Движение рабочей среды в противоположном направлении не только нарушает работу системы, но и грозит выходом из строя оборудования — в первую очередь, насосов. Для защиты от такого сценария используются обратные клапаны. Мы расскажем об их принципе работы, разновидностях и особенностях.
Что такое обратный клапан
Все трубопроводные магистрали обеспечиваются запорной арматурой с функцией защиты или регулирующей поток. Обратный клапан представляет собой одну из разновидностей «задвижек», призванных направлять поток теплоносителя, воды, газа и т. п. только в нужную сторону. Без такого регулятора взаимозависимые узлы коммуникаций будут под угрозой разрушения, срок службы системы сократится, а ее «наполнитель» просто вытечет.
В «умном доме» для перекрытия потока в случае протечек используются краны с электроприводом — они работают автоматически. Но в стандартных ситуациях краны шаровые, задвижки приводятся в действие вручную. Клапан же позволяет автоматически остановить возвратное движение жидкости или газа.
Обратный клапан (другие названия — клапан обратного прохода, обратный затвор) выполняет такие функции:
- Обеспечение безопасности системы, которая может быть разрушена в результате возвратного потока рабочих сред.
- Снижение энергозатрат, оптимизация рабочих процессов.
- Защита от износа и повреждений оборудования и насосов.
- Накопление и удержание объема жидкости в коммуникациях.
В отличие от кранов, которые перекрывают поток, клапан позволяет дозировать подачу жидкости/газа и автоматически его останавливать в местах аварий и прорывов.
Кроме преимуществ есть и некоторые недостатки использования обратных клапанов. Это вероятность образования вихрей, что приводит к шуму и вибрациям, а также необходимость дополнительных трат на регулярное обслуживание трубопроводной арматуры.
Устройство и конструкция обратного клапана
Такой клапан работает автоматически. Набор комплектующих включают:
- корпус;
- уплотнитель;
- стальную пружину;
- золотник, который состоит из толкателя, тарелок и эластичной прокладки между ними.
Конструкция золотника может влиять на строение клапана и его модификации.
Для герметичности в местах прилегания затвора к седлу предусмотрено резиновое, пластиковое или металлическое уплотнение. Время срабатывания запирающего механизма минимально. Наиболее надежными считаются клапаны, в которых затвор поджимается стальной пружиной — их можно ставить в любом пространственном положении.
| Вид металлического обратного клапана | Особенности конструкции и использования |
|---|---|
| Приемный клапан | Устанавливаются на всасывающие трубопроводы в колодцах. Дополнительно оснащен решеткой для препятствования попадания мусора в поток. |
| Шаровой клапан | Запорный элемент исполнен в виде шара, находящегося под давлением пружины. При высоком напоре рабочей среды не препятствует ее движению. В случае отключения насосов и снижения напора стальная пружина заставляет шаровую задвижку перекрыть просвет и остановить возвратное движение жидкостей. Шаровой клапан применяется в сантехнической сфере. |
| Подъемный клапан | Место установки — вертикальные трубы. Принцип работы — движение вверх-вниз. Во время работы насоса заглушка опускается и пропускает жидкость. Если насос отключается, пружина давит на золотник, и тот запирает просвет, чтобы поток рабочих сред двигался только в одном направлении. |
| Клапан осевой | Запорный клапан поворотного типа. Бывает безударным и простым. Устанавливается на коммуникациях большого диаметра. Отличается особым положением седла: его ось совпадает с движением рабочей среды. При отключении насосов золотник перекрывает просвет, опускаясь в посадочное место под собственным весом |
| Дисковый клапан | Конструкция снабжена специальным диском (пластиной), который поднимается либо опускается в зависимости от напора жидкости/газа. Клапан легко обслуживается, простой по конструкции. Используется в промышленных коммуникациях, в частности гидравлических. |
| Угловой клапан | Идеален для использования в труднодоступных местах. Применяется в кондиционировании, отопительных и вентиляционных сетях. Отличается высокой пропускной способностью. |
| Пружинный клапан | Актуален для автопрома. Благодаря пружине из нержавеющей стали обеспечивает надежную защитную функцию даже при минимальном уровне давления. |
| Поворотный клапан | Вращающийся запорный элемент отличается мгновенной реакцией на изменение направления потока среды. Широко применяется в гидравлических и пневматических сетях. |
| Двустворчатый клапан | Отличается простой конструкцией и универсальностью монтажа как в горизонтальных, так и в вертикальных линиях. Запорный элемент — это дисковый затвор, который складывается под напором жидкости и возвращается в исходное положение под влиянием пружины. |
| Сопловой клапан | Запорник имеет конусообразную форму, поэтому динамично реагирует на изменение высокого давления на низкое. |
Принцип работы обратного клапана
Принцип работы напрямую связан с давлением рабочей среды. Под действием насосов давление в трубопроводе нагнетается, подвижная заглушка-затвор отодвигается, не препятствуя движению жидкости через клапан.
Если по какой-то причине рабочая среда потечет в обратную сторону, затвор под ее натиском будет прижат к седлу, что перекроет трубу и остановит обратный ход жидкости. Схожую запорную функцию выполняет шаровой кран, но его надо закрывать/открывать вручную. Клапаны же работают автоматически.
Обратный клапан может находиться в двух состояниях:
- Открытом — при движении рабочих сред в нужном направлении.
- Закрытом — когда давление на входе ниже чем на выходе, что провоцирует обратный ход жидкости или газа.
Если трубопровод имеет разветвленную структуру, то установка обратного клапана требуется для каждого ответвления.
Конструкция возвратного механизма
По этому параметру все обратные клапаны можно разделить на две категории: с подпружиненным возвратным механизмом и работающим за счет силы тяжести. Клапаны первого типа дают более надежное срабатывание, однако хуже переносят работу при сильном загрязнении. Пружинные обратные клапаны рекомендованы для сетей небольшого диаметра.
Способы монтажа обратных клапанов
Для бытовых задач лучше всего подходят клапаны с муфтовым присоединением. В промышленных магистралях, рассчитанных на высокие нагрузки, применяются более надежные способы крепления: приварной и фланцевый.
Муфтовый
Монтаж производится при помощи резьбовых муфт. Широкий выбор муфт позволяет подобрать нужную для клапана любого диаметра.
Межфланцевый
Тип болтового соединения, при котором клапан размещается между стянутыми шпильками фланцами на концах труб. Такой тип монтажа характерен только для трубопроводов большого диаметра.
Фланцевый
Чугунные фланцевые обратные клапаны имеют смысл на трубах большого диаметра.
Резьбовый
Надежный тип соединения при наличии внешней/внутренней резьбы. Комфортен при монтаже, так как не требует специализированного инструментария.
Правила монтажа обратных клапанов
Чтобы обеспечить корректность работы коммуникаций, необходимо учитывать правила монтажа запорной арматуры:
- Подберите обратный клапан согласно поставленной задаче и диаметру.
- Убедитесь, в каком направлении течет жидкость или газ.
- Отключите насос.
- Выберите место установки с учетом легкости дальнейшего обслуживания клапана.
- Подберите подходящие по диаметру и материалу (стальные, латунные, чугунные) фитинги.
- Установите обратный клапан согласно информации из инструкции производителя.
- Проверьте герметичность креплений.
- Протестируйте соединение, чтобы избежать утечек.
Чтобы предупредить гидравлический удар клапан лучше размещать ближе к источнику потока.
Обратите внимание! Чтобы грамотно установить защитную запорную арматуру требуется специальное оборудование, опыт и профильные знания. Обращайтесь к профессионалам!
Эксплуатация обратных клапанов
Клапаны этого типа отличаются долговечностью и редко выходят из строя. Тем не менее, как и всякое устройство, клапан обратный может выходить из строя. Любая поломка ведет к нарушению работы всей схемы. Наиболее часто портится внешняя окантовка — это заметно визуально.
К другим неисправностям приводят:
- проседание грунтов;
- скопление грязи и наросты на внутренней поверхности труб;
- ошибки в монтаже;
- слишком высокий уровень грунтовых вод;
- брак при производстве клапанов (отсутствие герметичности заглушки, бракованные пружины);
- спуск в канализацию посторонних предметов и другое.
| Причина поломки | Способ устранения поломки |
|---|---|
| Устройство издает постукивающие звуки | Проверьте соответствие клапана диаметру трубы |
| Резьба муфты повреждена | Возможно несоответствие давления трубопровода характеристикам устройства, или же уплотнитель слишком толстый |
| Разгерметизация места монтажа | Скорее всего, в затвор клапана попало инородное тело или мусор |
| Нет просвета для прохождения воды или газа | Затвор неисправен, либо проблемы с разницей давления на выходе и входе |
| Устройство засорилось | Необходимо демонтировать и прочистить клапан. Чтобы избежать подобной проблемы укомплектуйте трубопровод дополнительными фильтрами |
| Шум, вибрация | Вышел из строя затвор или пружина. Можно заменить их, но лучше полностью сменить клапан |
Где применяются клапаны обратные
Так как трубопроводные магистрали применяются повсеместно, использование обратных клапанов также широко распространено. Они необходимы в любой магистрали, куда интегрированы насосы.
Клапаны устанавливаются:
- На магистральных водопроводах холодного/горячего водоснабжения в зданиях коммунального назначения.
- В системах водоснабжения, отопления и канализации в жилых домах.
- На предприятиях сельскохозяйственной, пищевой сферы.
- На промышленных трубопроводах предприятий нефти и газоснабжения, химической направленности.
В целом, такая защитная арматура устанавливается повсеместно, где требуется предотвратить обратный ход «наполнения» трубопроводной магистрали.
Типичные сценарии, при которых оправдано использование обратных клапанов:
- Водозаборная система, оснащенная насосным агрегатом. Клапан поможет воде оставаться внутри — после включения насоса вам не придется ждать, пока трубы заполнятся.
- Квартира с бойлером. Если обратный клапан отсутствует, горячая вода перетечет к соседям.
- Схема индивидуального отопления с несколькими контурами (радиаторы отопления, теплый пол и бойлер), которые различаются гидравлическими и напорными показателями.
- Многоквартирные дома, в которых напора в системе недостаточно для бесперебойной подачи воды на верхние этажи.
- Установка перед приборами учета. Вода, текущая в обратном направлении, может спровоцировать поломку оборудования из-за гидроудара.
Также в системе без обратного клапана турбина счетчика может вращаться в обратном направлении.
Критерии выбора
Основные характеристики
Перечень параметров включает номинальный диаметр и давление (включая то, при котором клапан срабатывает), температурный режим, гидравлическое сопротивление. Современная номенклатура оборудования включает сотни модификаций клапанов, подходящих для разных задач: от защиты квартирных счетчиков до работы в паре с высокопроизводительными промышленными насосами.
Материалы
Основной параметр — материал корпуса. В зависимости от сферы применения клапана он может быть стальным, чугунным, бронзовым, латунным или полимерным. Чаще всего встречаются латунные устройства — этот металл прекрасно противостоит коррозии и достаточно прочен. При производстве клапанов используется специальный сплав, стойкий к вымыванию цинка.
Также обращайте внимание на материал затвора и седла — от этого зависит ресурс клапана. Наиболее износостойки металлические и стальные детали. Они прекрасно выдерживают не только постоянное трение, но и резкие перепады давления, сопровождающие гидроудары. Стальные/металлические элементы лучше пластиковых переносят высокие температуры.
Обратите внимание! Каждый тип клапанов имеет свои преимущества и предназначен для определенной сферы использования. Специфика применения диктует особенности выбора арматуры!
Компания «ЦентрТрубПласт» предоставит профессиональную помощь в подборе оборудования, обратных клапанов, кранов, отводов, тройников, фитингов для любых задач: от бытовых до промышленных. Всегда в продаже товары ведущих предприятий России и Европы, соответствующая ГОСТ 27477-87 и международным стандартам.
