные затворы безударного типа, следует иметь в виду, что устанавливать их можно только на горизонтальных участках.

Фланцевый безударный клапан осевого типа

К наиболее значимым из преимуществ фланцевых обратных клапанов следует отнести:

• компактные габариты, что позволяет устанавливать такие устройства практически на любых участках трубопроводной системы;
• возможность эффективной работы даже в тех системах, рабочая среда в которых характеризуется сильным загрязнением;
• возможность установки на трубопроводах, отличающихся большим диаметром.

Особенности выбора

Основными параметрами, на которые следует обращать внимание при выборе обратного клапана (в том числе фланцевого), являются:

• рабочее давление, при котором может работать такое устройство;
• диаметр условного прохода.

Узнать о том, какому рабочему давлению соответствует обратный клапан, можно по маркировке устройства, в которой данный параметр обозначается буквами РУ. Цифры, стоящие в маркировке после таких букв, указывают на то, для какого рабочего давления предназначено устройство. Например, обозначение РУ16 указывает на то, что фланцевый затвор может работать при давлении 16 Бар, не подвергаясь чрезмерному износу.

Маркировка обратного клапана

Условный диаметр, от которого зависит, на каком трубопроводе может быть установлен клапан фланцевого типа, обозначается буквами ДУ. Соответственно, цифры, следующие в маркировке после этих букв, указывают на значение условного диаметра обратного клапана в миллиметрах. Выбирая обратный клапан по данному параметру, имейте в виду, что монтировать такое изделие можно только на элементах трубопровода, которые имеют такие же размеры. Другими словами, модель ДУ80, например, может быть установлена только на трубах или других элементах трубопроводной системы, посадочный диаметр которых соответствует значению 80 мм.

Рекомендации по монтажу

При выполнении монтажа фланцевых обратных клапанов следует строго придерживаться следующих правил.

• Монтаж должны выполнять специалисты, которые предварительно прошли обучение и получили допуск к выполнению работ подобного плана.
• Та часть трубопроводной системы, где выполняется монтаж, полностью отключается от подачи рабочей среды.
• Перед началом монтажа следует убедиться, что устанавливаемое изделие по своим характеристикам полностью соответствует тем климатическим условиям, в которых будет эксплуатироваться.
• Если устанавливается обратный межфланцевый клапан, то сначала монтируется его фланцевая часть, а только потом в ней фиксируется он сам.
• Перед подачей в трубопровод потока рабочей среды следует еще раз убедиться в том, что обратный клапан установлен надежно и все требуемые соединения выполнены.

Схема монтажа фланцевого обратного клапана

И в заключение небольшое видео с наглядной демонстрацией принципа работы поворотного обратного клапана.

Источник https://www.nektonnasos.ru/articles/tipy-obratnykh-klapanov

Источник https://met-all.org/oborudovanie/prochee/klapan-obratnyj-flantsevyj-povorotnyj-dvustvorchatyj.html