для чего нужен, принцип действия, виды
Обязательным элементом оснащения автономных водопроводных систем на дачах и в загородных домах является обратный клапан. Именно такое техническое устройство, которое может иметь различное конструктивное исполнение, обеспечивает движение жидкости по трубопроводу в требуемом направлении. Обратные клапаны, устанавливаемые в системе автономного водоснабжения, надежно защищают ее от последствий нештатных ситуаций. Относящиеся к арматурным устройствам прямого действия, обратные клапаны срабатывают автоматически, для чего используется энергия рабочей среды, транспортируемой по трубопроводной системе.
Обратный клапан нужен для защиты водопроводной системы в случае возникновения внештатных ситуаций
Назначение и принцип действия
Основная функция, которую выполняет обратный клапан для воды, состоит в том, что он защищает систему водоснабжения от критических параметров потока жидкости, транспортируемой по трубопроводу. Наиболее частой причиной критических ситуаций является остановка насосной установки, что может привести к целому ряду негативных явлений – сливу воды из трубопровода обратно в скважину, раскручиванию крыльчатки насоса в обратном направлении и, соответственно, поломке.
Защитить водопроводную систему от перечисленных негативных явлений позволяет установка обратного клапана на воду. Кроме того, обратный клапан для воды предотвращает последствия, которые вызывает гидравлический удар. Использование обратных клапанов в трубопроводных системах позволяет сделать их работу более эффективной, а также обеспечить корректное функционирование насосного оборудования, которым такие системы оснащены.
Принцип работы обратного клапана
Принцип работы обратного клапана достаточно прост и заключается в следующем.
- Поток воды, поступающий в такое устройство под определенным давлением, воздействует на запорный элемент и отжимает пружину, при помощи которой данный элемент удерживается в закрытом состоянии.
- После сжимания пружины и открытия запорного элемента вода начинает свободно перемещаться через обратный клапан в требуемом направлении.
- Если уровень давления рабочего потока жидкости в трубопроводе падает или вода начинает двигаться не в том направлении, пружинный механизм клапана возвращает запорный элемент в закрытое состояние.
Действуя таким образом, клапан обратный предотвращает образование нежелательного обратного потока в трубопроводной системе.
Обратный клапан пружинного типа с золотниковой тарелкой из нейлона
При выборе модели затвора, устанавливаемого на водопровод, важно знать нормативные требования, которые предъявляют к таким устройствам производители насосного оборудования. Техническими параметрами, по которым в соответствии с этими требованиями выбирают обратный клапан для воды, являются:
- рабочее, пробное и номинальное давление закрытия;
- условная пропускная способность;
- класс герметичности.
Информация о том, каким техническим требованиям должен соответствовать обратный клапан для воды, как правило, содержится в документации на насосное оборудование.
Клапан обратный однодисковый муфтовый
Для оснащения систем водоснабжения бытового назначения используют обратные клапаны пружинного типа, диаметр условного прохода входит в интервал 15–50 мм. Несмотря на свои компактные размеры, такие устройства демонстрируют высокую пропускную способность, обеспечивают надежность эксплуатации трубопровода, низкий уровень шума и вибрации в трубопроводной системе, на которой их устанавливают.
Еще одним положительным фактором использования обратных клапанов в системе водоснабжения является то, что они способствуют снижению давления, создаваемого водяным насосом, на величину 0,25–0,5 Атм. В связи с этим обратный клапан для воды позволяет снижать нагрузку как на отдельные элементы оснащения трубопроводов, так и на всю систему водоснабжения в целом.
Конструктивные особенности
Одним из наиболее распространенных материалов, из которого делают корпусную часть клапанов обратного хода воды, является латунь. Выбор данного материала не случаен: этот сплав демонстрирует исключительно высокую устойчивость к воздействию химически агрессивных веществ, которые могут находиться в транспортируемой по трубопроводу воде в растворенном или взвешенном состоянии. К таким веществам, в частности, относятся минеральные соли, сера, кислород, марганец, соединения железа и др. Наружную поверхность затворов, которая в процессе их эксплуатации также подвергается воздействию негативных факторов, часто защищают специальным покрытием, наносимым гальваническим методом.
Устройство обратного клапана предполагает наличие золотника, для изготовления которого также может использоваться латунь или прочный пластик. Уплотнительная прокладка, присутствующая в конструкции обратного клапана, может быть резиновой или силиконовой. Для изготовления важного элемента запорного механизма – пружины – используют, как правило, нержавеющую сталь.
Устройство пружинного обратного клапана
Итак, если говорить о конструктивных элементах пружинного обратного клапана, то данное устройство состоит из:
- корпуса составного типа, элементы которого соединяются между собой посредством резьбы;
- запорного механизма, конструкция которого включает в себя две подвижные золотниковые тарелки, установленные на специальном штоке, и уплотнительную прокладку;
- пружины, установленной между золотниковыми тарелками и посадочным седлом на выходе из пропускного отверстия.
Принцип действия пружинного обратного клапана также достаточно прост.
- Поток воды, поступающий в обратный затвор под требуемым давлением, воздействует на золотник и отжимает пружину.
- При сжатии пружины золотник перемещается по штоку, открывая пропускное отверстие и предоставляя потоку жидкости возможность свободно перемещаться через устройство.
- При падении давления потока воды в трубопроводе, на котором стоит обратный клапан, или в тех случаях, когда такой поток начинает двигаться не в том направлении, пружина возвращает золотник на его посадочное место, закрывая пропускное отверстие устройства.
Устройство поворотного обратного клапана
Таким образом, схема работы обратного клапана достаточно проста, но тем не менее обеспечивает высокую надежность подобных устройств и эффективность их использования в трубопроводных системах.
Основные виды
Разобравшись с тем, как работает обратный клапан, устанавливаемый в водопроводной системе, следует также понять, как правильно его выбирать. На современном рынке предлагаются различные виды обратных клапанных устройств, конструкция, материал изготовления и схема работы которых могут серьезно различаться.
Корпус затворов данного типа состоит из двух цилиндрических элементов, соединяемых между собой при помощи резьбы. В запорный механизм входят пластиковый шток, верхняя и нижняя золотниковые тарелки. Положение элементов запорного механизма в закрытом состоянии, а также их открытие в тот момент, когда давление потока воды достигнет требуемого уровня, обеспечивает пружина. Между собой составные элементы корпуса соединяются с использованием уплотнительной прокладки.
Конструкция муфтового обратного клапана с металлическим седлом
Пружинный обратный клапан с латунным золотником и золотниковой камерой сферической формыОтличительные особенности затворов этого типа легко заметить даже на фото. Латунный корпус такого клапана в его средней части, где располагается золотниковая камера, имеет сферическую форму. Такая конструктивная особенность позволяет увеличить объем золотниковой камеры и, соответственно, пропускную способность обратного клапана. Запорный механизм водяного клапана данного типа, основу которого составляет латунный золотник, работает по такому же принципу, что и в клапанных устройствах любого другого типа.
Устройство латунного обратного клапана со сферической камерой
Комбинированный обратный клапан пружинного типа c дренажом и воздухоотводчикомУ многих из тех, кто решил самостоятельно заняться монтажом трубопроводной системы, нередко возникает вопрос о том, для чего нужен обратный клапан, оснащенный дренажной и воздухоотводной системами. Использование обратных клапанов данного типа (в особенности для оснащения трубопроводов, по которым транспортируются горячие рабочие среды) позволяет упростить процесс монтажа и технического обслуживания таких систем, повысить их надежность, снизить суммарное гидравлическое давление, уменьшить количество монтажных соединений.
На корпусе затворов данного типа, что можно увидеть даже на фото, имеется два патрубка, один из которых используется для монтажа воздухоотводчика, а второй выполняет функцию дренажного элемента. Патрубок для воздухоотводчика, на внутренней поверхности которого нарезана резьба, располагается на корпусе устройства над золотниковой камерой (ее приемной частью). Необходим такой патрубок для стравливания воздуха из трубопроводной системы, для чего дополнительно используется кран Маевского. Назначение патрубка, который располагается на противоположной стороне корпуса – на выходе из клапана, состоит в том, чтобы сливать из системы жидкость, скопившуюся после клапанного устройства.
Комбинированный обратный клапан сокращает количество монтажных соединений
Если установить горизонтальный обратный клапан, то его патрубок для отвода воздуха можно использовать для монтажа манометра. Если поставить комбинированный обратный клапан на трубопроводе вертикально, то его дренажный патрубок можно будет применять для слива воды, скопившейся после такого устройства, а патрубок воздухоотводчика – для удаления из той части трубопровода, которая расположена до обратного клапана, воздушных пробок. Именно поэтому, решая, как установить обратный клапан комбинированного типа, следует четко понимать, какие функции должен выполнять такой затвор.
Пружинные клапаны с полипропиленовым корпусомОбратные клапаны, корпус которых выполнен из полипропилена, даже если взглянуть на фото таких устройств, внешне очень напоминают косые отводы. Такие типы обратных клапанов, для монтажа которых используется метод полифузионной сварки, устанавливают на трубопроводах, также изготовленных из полипропилена. Дополнительный косой отвод в конструкции затворов данного типа необходим для размещения в нем элементов запорного механизма, что облегчает техническое обслуживание такого устройства. Благодаря этому конструктивному решению выполнять техническое обслуживание и ремонт обратного клапана данного типа несложно – достаточно извлечь из его дополнительного отвода элементы запорного механизма, не нарушая целостности корпуса устройства и герметичности его установки в трубопроводной системе.
Доступность камеры полипропиленового обратного клапана позволяет легко контролировать его состояние и осуществлять чистку
Обратные клапаны других типовВ трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки воды, могут устанавливаться и другие виды обратных клапанов.
- Обратный лепестковый клапан оснащен особым запорным элементом – подпружиненным лепестком. Большим недостатком затворов данного типа является то, что при их срабатывании создаются значительные ударные нагрузки. Это негативно отражается на техническом состоянии самого затворного устройства, а также может стать причиной возникновения в трубопроводной системе гидравлического удара.
- Обратные клапанные устройства двухстворчатого типа отличаются компактными размерами и небольшим весом.
- Подъемный муфтовый обратный клапан включает в качестве запорного элемента золотник, свободно перемещающейся по вертикальной оси. В основу работы запорного механизма может быть положен гравитационный принцип, когда золотник возвращается в закрытое состояние под действием собственного веса. Для этой цели может также использоваться пружина. Если вы решили установить на трубопроводе гравитационный обратный клапан, имейте в виду, что выполнять монтаж такого устройства можно только на вертикальных участках системы. Между тем гравитационный клапан отличается простотой конструкции, при этом демонстрирует высокую надежность в процессе эксплуатации.
- Существуют обратные клапаны, запорным элементом которых служит подпружиненный металлический шарик. Поверхность такого шарика может быть дополнительно покрыта слоем резины.
Обратный клапан с сетчатым фильтром для насосных станций
Решая, какой обратный клапан лучше и нужен ли в трубопроводной системе дорогостоящий затвор более сложной конструкции, следует в первую очередь познакомиться с техническими характеристиками такого устройства и сопоставить их с параметрами работы трубопроводной системы. Основное назначение обратного клапана, как уже говорилось выше, состоит в том, чтобы пропускать воду по трубопроводу в нужном направлении и не давать потоку жидкости двигаться в обратную сторону. В связи с этим выбирать обратный клапан на воду следует исходя из того, под каким давлением в трубопроводе двигается поток воды. Естественно, что надо обязательно учитывать и диаметр труб, на которые такой клапан должен быть установлен.
Выполняя монтаж трубопровода, следует также иметь в виду, что ставить обратный клапан можно различными способами. На трубах значительного диаметра устанавливаются обратные клапаны фланцевого и межфланцевого типа, а на трубах небольшого диаметра – муфтовые затворные устройства. Сварной метод установки обратных клапанов используется преимущественно при монтаже на полипропиленовых и металлопластиковых трубах.
Если правильно выбрать обратный клапан и способ его установки, такое устройство не только прослужит длительное время, но и обеспечит корректную работу всей трубопроводной системы.
Как правильно выполнить установку
Разобравшись с вопросом о том, зачем нужен обратный клапан, и с его ролью в трубопроводной системе, следует также изучить правила его установки на уже работающем или только создаваемом трубопроводе. Монтируются такие устройства на различных элементах трубопроводных систем:
- на трубопроводах автономного и централизованного водоснабжения;
- на всасывающих линиях, обслуживаемых глубинными и поверхностными насосами;
- перед бойлерами, емкостными водонагревателями и счетчиками расхода воды.
Схема установки обратных клапанов при подключении счетчиков водоснабжения
Если вас интересуют обратные клапаны, которые могут устанавливаться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, выбирайте не гравитационные, а пружинные модели. Узнать о том, в каком направлении через клапан должен двигаться поток воды, можно по специальной стрелке, нанесенной на корпус устройства. При установке обратных клапанов муфтового типа для хорошей герметизации обязательно используйте ФУМ-ленту. Кроме того, не следует забывать, что обратные затворы нуждаются в регулярном обслуживании, поэтому устанавливать их необходимо в доступных местах трубопровода.
При монтаже обратного клапана на всасывающую магистраль погружного насоса следует позаботиться о том, чтобы перед таким устройством был установлен фильтр грубой очистки, который не даст попасть во внутреннюю часть устройства механическим примесям, содержащимся в подземной воде. В качестве такого фильтра также может быть использована перфорированная или сетчатая обойма, в которую помещают обратный клапан, установленный на входном конце всасывающей магистрали погружного насоса.
При установке обратного клапана на уже работающем трубопроводе следует предварительно отключить систему от подачи воды и только затем заниматься монтажом затворного устройства.
Как самостоятельно изготовить обратный клапан
Несложная конструкция обратного клапана позволяет в случае необходимости изготовить его своими руками.
Схема самодельного обратного клапана
Для решения этой задачи вам потребуются следующие материалы и инструменты:
- тройник с внутренней резьбой, который будет выполнять функцию корпуса;
- муфта с резьбой на наружной поверхности – седло самодельного обратного клапана;
- жесткая пружина, изготовленная из стальной проволоки;
- стальной шарик, диаметр которого должен быть немного меньше, чем диаметр отверстия в тройнике;
- стальная резьбовая заглушка, которая будет выполнять функцию упора для пружины;
- стандартный набор слесарных инструментов и уплотнительная ФУМ-лента.
Оценка статьи:
Загрузка…Поделиться с друзьями:
Невозвратно-запорные клапаны
Невозвратно-запорные клапаны по своей сути – это обычные запорные клапаны, в конструкцию которых внесены изменения. Так, в обычных клапанах золотник крепко соединен со штоком, а в невозвратно-запорных – головка штока не прикреплена к золотнику. Подобная арматура предназначена для исполнения функций двух клапанов (запорных и обратных): регулирование и перекрытие рабочей среды и препятствование образованию обратного потока. Как правило, невозвратно-запорные клапаны применяют в качестве запорной арматуры, но при падении уровня давления они автоматически перекрывают проход, тем самым предотвращая образование обратного потока, приводящего к повреждению оборудования. Таким образом, устанавливая на линию один невозвратно-запорный клапан, заказчик фактически получает два клапана в одном корпусе.
Золотник, не имеющий жесткого крепления к штоку, способен вслед за последним беспрепятственно двигаться в вертикальном положении (вверх/вниз), тем самым регулируя поток среды. При образовании обратного потока золотник оперативно перекрывает его, действуя как поршень обратных затворов, тем самым препятствуя поступлению рабочей среды в оборудование. Клапаном также возможно управлять вручную, регулируя расход или совсем закрывая проход.
Сферы применения невозвратно-запорных клапанов
Невозвратно-запорные клапаны активно используют на электростанциях: в системах образования пара, охлаждения турбин, питательной воды, стартеров, а также в системах безопасности. Кроме того их используют на технологических линиях и узлах, где необходимо совместить функции и достоинства двух клапанов – запорного и обратного. Например, когда условия эксплуатации оборудования предполагают высокие температуры, в системах безопасности высокого давления и регенерации тепла. Невозвратно-запорные клапаны широко используют в системе ЖКХ, геотермальной энергетики, при добыче и переработке углеводородов, в системах расхолаживания и безопасности.
Уже более полторы сотни лет котельное и трубопроводное оборудование неотделимо друг от друга. Как правило, невозвратно-запорный клапан устанавливают первым на выпускном трубопроводе котла. Подобное трубопроводное оборудование обязательно в том случае, если на основном магистральном паропроводе функционируют несколько котлов. Тогда невозвратно-запорные клапаны должны быть установлены между каждым котлом и трубопроводом. Помимо этого данные клапаны применяют в котельных для удаления избыточной воды, т.е. работают как клапаны продувки.
Конструктивное исполнение клапанов
-
Существует два типа исполнения конструкций корпусов невозвратно-запорных клапанов:
-
более современный Y-образный корпус. Здесь шток и золотник расположены под углом 30-45о, благодаря чему не требуется приложения значительных усилий для полного открытия клапана. Однако для организации бесперебойной работы необходимо тщательно следить за направлением движения золотника. Такие клапаны очень часто устанавливают в верхней части котлов. Проходное сечение может быть как прямоточным, так и угловым.
В прямоточных клапанах благодаря прямолинейной проточной части значительно уменьшается трение и турбулентность, тем самым сводя повреждения к минимуму, что положительно сказывается на общих параметрах потока и уменьшаются потери давления. Невозвратно-запорные клапаны такого типа монтируют на горизонтальных или вертикальных частях трубопроводов с подачей рабочей среды под золотник.
Угловой клапан предназначен для смены направления движения рабочей среды с восходящего на горизонтальное или с горизонтального на нисходящее. Данная арматура изменяет ход потока на 90о, таким образом, клапан функционирует как отвод и как устройство регулирования среды. - проходной или Т-образный. Здесь шпиндель расположен перпендикулярно по отношению к трубопроводу, что дает золотнику возможность свободно двигаться вверх и вниз. Вес запирающего элемента затвора обеспечивает быстрое перекрытие прохода с незначительной скоростью движения при обратном ходе. Однако вес золотника, в тоже время, является и недостатком: понадобится значительное усилие потока, чтобы клапан был полностью открыт, что может привести к потере давления.
Конструкции крышек невозвратно-запорных и запорных клапанов, как правило, аналогичны и ничем не отличаются. При этом существует множество видов конструкций, предназначенных под конкретные условия работы арматуры. В основном используют бронзовые клапаны небольшого размера с невыдвижным штоком с внутренней резьбой. Однако в таких клапанах резьба штока испытывает давление во внутренней полости изделия и влияние рабочей среды. В том случае если оборудование работает в коррозионных и агрессивных средах, образование дефектов штока неминуемо. Обычно такие невозвратно-запорные клапаны используют в водяных и парообразных средах низкого давления. Чтобы защитить шток от повреждений подобными рабочими средами, он должен иметь внешнюю резьбу, т.е. быть выдвижным. С выдвижным штоком изготавливают промышленные клапаны большого размера.
Два варианта корпусов клапанов с выдвижным штоком (внешней резьбой)
Особенности и преимущества невозвратно-запорных клапанов
-
Основные функции данных клапанов в котельных системах:
- препятствуют поступлению обратного потока, т.е. действуют как обратные клапаны при поломке котельного оборудования. Однако данную функцию не стоит рассматривать как главный способ отсечения.
- блокируют котел от рабочей среды во время продувки котла и при остановке топки. В таких ситуациях проход клапана закрывается, перекрывая обратный поток.
- после остановки котла способствуют его скорейшему вводу в работу.
Материалы
Конечный заказчик может самостоятельно выбрать материалы деталей узла затвора исходя из будущих условий эксплуатации клапанов. К данным деталям относят: шток, золотник, уплотнительные поверхности и седла.
В ряде случаев в бронзовых невозвратно-запорных клапанах элементы затвора изготавливают из аналогичного материала, что и корпус, или из более прочных бронзовых сплавов. В чугунной арматуре детали узла затвора выполнены из бронзы. В стальных клапанах – при выборе материалов затвора опираются на будущие условия эксплуатации оборудования.
Благодаря преимуществам невозвратно-запорных клапанов потребитель получает недорогой и эффективный способ управления и перекрытия рабочей среды, предотвращения возникновения обратного потока. Звоните +7 (8412) 23-33-23, и наши специалисты помогут подобрать запорную арматуру под ваши технические требования.
Возврат к списку
Обратный клапан топливной системы:функции,виды,устройство и принцип действия
Топливные системы двигателей современных автомобилей представляют собой сложные системы механизмов и агрегатов. Среди них встречаются такие системы, работу с которыми можно доверить только специалисту. Однако и более простые системы, вроде тех, что присутствуют, например, в старых моделях автомобилей ВАЗ, могут быть более сложными в ремонте, чем системы современных автомобилей. Выход из строя даже самых незначительных частей топливной системы может серьезно ухудшить работу транспортного средства. Обратный клапан топливной системы не является исключением. Но, прежде чем приступать к каким-либо ремонтным работам, необходимо разузнать об устройстве и функциях этого агрегата.
Содержание статьи
Функции обратного клапана
Топливные насосы современных автомобилей обладают высокой производительностью и при должном уходе обеспечивают непрерывную подачу топлива, невзирая на производящуюся нагрузку. Функционирование двигателя на холостых оборотах невозможно без наличия обратного клапана топливной системы.
Причем этот агрегат присутствует не только в бензиновых моторах с карбюратором и в инжекторных двигателях. Обратный клапан на топливную систему дизельного двигателя также является незаменимой частью топливной системы таких двигателей.
Основной задачей этого клапана является предотвращение образования слишком высокого давления в топливной системе, в результате которого может произойти обрыв топливных шлангов. В принципе предназначением любого клапана является обеспечение движения разных жидкостей в одном главном направлении. Находясь в топливной системе, этот клапан предотвращает целый ряд проблем, которые могут возникнуть в системе в результате обрыва шлангов.
Например, если вы передвигаетесь на автомобиле с дизельным двигателем, то поломка обратного клапана в пути может привести к тому, что топливная система начнет наполняться воздухом
Если водитель останавливает двигатель, а топливо при этом стекает в бак по рабочей магистрали, то освободившееся пространство быстро занимается воздухом. В таких ситуациях придется крутить мотор стартером не менее пятидесяти секунд.
Разновидности клапанов
- 1 Разновидности клапанов
- 2 Немного о ТНВД
В современных ТНВД используется несколько клапанов. Один из главных – нагнетательный. Рассмотрим его функции и задачи.
- В одну из задач нагнетательного клапана входит препятствование проникновению газов из двигателя внутрь ТНВД.
- Благодаря этому клапану уменьшается подтекание форсунок, остановка впрыска форсунок проводится резко и моментально.
- Он обеспечивает улучшение наполнения насоса топливом.
- Создаёт в системах остаточное давление и позволяет уменьшать его, что даёт возможность чётче выдерживать фазы впрыска, и лучше контролировать процесс.
- Нагнетательный клапан корректирует подачу горючего, приближая характеристику к идеальной.
Принято различать нагнетательные клапаны по типу: цилиндрический вариант, комбинированный, грибовидный и т. д.
| Грибовидный нагнетательный клапан | |
| Наибольшее распространение | Дизельные системы |
| Клапанс отсасывающим пояском | Прижимается к гнезду пружиной а его подъем зависит от ограничителя |
| Принцип действия | В процессе нагнетания топливо давит снизу на грибок клапана, вследствие чего он поднимается и открывает доступ к форсунке. При прекращении подачи пружина опускает клапан вниз, а затем плотно прижимает его к гнезду. При входе отсасывающего пояска в направляющую происходит увеличение объема нагнетательной линии и снижение давления в системе. |
| Цилиндрические клапаны | |
| Форма | Стакан |
| Масса | Масса цилиндрических клапанов по сравнению с грибовидными меньше. Они позволяют обеспечить заметное уменьшение объема штуцера. |
| Пластинчатые клапаны | |
| Устройство | Просты по устройству, обладают малой массой, поэтому малоинерционны. |
| Принцип действия | При повышении давления поднимаются обе пластины. Когда нижняя пластина упирается в выступ гайки, верхняя продолжает передвигаться вверх и открывает доступ топливу к штуцеру. |
| Комбинированные клапаны | |
| Назначение | Комбинированные клапаны применяют для устранения колебаний в нагнетательном топливопроводе. |
| Принцип действия | Клапансостоит из двух пластиодна из которых нагружена пружиной. При ходе нагнетания пластина 1 передвигается вверх и выступами упирается в корпус. Топливо проходит через отверстие в нижней пластине, обтекает верхнюю пластину и поступает в нагнетательный топливопровод. После отсечки давлением топлива верхняя пластина прижимается к нижней, разобщая топливопровод и насос высокого давления. |
| Двойные клапаны | |
| Сфера применения | Двойные клапаны устанавливают в ответственных тяжелых дизелях. |
| Назначение | Наличие двух последовательно расположенных клапанов обеспечивает большую надежность работы топливной системы, так как создается большая герметичность узла. Кроме того, в случае выхода из строя одного из них при заедании или попадании под конус твердых загрязнений другой продолжает самостоятельно выполнять функции разобщения трубопровода и насоса. |
Где находится обратный клапан топливной системы
Расположение регулятора напрямую зависит от конструкции системы. Он может находиться между топливными форсунками и баком, на рампе либо монтироваться в конструкцию бензонасоса. Тип топлива также влияет на то, где будет расположен обратный клапан топливной системы. Дизель имеет отличительную конструкцию, и в нем регулятор помещается рядом с ТНВД и насосом низкого давления для обеспечения стабильного давления на входе в насос. Помимо этого он может устанавливаться перед подогревающей системой, такой вариант распространен в транспорте, имеющем предпусковой нагрев топлива.
Устройство и принцип действия
Устройство обратного клапана несложное. Весь механизм состоит из пружины, мембраны и непосредственно клапана. Клапан шарикового типа оборудован специальным седлом, которое выполняется из мягкого металла и максимально точно калибруется.
Корпус клапана снабжен тремя выходами: первый предназначен для впускного коллектора, а остальные — для выведения топлива. Топливо беспрепятственно передвигается по клапану только в одном из направлений.
Оно не имеет возможности поступать обратно в клапан благодаря создаваемому на него давлению, из-за чего он запирается. Клапан открывается благодаря перемещению пружины, возникающего в результате разряжения при увеличении оборотов двигателя. Лишнее топливо возвращается обратно в топливный бак.
Клапан топливной системы часто путают с редукционным. Чтобы избежать этого, подробно изучите инструкцию по эксплуатации автомобиля. Редукционный клапан используется в инжекторном и дизельном двигателях и осуществляет свою работу параллельно с обратным клапаном топливной системы.
Обратный клапан для дизельного топлива по принципу работы ничем не отличается от своего «собрата», используемого в бензиновых двигателях, различия могут возникнуть лишь в местах расположения этого агрегата.
Чего ждать от нерабочего обратного клапана
Хорошего — ничего. Как минимум это затрудненный пуск. Завоздушивание системы питания дизеля — это довольно проблематичная поломка в дороге. Инжекторные системы питания тоже не любят воздуха в системе. Неприятности начинаются тогда, когда мы глушим мотор, а топливо, которое должно ждать следующего пуска (в системе должно сохраняться рабочее давление), уходит в бак по рабочей магистрали, а его место занимает воздух. Теперь, чтобы запустить двигатель, необходимо привести в норму давление в системе и подать топливо к форсункам. Для этого нужно крутить мотор стартером секунд 40-50, поэтому о пуске с полоборота речи быть не может.
Непонятные ситуации возникают и тогда, когда путают обратный клапан с регулятором давления, который установлен на топливной рампе у большинства инжекторных двигателей — 2110, 2114, Киа Спортэйдж 3.
Завоздушивание системы питания дизеля — крайне сложная поломка в дороге
Его работа заключается в выравнивании давления на участке топливной рампы, иначе форсунка просто не получит топлива под нужным давлением, и не сможет подать его в камеру сгорания. В тот момент, когда мы отключаем зажигание, регулятор прекращает подачу топлива на форсунки, срабатывает запорный механизм, таким образом отсекается часть топливной магистрали от бензонасоса с обратным клапаном до топливной рампы. И вот теперь только обратный клапан отвечает за наличие топлива в системе. А проверить, кто виноват в этой ситуации просто. Если давление в топливной рампе в норме, а в большинстве автомобилей оно должно быть в пределах 2-3 атм, тогда виноват именно обратный клапан.
Как видим, один малюсенький клапан может натворить таких дел. Это лишний раз подтверждает то, что мелочей в устройстве автомобиля нет и быть не может, а каждая поломка устраняется сначала головой, а только потом — руками.
Характерные признаки неисправности обратного клапана
Это может быть: неожиданная смена оборотов силового агрегата при запуске или во время движения; пуск двигателя возможен при нажатии на педаль акселерата. Хотя до этого силовой агрегат приводился в действии с помощью стартера; нестабильная работа мотора на низких или холостых оборотах; потеря топлива, которая уходит через подающие или обратные трубки. При этом герметизация топливных шлангов не нарушена. В нашем случае неразборная механическая конструкция поддаётся лёгкой починке. Это с одной стороны. С другой стороны, проблему невозможно определить с помощью сканирования. Далее рассмотрим варианты проверки устройства.
Каким способом можно проверить обратный клапан
Выяснить в каком состоянии находится топливный клапан, можно следующим образом. Используя манометр, проверить давление. Оно должно быть в пределах 3 кг на см2. Это показатели для легковых автомобилей. Выяснить, как работает устройство, можно пережав «обратные» шланги для топлива. Если неразборная механическая конструкция в порядке давление должно вырасти. К сведению. Этот способ только для автомобилей, в которых установлены резиновые шланги. Самостоятельную диагностику можно провести без использования манометра. Это касается проблемы нестабильной работы ДВС (двигателя внутреннего сгорания) и плохо набирающего обороты. Пережав резиновый шланг перемещающий топливо в обратном направлении необходимо обратить внимание на работу двигателя. Если обороты повышаются, а цилиндры мотора работают в плановом режиме, значит обратный клапан неисправный.
Диагностика и устранение неисправностей в работе обратного клапана
Итак, вы имеете подозрение, что работоспособность автомобиля снизилась вследствие неисправности обратного клапана топливной системы, и присутствуют некоторые признаки его неисправности. Для того чтобы выяснить, так ли это, используется несколько методов.
Чаще всего проверяют уровень давления. Адекватный уровень давления должен составлять около 3 кг/см2 (для легковых автомобилей). Вместе с этим уровень давления не должен резко снижаться при остановке двигателя. В противном случае это тоже будет признаком неисправности обратного клапана.
Как упоминалось выше, иногда используют сжатие шлангов. Но этот метод не всегда подходит, поскольку сжать можно только резиновый эластичный шланг.
Обязательно устанавливайте причину, по которой топливная система наполняется воздухом. При правильном ее функционировании жидкость в небольшом количестве должна оставаться в камере в ожидании следующего запуска двигателя. Если клапан отсутствует или изношен, то вместо этой жидкости появляется воздух. Запустить двигатель в таких условиях будет несоизмеримо трудно.
Итак, в результате измерений давления вставленным в рампу манометром, вы сделали вывод, что после остановки двигателя оно начинало сильно падать. В этом случае либо присутствует дефект топливной магистрали, либо неисправен сам клапан. Если на выходе из топливного насоса результат отличается, значит, неисправен клапан.
Чтобы устранить неисправность, выберите в магазине запчастей качественный обратный клапан, который подходит по размерам сечения. Если подобрать клапан с неправильными размерами сечения, то он может начать «проскакивать». Перед покупкой проверьте работоспособность клапана на месте, если есть возможность. Обратный клапан необходимо врезать в линию в любом подходящем месте.
Например, это можно сделать между топливным насосом и фильтром. После этого проверьте работоспособность на своем автомобиле, заехав под углом в горку. Если автомобиль не подает признаки снижения мощности, то клапан подошел.
Иногда в замене клапана нет нужды, а нужно менять сам топливный насос. Однако эта процедура стоит гораздо дороже. Альтернативным вариантом является установка дополнительного клапана. При выборе клапана учитывайте, что модели для российских автомобилей часто отличаются по сечению от иномарок.
Есть также народный способ устранения неисправности, но он подходит только, если клапан был засорен. Необходимо пару раз ударить по клапану молотком. Силу удара нужно рассчитать так, чтобы избежать механических повреждений. При таком воздействии инородные тела, попавшие в клапан, могут быть измельчены или вообще вылететь из клапана. Но чаще всего гораздо проще заменить клапан на новый.
Выводы
Обратный клапан топливной системы является важным агрегатом этой системы, поломка которого может доставить водителю массу проблем. Особенно болезненным это будет во время движения. Поэтому стоит использовать только качественное топливо, а также при малейших признаках неисправности, которые были перечислены выше, проводить диагностику топливной системы.
Ведь проблема может крыться не только в клапане, но и в других мелких деталях. Диагностика на СТО практически всегда выявляет такие неисправности, поэтому не стоит забывать о своевременном техническом обслуживании автомобиля, даже если все кажется исправным.
АКПП Tiptronic — что это такое и зачем он нужен?
Аккумулятор с технологией AGM — что это такое и как работает?
Как работает система EBD в автомобиле?
Адсорбер паров бензина — как работает и что это такое,на что влияет
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
- БМВ z4 — технические характеристики.
- Опель Зафира: обзор,описание,фото,видео,комплектация.
- Какую сигнализацию лучше поставить на автомобиль с автозапуском.
- Как проходят краш-тесты автомобилей в Германии
- Абсолютно новый Mercedes-Benz GLA: все, что нужно знать
- Как китайцы копируют автомобили
- Королевский автопарк в Иордании
- 7 Самых популярных кроссоверов в сегменте продаж (скидки)
- Кладбище автомобилей на Гавайях
- 25 шокирующих улучшений автомобиля
- Какими были улицы мира четверть века назад и насколько сильно они отличаются от современных?
- Почему некоторые американцы, европейцы и австралийцы любят винтажные советские автомобили?
- 12 грузовиков, которые являются гордостью российского автопрома
- Мерседес 126: технические характеристики,описание,фото,стоимость
- BMW: Топ-7 самых дорогих марок и моделей
- Топ 8 самых маленьких автомобилей всех времен
- Большой репортаж о том, как делают машины на АвтоВАЗе сегодня — 41 фото
- Фольксваген T-Cross 2019: двигатели,опции,оборудовании,технологии,фото,обзор
- Знаменитый итальянский музей Ferrari — Galleria Ferrari
- Путеводитель: Как арендовать недорогой автомобиль?
- 6 Советских автомобилей для водителей-инвалидов
Обратные затворы (клапаны) – типы, устройство и применение
Затворы обратные (или клапаны) представляют собой защитную арматуру для трубопроводов. Они пропускают промышленный поток в одну сторону и не допускают его движения назад. Арматура приводится в действие автоматически.
Содержание:
Разница между клапаном и затвором
Обратные клапаны используются для предотвращения обратного потока среды в трубопроводе, который может стать причиной аварии, например, в случаи внезапной остановки насоса и др.
Затвор – это основной узел обратного клапана. Он пропускает среду в одном направлении и перекрывает ее поток в обратном.
По принципу действия и по конструкции обратные клапаны подразделяют на:
- подъемные (Изображение № 1)
- поворотный обратный затвор (Изображение № 2)
Затворы применяют:
- в качестве подпиточных клапанов гидроприводов, работающих с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости;
- в гидроприводах, представляющих собой несколько насосов, с целью исключения взаимовлияния при одномоментной работе;
- в системах фильтрации — гарантируют движение потока только в одном заданном направлении;
- в гидролиниях, требующих строго направления движения.
Как правило, затворы данного типа устанавливаются на горизонтальных и вертикальных участках. Их установка позволяет предотвратить аварийные ситуации, когда в результате падения давления на определенном участке трубопровода возникает обратный ток среды в смежных участках. Такие ситуации не только нарушают нормальную работу оборудования, но и могут вывести его из строя.
Классификация
По типу запорного элемента различают:
- поворотные, когда под действием потока заслон поворачивается на оси, установленной перпендикулярно ему. При возникновении обратного направления движения происходит автоматическое перекрытие заслонки. Подходит для газообразной и жидкой среды различной степени агрессивности.
- дисковые (межфланцевые) представляют собой конструкцию небольших размеров. При монтаже происходит фиксация между фланцами путем стяжки крепежным элементами. Запорный элемент в виде диска поворачивается на оси, опускается на седло корпуса, перекрывая сечение затвора. Подходит для рабочей среды типа: вода, пар, нефть и нефтепродукты, токсичные жидкости.
Поворотные затворы в зависимости от диаметра трубопровода подразделяются на:
- простые с диаметром до 40 см, удар при захлопывании не влияет на работу арматуры и системы в целом;
- безударные рекомендуются для диаметров от 400 мм. Благодаря гидравлическим демпферам и грузам происходит снижение скорости захлопывания. Это предотвращает конструкцию от повреждения. Однако такой тип устанавливается только на горизонтальном трубопроводе.
По принципу работы делятся на:
- прямого действия, когда предотвращение обратного потока происходит автоматически;
- невозвратно-запорного действия, когда допустимо ручное или механическое закрытие устройства;
- невозвратно-управляемого действия, когда возможно принудительное закрытие заслонки.
Разновидности затворов
- однодисковый поворотный — монтируется на трубы любого направления. Изготовлен из чугуна. Соединение безфланцевое – происходит затягивание местными фланцами трубы. Среда потока: парообразная, жидкость.
- обратный поворотный — монтируется на вертикальные или горизонтальные трубы. Особенность конструкции не позволяет применять его в пульсирующем потоке. Изготовлен из стали. Тип соединения – межфланцевое. Рабочая среда: агрессивная жидкая, масла, сильно загрязненные.
- обратный поворотный с захлопкой устанавливается в рабочих средах: канализационные воды или вода с твердыми частицами мусора. Изготовлен из стали. Тип присоединения – фланцевый.
- обратный поворотный с концами под приварку изготавливается из углеродистой стали. Работает в: парообразном, жидком, и химически нейтральном к деталям веществе.
- обратный поворотный фланцевый монтируется на трубах любого направления. Изготовлен из серого чугуна. Тип соединения — фланцевый. Рабочая среда: вода, пар, нефть и нефтепродукты, масло.
Рабочие среды
Затворы обратные хорошо чувствуют себя в агрессивных и неагрессивных средах газо- и жидкообразного состояния. Напомним, что агрессивные – это нефть, химсоставы, газы, в т. ч. радиоактивные. Неагрессивные среды – жидкости с биологическими элементами, пар, вода любой температуры, сточные воды, жиры.
Герметизация обеспечивается металлическими и резиновыми уплотнителями.
Сроки эксплуатации
Благодаря простой и эффективной конструкции затворы обратные дисковые отличаются высокими показателями ремонтопригодности. При замене неметаллических элементов срок службы может составить от 30 лет.
Выводы
Затворы обратные применимы в трубопроводах любых отраслей промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.
- Устанавливаются на горизонтальные и вертикальные трубопроводы.
- Соединяются способами: сварка, фланцевый и межфланцевый.
- Управляется автоматически или вручную.
- Конструкция проста и эффективна, имеет небольшое количество деталей.
- Обладают малым весом и габаритами
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 краснымПри 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 2 3 4 5 6 Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
- ↑ 1 2 3 4 Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
- ↑ 1 2 В 1982 году вступил силу ГОСТ 24856-81, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.
- ↑ Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С. И. Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.
См. также
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 краснымПри 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 2 3 4 5 6 Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
- ↑ 1 2 3 4 Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
- ↑ 1 2 В 1982 году вступил силу ГОСТ 24856-81, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.
- ↑ Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С. И. Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.
См. также
Обратный клапан из двух шприцов
Опытные аквариумисты хорошо знают, что если воздушный компрессор разместить ниже уровня воды его рано или поздно зальет. Избежать такого крайне негативного развития событий позволяет несложное устройство, называемое обратным клапаном. Изготовить его можно и своими руками из доступных материалов, и этот процесс подробно описан в статье, предлагаемой вашему вниманию.
Материалы и инструменты
- шприцы одноразовые объем 5 мл и 2 мл;
- пружинка от авторучки;
- нож канцелярский или перочинный;
- термопистолет клеевой.
Процесс изготовления обратного клапана
Разбираем шприцы, шток поршня меньшего из них обрезаем по месту первого сужения.
Надрезаем ребра жесткости штока таким образом, чтобы на него можно было надеть пружинку.
Наносим на шток клей и надеваем на него пружинку, даем составу высохнуть.
От пятимиллиметрового шприца отрезаем примерно половину и используем переднюю его часть.
Пассатижами аккуратно укорачиваем пружинку, таким образом, чтобы она слегка выглядывала из обрезка шприца объемом 5 мл.
От шприца объемом 2 мл отрезаем небольшой кусочек у самого носика и обильно наносим на него клей.
Вставляем деталь в отрезок шприца с клапаном и выдерживаем клей для полимеризации.
Дополнительно заливаем его сверху клеевым составом, позволяем полностью высохнуть и проводим проверку шприцем. Соединяем последний с клапаном как показано на рисунке и вытягиваем поршень. При правильно работающем обратном клапане внешнее давление должно вернуть поршень в исходное положение.
Устанавливаем клапан на выходе из воздушного компрессора, а трубку забрасываем в аквариум, воздух исправно подается и насыщает воду кислородом.
Вместе с тем в случае отключения электроэнергии обратного тока воды не будет, прижатый пружиной поршень клапана препятствует этому.
