Зворотні клапани для води

Зворотні клапани

Клапан зворотний – це вид трубопровідної арматури захисного типу, призначеної для запобігання зміні напряму потоку води або будь-яких інших речовин у певній технологічній системі. Якщо говорити спрощено – вироби такого типу є важливими запобіжниками прямої дії, які автоматично спрацьовують. У процесі функціонування всі зворотні клапани пропускають середу, що проходить через них, в одному напрямку, і в разі необхідності, перетворюються на перешкоду для її руху - в протилежному. Арматурні пристрої такого класу застосовуються для захисту насосів, що працюють під тиском судин, трубопроводів та різного технологічного обладнання від пошкоджень, пов'язаних зі зворотним струмом рідин або інших речовин. Такі можливості роблять зворотні клапани дуже важливими виробами, які будуть розглянуті далі докладніше.

Хоча подібні арматурні елементи використовуються в різних технологічних системах, за комунікаціями яких можуть транспортуватися різні середовища, найчастіше їх застосовують у мережах водопостачання. При цьому зворотні клапани стають у них не просто рядовими запірними виробами, що спрацьовують в окремих випадках - але одними з найважливіших і необхідних пристроїв. І це не дивно, оскільки саме завдяки клапану зворотного типу у водопроводі підтримується постійний рівень тиску, а також виключається аварійний витік води із системи або зупинка насосного обладнання. Необхідність цих пристроїв підкреслюється, в тому числі і тим, що деякі моделі насосних станція комплектуються вбудованими зворотними клапанами в процесі виготовлення. Але в інших випадках їх доводиться встановлювати окремо.

Функція зворотного клапана для води полягає в тому, щоб постійно пропускати потік рідини у напрямку до насоса і перешкодити її руху в зворотному напрямку. Перевагою даних виробів є їхня пряма дія, що означає, що для спрацьовування їм не потрібно зовні управління, ні джерела енергії. Зворотний клапан на воду відкривається та закривається під впливом руху потоку рідини через нього. У випадку з водопровідними комунікаціями, це означає, що при насосі, що функціонує, він знаходиться у відкритому положенні, пропускаючи воду по трубопроводу. А якщо агрегат, що перекачує рідину, вимикається, клапан теж закривається, не пускаючи рідину в зворотний бік. При цьому рівень тиску в трубах до зворотного клапана опускається до нуля, а після нього підтримується на потрібному рівні.

Сучасні зворотні клапани можуть мати різні запірно-регулюючі елементи. Простий побутовий клапан з класичною конструкцією складається з корпусу, пружини та кульки. Принцип його роботи досить простий - коли рідина рухається в прямому напрямку, запірний елемент віджимається від сідла ущільнювача і водяний потік майже без втрат проходить через корпус виробу. У свою чергу, при русі у зворотному напрямку, потік рідини швидко і щільно притискає запірний елемент до сідла, і рух води в неправильну сторону негайно припиняється. Що стосується пружин, то вони виконують лише одну функцію, яка є досить важливою. Вони необхідні для подолання сил тертя, що виникають при посадці запірного елемента на сідло ущільнювача. При цьому їх жорсткість найчастіше повинна бути мінімальною.

Ще одна цінна перевага водяних зворотних клапанів полягає в тому, що вони здатні виконувати своє завдання як у нормальних умовах експлуатації, так і в різних аварійних ситуаціях. У першому випадку вони необхідні, наприклад, при поєднанні напірних ліній кількох насосів у єдину систему. При цьому на кожній з таких ліній встановлюється один або кілька зворотних клапанів, що виконують функцію захисту від тиску насоса, що працює, інших апаратів. У свою чергу, виникнення нештатної ситуації може спричинити, наприклад, різке падіння тиску на одній із ділянок трубопроводу , тоді як на суміжних ділянках тиск зберігається. А це здатне призвести до виникнення зворотного струму середовища, неприпустимого для нормальної роботи системи, а також украй небезпечного для встановленого в ньому обладнання. Виключити такі небезпеки може лише зворотний клапан.

Сфери застосування зворотних клапанів для води:

• Трубопроводи, що потребують руху рідини в одному напрямку;
• Трубопроводи із замкнутою циркуляцією рідини та необхідністю підживлення;
• Трубопроводи, що з'єднують кілька насосів, взаємний вплив яких за одночасної роботи має бути повністю виключено;
• Блоки фільтрації, встановлені в реверсивних трубопроводах, у яких рух рідини крізь фільтр має бути забезпечене лише одному напрямку.

Переходячи до докладного опису запірних зворотних клапанів, перш за все, необхідно ознайомитися з численними плюсами цих виробів, що підтверджують необхідність їх монтажу будь-якої водопровідної системи.

Переваги зворотних клапанів

Незважаючи на відносну простоту конструкцій, запірні елементи даного класу мають чималу кількість переваг, деякі з яких вже були згадані раніше. А повний перелік переваг клапанів зворотної дії виглядає так:

• Захист обладнання – ці прості та практичні арматурні елементи ефективно оберігають трубопроводи, насоси та інші агрегати від пошкоджень, викликаних тиском спрямованого не в той бік потоку;
• Багатофункціональність – зворотні клапани добре виконують свою роботу, як у звичайних, так і в аварійних умовах;
• Компактність і невелика вага – арматури такого класу, що спрощують монтаж, на будь-яких трубопроводах;
• Простота конструкцій – забезпечує довговічність та герметичність даних виробів, а також можливість їх простого та швидкого обслуговування;
• Надійність та міцність – обладнані зворотними клапанами трубопроводи здатні функціонувати з великими робочими тисками та навіть його значними перепадами;
• Мінімальний хід – для повного блокування потоку через корпус клапана потрібно лише 0,25 Dу;
• Додаткові можливості – деякі види даних пристроїв здатні виконувати функцію регулюючого характеру.

У той же час зворотні клапани, як і інші види арматури, не є ідеальними приладами, і не позбавлені певних мінусів, які також варто брати до уваги при їх придбанні та установці.

Недоліки зворотних клапанів

Запірні вироби, що перешкоджають зворотному руху рідини, характеризуються такими недоліками:

• Чутливість до забруднення – регулярний негативний вплив рідин із відносно великою кількістю сторонніх домішок може призвести до заїдання зворотного клапана та його повного виходу з ладу;
• Горизонтальний монтаж - оскільки, часто, посадка золотника пристроїв з класичною конструкцією на сідло, що ущільнює виконується під впливом його власної ваги, багато моделей зворотних клапанів можуть бути встановлені тільки на горизонтальних частинах трубопроводів;
• Застосування більш складних модифікацій для вертикального монтажу – для забезпечення герметичної посадки золотника на його сідло у разі похилих і вертикальних трубопроводів обов'язково застосовуються пружини – як додаткові притискні елементи. Крім того, для вертикальних комунікацій існують клапани зі спеціальними конструкціями – кульові та приймальні.

Ознайомившись із докладним списком плюсів та мінусів зворотних запірних клапанів, варто також докладно розглянути й особливості процесу їхньої роботи.

Принцип функціонування зворотного клапана

Незважаючи на існування досить великої кількості різновидів аналізованих арматурних виробів, які відрізняються один від одного конструкціями та розмірами, принцип їхньої роботи практично однаковий. У стані спокою, коли через корпус такого пристрою не проходить потік рідини, що перекриває його рух золотник у зворотному клапані або перекриває захлопка у зворотному затворі, під дією своєї ваги або додаткових пристроїв, таких як пружина, опиняються в положенні закрито. Це означає, що запірний елемент даної арматури знаходиться в сідлі корпусу. У такому положенні він залишається до того моменту, поки у вхідний патрубок клапана не починає подаватися рідина, що чинить тиск на частину виробу, що перекриває, яка переходить у положення «відкрито».

Тобто коли потік рідини починає свій рух через корпус пристрою, затвор під впливом його енергії відкривається, дозволяючи середовищі транспортуватися в потрібному напрямку. Таким чином, таке положення запірного елемента підтримується виключно тиском рідини. Затвор зворотного клапана залишається відкритим до того моменту, поки рідина не починає змінювати напрямок свого руху на протилежне. Щоб це сталося, потік має спочатку повністю зупинитися. Коли його швидкість стає нульовою, затвор швидко повертається в закрите положення, а тиск із зворотного боку надійно притискає золотник або бавовну, виключаючи рух потоку середовища у зворотний бік. Завдяки такому принципу роботи спрацьовування зворотної арматури виконується під впливом тільки потоку рідини і є повністю автоматизованим. Далі буде розглянуто класифікацію зворотних клапанів, необхідну для їх правильного підбору.

Види зворотних клапанів

Як було згадано раніше, за багато десятиліть використання арматури подібного призначення були розроблені численні різновиди даних виробів. Тому класифікація зворотних клапанів досить велика. Насамперед, ці пристрої поділяються на два види, залежно від виконання перекриває потік середовища елемента, в якості якого можуть використовуватися:

• Золотники - це пристосування, що впливають на напрям потоку рідини або газу за допомогою зміщення своєї рухомої частини щодо вільного простору в поверхні, якою ці частини можуть ковзати. Арматуру з такою конструкцією називають, власне, зворотними клапанами. Її можна використовувати лише на горизонтальних частинах трубопроводів. У напрямку потоку, що проходить через них, клапани зворотні також діляться на два типи:

- прохідні – у яких змінюється напрям потоку;

- Кутові - більш рідкісна модифікація, в якій напрямок потоку змінюється на 90?

• Затвори – також часто звані «захлопками», вони являють собою круглі диски, які можуть бути цільними і такими, що складаються навпіл. Вид арматури, в яких вони застосовуються, відомий як затвори зворотні. Її можна застосовувати як на горизонтальних, так і на вертикальних частинах трубопроводів. Затвори зворотні бувають виключно прохідними і не дозволяють змінювати напрямок потоку середовища, що проходить через них.

У свою чергу, виходячи зі своїх загальних конструктивних особливостей, запірна арматура, що розглядається, буває такою:

1. Зворотні клапани – кілька десятиліть тому були відомі під назвою «підйомні клапани». Цей вид запірної арматури перекриває рух рідини за допомогою золотника, що рухається у вертикальній площині у напрямку – вгору та вниз. Він піднімається під впливом потоку, пропускаючи їх у потрібному напрямі. Коли потік зупиняється, золотник опускається на сідло, блокуючи зворотний рух води. Дані вироби мають найпростішу конструкцію та технологію виробництва, серед усіх інших аналогів інших видів. При цьому вони забезпечують високу герметичність при закритті, які єдиним серйозним недоліком є висока чутливість до забруднення водяного потоку, які можуть викликати заїдання клапана. У класичних зворотних клапанах для води вісь проходу в сідлі, а також вісь підйому золотника, розташовуються найчастіше перпендикулярно осі трубопроводу. Цікаво, що будова кожного такого виробу майже повністю повторює корпус традиційного запірного клапана, проте їх кришки і золотники сильно відрізняються. Так, золотник зворотного клапана оснащений хвостовиком, що переміщається направляючою в кришці пристрою. А його посадка на сідло майже завжди відбувається під впливом власної ваги, через що встановлення зворотних клапанів можливе лише на горизонтальних частинах трубопроводів. Що стосується вертикальних і похилих комунікацій, то в спеціальних зворотних клапанах для таких труб посадка золотника на сідло забезпечується завдяки використанню пружини як додаткового притискного елемента. Також для вертикальних трубопроводів розроблено й інші окремі типи запірної арматури такого класу:

• Зворотні кульові клапани - як видно з назви, як запірний елемент в даному виді арматури використовується куля з пружиною, яка, при необхідності, притискає його до сідла ущільнювача. За принципом функціонування ці вироби абсолютно аналогічні своїм пружинним міжфланцевим дисковим аналогам. А ось за розміром кульова модифікація є компактнішою. Тому кульові зворотні клапани найчастіше застосовують у водопровідних системах із комунікаціями невеликого діаметру. Наприклад, таких, що пов'язують сантехнічні прилади.
• Приймальні зворотні клапани – монтуються на кінці трубопроводу, що всмоктує, безпосередньо перед насосом. Ці пристрої комплектуються спеціальною сіткою, що оберігає апарат, що перекачує воду, від попадання в нього з потоком твердих частинок або інших забруднень. Зворотні приймальні клапани виробляють із діаметрами до 200 мм.

Переваги зворотних клапанів для трубопроводів:

• Допустимість ремонту без повного демонтажу арматурного виробу;
• Компактний розмір деяких типів пристроїв.

Недоліки зворотних клапанів для води:

• Значна чутливість до забруднень;
• Можливість встановлення деяких модифікацій лише на горизонтальних частинах трубопроводів.

2. Зворотні затвори – також відомі як поворотні зворотні клапани. У цих виробах сідельна вісь збігається з напрямком потоку рідини через затвор. У стані спокою їхнє сідло, що ущільнює, перекривається бавовною, закріпленою на осі, розташованої над прохідною частиною клапана. Під впливом енергії потоку, що рухається, такий затвор повертається на певний кут, відкриваючи прохід рідини. Коли потік зупиняється, затвор під впливом власної ваги опускається на сідло. Така конструкція має один важливий недолік, який, втім, не поширюється на всі вироби цього виду. У клапанах зворотної дії великих розмірів постійно відбуваються удари бавовни про їх сідельні частини, що вкрай негативно впливає на довговічність арматури. Регулярні удари з часом призводять до поломки затвора та появи ймовірності гідравлічного удару у водопровідній системі при спрацьовуванні клапана. Тому затвори зворотні діляться на два види:

• Прості мають діаметр до 400 мм. Відносно невеликі розміри даних пристроїв стають запорукою того, що регулярні внутрішні удари не надають небезпечного впливу на їх роботу, а також системи, в яких вони змонтовані;
• Ненаголошені – мають діаметр понад 400 мм. Даний тип затворів комплектується спеціальними додатковими пристроями, що роблять посадку захлопки на сідло максимально плавною та м'якою. Такими пристроями є гідравлічні демпфери та вантажі, які можуть бути встановлені безпосередньо на затвор або з'єднаються з ним за допомогою важеля. Єдиним недоліком ненаголошених зворотних клапанів стає допустимість їх монтажу виключно на горизонтальних ділянках трубопроводів.

Переваги зворотних затворів для трубопроводів:

• Менша чутливість до негативного впливу забруднених потоків порівняно зі зворотними клапанами;
• Забезпечує функціонування трубопроводів великих і навіть дуже великих діаметрів.

Нестача зворотних затворів для води:

• Необхідність наявності демпфера в подібній арматурі великих діаметрів.

3. Міжфланцеві зворотні клапани – це найбільш компактні та доступні за своєю вартістю арматурні вироби серед усіх видів подібних запірних елементів. Від описаних вище затворів вони відрізняються відсутністю фланців, що використовуються для приєднання до трубопроводів. Завдяки цьому, такі вироби не тільки мають менші габарити, але й відносно невелику масу. Вага зворотного міжфланцевого клапана може бути в п'ятеро меншим, а його довжина - в 6-7 разів менше, ніж аналогічні характеристики звичайних клапанів або затворів. Це дозволяє значно зменшити їхню вартість. Міжфланцеві клапани зворотного типу часто мають такі робочі елементи, розмір яких відповідає перерізу трубопроводів, і встановлюються в потрібних місцях на таких комунікаціях із застосуванням необхідних прокладок. Важливою перевагою даних виробів стає можливість їх монтажу як на горизонтальних, так і на вертикальних частинах трубопроводів. При цьому всі вони поділяються на два типи:

• Міжфланцеві пружинні дискові зворотні клапани – принцип функціонування даних пристроїв подібний до принципу роботи їх кульових аналогів. Тільки замість кулі, як затвор у них застосовується дископодібна пластина з притискним елементом - пружиною, що дозволяє зменшити вагу та габарити виробів. У процесі роботи замикаючий диск віджимається під тиском потоку рідини, забезпечуючи її вільний прохід. Коли потік зупиняється, пружина притискає диск до сідла, зупиняючи рух середовища. Завдяки цьому вони мають досить великий діапазон розмірів – від 15 до 200 мм і можуть монтуватися горизонтально та вертикально. Крім того, спеціальні моделі пружинних міжфланцевих дискових зворотних клапанів оснащуються особливими різьбовими отворами для усунення статичного заряду. Дані модифікації використовують на вибухонебезпечних виробництвах;
• Міжфланцеві двостулкові зворотні клапани – у цих арматурних виробах встановлюється запірний диск, що складається із двох частин. Під тиском потоку води він складається навпіл, а зворотний рух рідини повертає диск у положення "закрито", щільно притискаючи його до сідла. Міжфланцеві зворотні клапани з двома стулками мають ще ширший діапазон розмірів, ніж пружинні дискові аналоги. Він знаходиться в межах від 50 до 700 мм. Оскільки у водопровідних системах з комунікаціями великих діаметрів можливе виникнення гідравлічних ударів при зупинці насосів або аварійних ситуаціях, для запобігання пошкодженню всієї мережі застосовуються спеціальні клапани з амортизаторами. Ще однією особливою модифікацією міжфланцевих двостулкових зворотних клапанів є їх виконання зі спеціальною антикорозійною футеровкою, яка може бути:

- пластикової – для питної та морської води;

- гумової – для морської води, каналізації та монтажу у суднобудуванні.

Переваги міжфланцевих зворотних клапанів для трубопроводів:

• Компактні розміри та невелика вага;
• Простота монтажу та експлуатації;
• Можливість встановлення на горизонтальні та вертикальні трубопроводи.

Недоліки міжфланцевих зворотних клапанів для води:

• Необхідність повного демонтажу виробу, у разі потреби в ремонту.

4. Інші види зворотних клапанів

Раніше наголошувалося, що класичною арматурою класу, що розглядається, є та, яка пропускає речовину в одному напрямку і блокує її рух у зворотному, функціонуючи в автоматичному режимі. Однак існують інші модифікації зворотних клапанів, здатні виконувати завдання не тільки зворотних, але і запірних технічних виробів. Їх головною перевагою є розширена функціональність, а діляться ці вони на два типи:

• Неповоротно-запірні зворотні клапани та затвори – допускають примусове закриття за допомогою ручних або механічних пристроїв, якими можуть бути пневмо-, гідро- або електроприводи ;
• Незворотно-керовані зворотні клапани та затвори – допускають не лише примусове закриття, а й відкриття певним ручним чи механічним способом.

Продовжуючи тему класифікації варто також відзначити, що всі зворотні клапани, що перекривають, поділяються на чотири види за способом монтажу, для якого може застосовуватися:

• Міжфланцеве кріплення – у цьому випадку пристрій не має власного вузла кріплення, але затискається між двома трубопровідними фланцями. Даний метод використовується на ділянках, що мають обмеження щодо габаритів;
• Муфтове кріплення – клапан встановлюється на трубопровід із використанням різьбової муфти. Цей метод використовується в комунікаціях з невеликими діаметрами;
• Фланцеве кріплення – арматура, що розглядається, з'єднується з трубопроводом, завдяки фланцям з ущільнювачами. Цей метод використовується в мережах з великими діаметрами комунікацій;
• Зварні кріплення – це означає, що зворотний клапан приварюється до трубопроводу. Цей метод використовують у комунікаціях, якими транспортуються агресивні середовища.

Зворотні клапани виробляються, як окремими арматурними виробами, так і будучи вбудованими в певні агрегати. А на зовнішню частину з корпусів обов'язково наносять стрілку, що показує нормальний напрямок руху рідини трубопроводом.

Критерії вибору зворотних клапанів

Оскільки на ринку є багато різновидів запірних елементів, що виключають зворотний рух рідини, закономірно виникає питання – як правильно вибрати зворотний клапан? Зробити це не складно, головне пам'ятати, що він має повністю відповідати умовам функціонування конкретної інженерної системи , в якій буде встановлено. Для досягнення цієї мети, при виборі зворотного клапана потрібно враховувати рівень номінального тиску в мережі, настановні розміри, ступінь забрудненості потоку рідини, що проходить, і бажаний варіант кріплення. Оптимальний вигляд такого пристрою залежить також від типу трубопроводів.

У випадку систем опалення або водопостачання з неновими металевими комунікаціями фахівці рекомендують монтувати поворотний зворотний клапан, оскільки при постійній циркуляції води вона поступово забруднюється, а такі вироби є найменш чутливими до сторонніх частинок рідини. У свою чергу, на сучасні металопластикові труби, що мають гладкі внутрішні поверхні та мінімум внутрішніх забруднень можна встановлювати пружинні дискові зворотні клапани. А для водопровідних систем з добре очищеною водою та з трубами невеликого діаметру найбільш оптимальним вибором стане кульовий зворотний клапан із муфтовим кріпленням.

Місця монтажу зворотних клапанів

Розібравшись із критеріями вибору даної запірної арматури, також необхідно відповісти на важливе питання – де потрібно встановлювати зворотні клапани? Відповідь проста – їх монтують у різних інженерних мережах, по яких рухається рідина з різною температурою. Так, у квартирах із централізованими системами опалення та водопостачання, клапани зворотного типу ставлять після лічильників води. Запірний елемент виконує функцію захисту приладу обліку від гідроударів, які можуть виникнути через використання несправних сантехнічних приладів. Крім того, при різкому стрибку тиску гарячої води через змішувач вона може потрапити в трубопровід з холодною водою. Для запобігання подібним ситуаціям також монтують побутові зворотні клапани.

У свою чергу, в приватних будинках з автономними системами водопостачання та опалення для подачі найважливішої рідини застосовують насоси. Перед такими агрегатами потрібно обов'язково монтувати клапан зворотного ходу води. Це важливо, оскільки після кожної зупинки насоса арматурний елемент перекриває стік з трубопроводу, завдяки чому відпадає необхідність у попередньому заповненні системи водою при його наступному запуску, а значить, вода надходить у домоволодіння без перебоїв. Оптимальним варіантом для встановлення перед насосами є зворотні клапани з пружними дисками. При цьому для найбільш тривалої та правильної роботи їх варто монтувати на трубопроводі у строгому вертикальному положенні.

Використання зворотних клапанів для води також потрібне у разі застосування свердловинного занурювального насоса для забезпечення роботи системи водопостачання будинку. Арматурний елемент теж запобігатиме зливанню води при зупинці агрегату. Це важливо, в тому числі і тому, що потік рідини, що неправильно рухається, крутить робоче колесо насоса в зворотний бік, чого не бажано допускати. При цьому клапан також встановлюється перед апаратом, що гойдає воду. А оскільки він постійно перебуватиме в зануреному в рідину стані, до нього пред'являються високі вимоги щодо надійності. Такий водяний зворотний клапан має бути виготовлений із антикорозійних матеріалів – нержавіючої сталі, бронзи або латуні.

Продаж зворотних клапанів.

Купити зворотні клапани в Києві можна, попередньо вибравши їх відповідні модифікації з великого каталогу нашого інтернет-магазину . У нашому асортименті є такі елементи запірної арматури різних видів і розмірів, що відрізняються технічними характеристиками та сумісністю з різними трубопроводами та іншим обладнанням. А наші менеджери завжди готові надати всі необхідні шановним клієнтам консультації щодо підбору оптимальних модифікацій цих виробів. Зворотні клапани, ціна яких залежить від їхньої конструкції, габаритів та призначення – це прості, але дуже важливі інженерні твори, що ефективно оберігають водогін та інше обладнання від багатьох небезпечних надзвичайних ситуацій.