Обратный клапан шаровый


В различных системах трубопроводов есть вероятность обратного тока среды. Подобное явление может привести к довольно большому количеству проблем, к примеру, происходит поломка насоса или давление падает до критических значений. Исключить вероятность возникновения подобного явления можно путем установки обратных клапанов. Встречается довольно большое количество подобной запорной арматуры, чаще всего применяется клапан шаровой фланцевый. Он устанавливается при создании достаточно большого количества различных систем, как бытового, так и промышленного предназначения. Рассмотрим особенности подобного механизма подробнее.

Принцип действия

как работает обратный клапан

 

Название клапана связано с тем, что в качестве основного запорного элемента применяется стальной шарик. К конструктивным особенностям можно отнести нижеприведенные моменты:


  1. Основным элементом выступает корпус. При его изготовлении могут применяться сталь или чугун, а также некоторые другие цветные сплавы. Сталь характеризуется высокой прочностью, а за счет включения в химический состав различных легирующих элементов повышается коррозионная стойкость. Чугун используется на протяжении длительного периода, но подобный материал не выдерживает сильное механическое воздействие. Цветные сплавы имеют небольшой вес, коррозионную стойкость и устойчивость к химическим веществам, чаще всего применяется при создании клапанов для бытовых систем.
  2. Запорный элемент выполнен в виде шарика, который в первоначальном положении перекрывает проходное отверстие. Для того чтобы шарик находился в закрытом положении устанавливается пружина под определенным углом.
  3. На момент подачи среды в правильном направлении создаваемого давления достаточно для того, чтобы преодолеть сопротивление, создаваемое пружиной. За счет этого происходит открытие проходного отверстия.
  4. При падении давления по самым различным причинам (утечка, остановка насосного оборудования) пружина разжимается и шарик занимает первоначальное положение. За счет этого исключается вероятность обратного тока жидкости по системе.

Определенное расположение пружины определяет то, что при обратном токе пружина не отжимается. Кроме этого, для преодоления создаваемого пружиной усилия требуется довольно большое давление, которое не создается обратным свободным током.

Конструктивные элементы клапана

из чего состоит клапан

 

Клапан обратный шаровой характеризуется довольно простой конструкцией, что определяет длительный срок службы. Основными конструктивными элементами можно назвать:


  1. Корпус. В последнее время выпускаются корпусы монолитного типа, которые имеют высокую прочность и надежность. Применение метода литья определяет отсутствие швов, характеризующиеся низкой устойчивостью к ударной нагрузке.
  2. Металлический шарик. Запорным элементом рассматриваемой арматуры является шарик, который изготавливается из коррозионностойкой стали. Шарик имеет диаметр, который чуть больше диаметра проходного отверстия. Кроме этого, под него создано специальное седло, обеспечивает неподвижное запорного элемента.
  3. В закрытом положении шарик находится за счет пружины. Она также изготавливается из коррозионностойкой стали, так как может находится в среде.
  4. Уплотнительные элементы, изготавливаемые из резины, обеспечивают высокую степень герметизации.

Некоторые клапана при необходимости могут обслуживаться. Процесс обслуживания предусматривает замену уплотнительных элементов, которые изнашиваются под воздействием среды. Доступ обеспечивается за счет расположения крышки в верхней части корпуса, который крепится болтами. Герметизация обеспечивается специальными уплотнителями. В продаже есть и неразборные конструкции, которые не снабжаются крышкой. При неисправности подобной конструкции ее приходится заменять полностью.

Приведенная выше информация определяет то, что конструкция клапана достаточно проста и надежная. При изготовлении основных элементов могут применяться различные материалы.

Основные преимущества


Довольно большое распространение получил клапан шарового типа по причине универсальности устройства. К преимуществам подобного устройства отнесем следующие моменты:

  1. Оно может устанавливаться в промышленной и бытовой системе.
  2. При правильном проведении монтажных работ устройство может прослужить в течение длительного периода и при этом не заклинивает.
  3. Относительно невысокая стоимость устройства.

Фланцевый вариант исполнения распространен по причине простоты подсоединения. Подобный тип соединения может выдерживать высокое давление.

Основные правила выбора

как выбрать обратный клапан

 

Только при правильном выборе устройства можно обеспечить ее длительную работу. Выбирая обратный шаровой клапан учитываются две основные характеристики:

  1. Диаметр уловного прохода. Стоит учитывать, что обратный клапан не должен создавать гидравлическое сопротивление. В противном случае давление в системе до клапана повышается, есть вероятность появления течи.
  2. Рабочее давление, при котором устройство может работать правильно. При рассмотрении обратного клапана стоит учитывать минимальное и максимальное давление.

Практически все производители указывают эти параметры при маркировке обратных клапанов. За счет этого существенно упрощается работа по выбору наиболее подходящего варианта исполнения.

Еще одним важным критерием выбора можно назвать тип соединения. В рассматриваемом случае устройство имеет фланцевый тип соединения, но также есть межфланцевый и муфтовый. В некоторых случаях проводится установка клапанов, которые подсоединяются при помощи сварки.

Область применения

область применение обратных фланцевых клапанов

 

Основные конструктивные особенности устройства во много определяют его область применения. Клапан обратный шаровой устанавливается в нижеприведенных случаях:

  1. Для исключения вероятности обратного тока стоков в канализационной системе. В подобных случаях жидкость может иметь крупные примеси.
  2. В продаже можно встретить варианты исполнения, предназначенные для бытовых и промышленных систем.
  3. Механизм неплохо себя проявляет в случае подачи среды без примесей. Применение качественных уплотнительных элементов позволяет добиться высокой степени герметизации.

Область применения во многом зависит от типа применяемых материалов при изготовлении. Примером можно назвать то, что в промышленных канализационных системах устанавливается вариант исполнения из чугуна. Применение этого материала позволило существенно снизить стоимость продукта. В быту чаще всего используются механизмы, изготавливаемые из латуни других цветных металлов.

Особенности монтажа

монтаж обратных фланцевых клапанов

 

Провести монтажные работы можно самостоятельно при учете основных правил. Они выглядят следующим образом:

  1. При создании ответственных систем установку клапанов должен проводить только специалисты, которые прошли соответствующую подготовку и получили документальное подтверждение этого.
  2. Перед началом проведения работы проводится отключение рабочей среды. При этом можно ограничить работу только обслуживаемого участка.
  3. Непосредственно перед проведением работы нужно убедится в том, что возвратный клапан подходит к конкретной системе. Как ранее было отмечено, наиболее важными параметрами считается минимальное и максимальное рабочее давление, а также диаметр проходного отверстия
  4. На момент установки устройства учитываются климатические условия эксплуатации. Стоит учитывать, что низкая температура окружающей среды может привести к примерзанию шарика и заклиниванию устройства.
  5. Перед установкой обратного клапана монтируются фланцы. Они предназначены для фиксации механизма на своем месте.
  6. После установки клапана проводится тестирование системы. На момент пробного пуска определяется то, насколько эффективно работает клапан.

На сегодняшний день в продаже можно встретить просто огромный ассортимент различных вариантов исполнения шаровых обратных клапанов. Именно поэтому проблем с подбором подобного устройства не возникает. Некоторые варианты исполнения устанавливать нерентабельно по причине высокой стоимости. Примером можно назвать шаровые обратные клапана с большим проходным диаметром, изготавливаемым из латуни.

Источник: www.admiral-omsk.ru

Нормальный режим эксплуатации трубопровода обычно предусматривает прохождение по нему среды только в одном направлении. Однако перебои в работе насосного оборудования, неисправности запорной арматуры, попавшие в систему посторонние предметы или иные нештатные ситуации могут привести к изменению его на противоположное. Избежать этого позволяет установка обратных клапанов. Это запорная арматура прямого действия автоматически перекрывает сечение трубопровода при падении давления, не позволяя потоку двигаться в неправильном направлении. Одной из распространенных разновидностей её является шаровой обратный клапан.


В нормальном режиме воздействием напора среды шар смещается вверх и занимает место в специальном отсеке в корпусе клапана, открывая проход. В случае снижения давления ниже отметки, определяемой техническими характеристиками конкретного клапана, сфера под действием силы тяжести опускается вниз и перекрывает сечение трубопровода. Конструкция внутренней части корпуса такова, что движущийся в обратном направлении поток не вытесняет запорный орган вверх, а лишь более прочно фиксирует его в нижнем положении.

Основным достоинством обратного клапана шарового типа является надежность и долговечность конструкции, обусловленная отсутствием пружин, мембран, лепестков и других подверженных быстрому износу и заклиниванию элементов. Существенным плюсом является и то, что в открытом положении он абсолютно не препятствует движению потока, так как сечение полностью открывается. Ещё одним преимуществом является удобство обслуживания – запорный орган можно извлечь, не отсоединяя сам клапан от трубопровода. Для этого в верхней части корпуса имеется специальная крышка, которая крепится к корпусу при помощи болтов. Через этот технологический люк можно производить очистку или замену шара.

Разновидности, характеристики и сферы применения шаровых обратных клапанов

Чаще всего шаровые клапаны применяются в системах коммуникаций частных и многоквартирных домов, а также общественных зданий.


и позволяют избежать неправильного движения теплоносителя, в том числе в многоконтурных системах отопления, предупреждают неправильную работу насосов системы водоснабжения и предотвращают обратный ход сточных вод в случае засора канализации. Фланцевая арматура этого типа устанавливается также на трубопроводах промышленных объектов, обеспечивая корректное протекание технологических процессов.

В зависимости от типа присоединения к коммуникациям шаровые обратные клапаны делятся на муфтовые и фланцевые. Муфтовые или резьбовые обратные клапаны монтируют на трубопроводах небольшого диаметра, для которых нехарактерно высокое давление, фланцевые же напротив применяются преимущественно на магистральных трубопроводах с большим диаметром условного прохода.

При выборе подходящего обратного клапана необходимо учитывать два основных параметра: номинальный диаметр условного прохода и номинальное (условное) давление. Последнее определяет максимальное допустимое избыточное давление на арматуру, при котором гарантируется её прочность.

Источник: www.master-prom.ru

Обратный клапан, его конструкция, принцип работы и назначение

Во время работы системы отопления могут возникать штатные или нештатные ситуации, в которых жидкость в той или иной трубе пытается течь вспять.  Это может происходить при остывании теплоносителя или нарушении целостности трубопроводов.


кая ситуация может привести к неприятным последствиям- от прекращения обогрева до выхода из строя бойлера и других узлов системы. Чтобы предотвратить изменение направления потока, применяют обратные клапаны. Он не препятствует течению жидкости в заданном направлении, а при попытке обращения потока вспять перекрывает трубопровод. Клапаны в системе отопления приводятся в действие различными силами:

  • пружиной;
  • силой тяжести;
  • давлением потока.

Их исполнительный орган- тарелка, шар или лепестки при обращении потока плотно прилегает к седлу и не дает жидкости двигаться.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 1. Схема подключения к отопительной системе

Чтобы все узлы функционировали в заданном режиме, обратный клапан для системы отопления должен создавать минимальное сопротивление потоку в заданном направлении, и как можно быстрее срабатывать при развороте течения.

Виды обратных клапанов

Все виды устройств несут одну и ту же функцию, но могут иметь разную конструкцию, разные исполнительные органы и приводиться в действие разными физическими принципами.

Исходя из конструкции и принципа срабатывания, различают такие основные виды, как

  • дисковые, или тарельчатые;
  • шаровые;
  • лепестковые;
  • двустворчатые.

Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки и преимущественную область применения.

Тарельчатый

Рабочий орган, или затвор клапана представляет собой диск, прикрепленный к подпружиненному штоку. При нормальном направлении потока пружина сжимается давлением жидкости и затвор открывается. Как только напор жидкости падает или она стремится течь в обратную сторону, пружина разжимается и прижимает тарелку к седлу, и затвор закрывается.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 2. Конструкция дискового затвора

На тарелке (реже- на седле) размещают резиновую или силиконовую уплотнительную прокладку, обеспечивающую максимально прилегание диска к седлу и исключающую просачивание жидкости.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 3. Принцип действия тарельчатого обратного клапана

Такие устройства завоевали заслуженную популярность при проектировании и комплектации бытовых систем отопления. Они обладают такими достоинствами, как:

  • Простота устройства. Оно состоит из 5 деталей и не требует высокой точности при изготовлении.
  • Надежность. Благодаря простоте конструкции такие устройства работают годами без замены.
  • Не нуждаются в техобслуживании.
  • Доступность цены.

Есть и таких приборов и минусы:

  • Высокое сопротивление потоку в открытом состоянии.
  • Подвержены выпадению минеральных отложений на диск и седло. Это приводит к неисправности.
  • Низкая ремонтопригодность. При нарушении в работе весь прибор меняют на новый.
  • При открытии создают гидравлический удар. Это не вредит самому устройству, но может ускорить износ других чувствительных к динамическим нагрузкам агрегатов, таких, как тепловые насосы.

Есть специальные конструкции тарельчатых затворов, оснащенных устройством плавного открывания. Но стоят они заметно дороже.

 Шаровой, или гравитационный

В гравитационном обратном клапане для систем отопления главным рабочим органом, перекрывающим поток воды, служит металлический шар. Для улучшения прилегания шар покрывают тонким слоем упругого пластика или резины. Когда поток жидкости идет через устройство в заданном направлении, он силой своего давления приподнимает шар над седлом и открывает просвет.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 4. Шаровой клапан

Если напор потока падает или направление движения потока жидкости меняется на обратное, шар под действием силы тяжести падает на седло, прижимается к нему и перекрывает просвет. Чем больше жидкость пытается течь в обратном направлении, тем сильнее прижим и надежнее перекрытие.

Плюсы такой конструкции следующие:

  • Низкое сопротивление потоку в открытом положении.
  • Максимальная надежность. Устройство не содержит трущихся элементов и практически не изнашивается в открытом положении.
  • Высокая ремонтопригодность. Съемная крышка позволяет легко очищать камеру и рабочие элементы прибора и заменять шарик при необходимости.

К минусам относятся такие факторы, как:

  • Большие диаметр.
  • Высокое рабочее давление.
  • Необходимость строгого соблюдения ориентации устройства при монтаже. В противном случае шар не поднимется и не откроет просвет.

Высокие требования к монтажу и к рабочему давлению ограничивают использование такой арматуры в домашних системах отопления.

 Лепестковый

В качестве затвора используется стальная или латунная пластина. Она закрепляется на подпружиненной оси, перпендикулярной направлению движения жидкости

Обратный клапан шаровый
Рисунок 5. Межфланцевый лепестковый затвор

Принцип работы поворотного клапана прост. При движении жидкости в основном направлении сила напора поворачивает затвор, преодолевая сопротивление пружины. При падении давления или обращении потока пружина ставит затвор поперек трубы, перекрывая ее. Существуют конструкции и без пружины. В них заслонка возвращается на место подл действием силы тяжести.

У такой конструкции есть свои достоинства:

  • Низкая цена.
  • Малое гидравлическое сопротивление в открытом виде.
  • Высокая чувствительность и малое время срабатывания.

К недостаткам относят наличие движущихся и трущихся частей. Это ведет к их неминуемому износу и ремонту либо замене.

Двустворчатый

Двустворчатые клапаны – это разновидность лепестковых их ось расположена точно посередине трубы, и два полудиска-лепестка могут становиться вдоль потока, открывая затвор, либо под действием пружин располагаться поперек потока, перекрывая его.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 6. Схема действия двухстворчатого клапана

Такие клапана отличаются чрезвычайно быстрым срабатыванием, но создают значительное сопротивление потоку. Они применяются в средних и крупных отопительных системах с высоким рабочим давлением.

Подъемный

По принципу действия клапан близок к дисковому, но отличается от него тем, что тарелка и подпружиненный шток расположены не вдоль, а перпендикулярно потоку жидкости.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 7. Схема действия и разрез подъемного клапана

Сила давления потока приподнимает тарелку, при этом освобождается просвет для движения жидкости в заданную сторону. Если давление падает или поток пытается повернуть вспять, тарелка под действием пружины опускается и прижимается к седлу, перекрывая просвет.

К преимуществам такой конструкции относят:

  • Надежность обеспечивается минимальным числом движущихся деталей и простотой устройства.
  • Низкая чувствительность к чистоте жидкости, как механической, так и химической.
  • Ремонтопригодность. Через верхнюю крышку можно очищать камеру и заменять неисправные детали.

Недостатком считают необходимость монтажа строго в горизонтальном положении. Это делает клапан неприменимым для вертикальных отрезков трубопроводов. Конструкция подходит для систем с естественной циркуляцией.

область применения.

Область применения той ил иной конструкции определяется сочетанием ее конструктивных свойств, эксплуатационных характеристик и требований к установке. Подбирать арматуру для домашней системы отопления лучше с помощью квалифицированного и опытного инженера, способного выполнить необходимые оценки параметров и провести расчеты.

Кроме внутреннего устройства, обратные клапана различаются также и по способу присоединения к трубам.

Муфтовые

Снабжены резьбовыми муфтами с двух сторон, монтируются с помощью резьбовых фитингов. Устройство может поставить мастер с минимальными навыками, однако оно не выдерживает высокого давления.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 8. Муфтовое подключение дискового затвора

Диаметр редко превышает два дюйма (50 мм). Поэтому область применения обычно ограничена дисковыми затворами в частных домах и квартирах.

Фланцевые

С двух сторон корпуса отлиты фланцы с отверстиями. Аналогичные фланцы привариваются к трубопроводу, и через прокладки корпус притягивается болтами и гайками. Такое соединение существенно прочнее резьбового, и может выдерживать высокое давления.

Область применения таких соединений- магистрали среднего и большого диаметра. Наиболее популярными стали шаровые затворы.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 9. Фланцевое соединение

Межфланцевые

Такой способ крепления предусматривает установку клапана между двух фланцев, приваренных к трубопроводу.

Обратный клапан шаровый
Рисунок 10. Межфланцевое крепление лепесткового клапана

Способ отличается высокой надежностью и проще в установке. Вес и габариты таких устройств меньше, чем у фланцевых. Крепление также может выдерживать высокое давление. Применяется на магистральных трубопроводах

Если требуется повышенная надежность, то корпусе устройства предусматривают сквозные отверстия, через них и оба фланца пропускаются сквозные шпильки, на которых с двух сторон затягиваются гайки.

Сварные

Выпускаются также и клапаны, рассчитанные на сварное соединение. С двух сторон у них торчат патрубки, которые при монтаже можно обрезать под размер и приварить к трубам магистрали.

Такой вид неразъемного соединения отличается максимальной прочностью, однако в случае демонтажа прибора придется приваривать дополнительный кусок трубы. Так выпускаются тарельчатые и лепестковые затворы.

Материал

Материал, из которого изготовлен корпус детали затвора, влияет на его прочность, коррозионную стойкость и срок службы:

  • Нержавейка. Мало подвержена коррозии, может применяться в активных средах и при высоких температурах. Используется на трубах до 40 см в диаметре. Отличается высокой ценой.
  • Латунь. Дешевле нержавейки, имеют высокую коррозионную стойкость. Прочность заметно ниже, но вполне достаточная для бытовых систем
  • Чугун. Оливки из чугуна имеют высокую прочность и низкую цену, но отличаются большими габаритами и массой. Используются в тех местах, где вес и размер большого значения не имеют. Из-за особенностей технологии литья, минимальный размер- 4 см. В частных системах практически не применяются.
  • Пластик. Такие изделия дешевы, но не отличаются высокой долговечностью и теплостойкостью. Лучше применять приборы с металлическими деталями.
Обратный клапан шаровый
Рисунок 11. Затвор с металлическими деталями дольше прослужит

Несмотря на большую цену таких клапанов, их имеет смысл использовать. Они обеспечат заметно больший срок бесперебойной работы и не заставят разбирать систему для ремонта посреди отопительного сезона.

Источник: ZnatokTepla.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.