Клапан обратный, типы и особенности устройства. Клапан запорный клапан обратный

Обратная арматура

Обратная арматура АРМАТЭК

Такое название носит один из видов трубопроводной арматуры, чье назначение — автоматическое предотвращение обратного потока рабочей среды.

Есть все основания предполагать — и доказательством тому многочисленные находки археологов, — что формирование обратной арматуры как технического направления в арматуростроении началось почти параллельно с появлением самой первой запорной арматуры.

Обратная арматура используется там, где необходимо обеспечить движение потока рабочей среды в одном направлении.

Одно из назначений обратной арматуры — ограничить эмиссию рабочей среды во внешнюю среду в случае аварийного разрушения участка трубопровода.

Обратная арматура востребована не только в аварийных ситуациях, но и в «штатном» режиме эксплуатации трубопроводных систем — везде, где необходимо однонаправленное движение жидкости или газа. Например, при одновременной работе нескольких насосов для исключения их взаимного влияния друг на друга. Или в фильтрационных установках, чтобы избежать смешивания загрязненной и очищенной жидкости. «Классический» пример задачи, решаемой с помощью обратной арматуры, — не допустить попадания жидкости из трубопровода обратно в насос в случае отключения электродвигателей при открытых задвижках. Следствием отсутствия обратной арматуры или неполадок в ее работе могут стать серьезные поломки и даже аварии насосной установки.

Обратную арматуру желательно устанавливать на нагнетательных линиях компрессоров и центробежных насосов между нагнетателем и запорной арматурой с целью формирования «цепочки» — «запорная арматура — обратный клапан-насос».

Обратная арматура: по названию и по существу

Слово «обратная» входит в состав названия одного из комбинированных видов трубопроводной арматуры — запорно-обратной, сочетающей, как и следует из него, функции запорной и обратной арматуры. Но для некоторых видов комбинированной трубопроводной арматуры, также выполняющих функции запорной и обратной арматуры, прилагательное «обратная» в названиях не используют. Это — невозвратно-запорная и невозвратно-управляемая арматура. Они обе обеспечивают закрытие и ограничение хода запирающего элемента, а невозвратно-управляемая — еще и его открытие.

Специальное наименование может присваиваться обратной арматуре в зависимости от ее назначения и области применения. Например, обратная арматура, установленная перед насосом на конце трубопровода, называется «приемная арматура».

Об обратной арматуре как термине и определении

В целом ряде учебных пособий, справочников, руководств и стандартов (например, «Стандарт ЦКБА 011-2004. Арматура трубопроводная. Термины и определения») используется термин «защитная арматура». (АО «НПФ «ЦКБА» — это сокращенное название компании «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения»). Стандарт ЦКБА 011-2004 определяет защитную арматуру как предназначенную «для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока».

Очевидно, что обратная арматура попадает под это определение, но полностью его не исчерпывает, поскольку оно описывает более широкий спектр функциональных возможностей трубопроводной арматуры, чем те, которыми обладает обратная. В этом определении говорится об арматуре, реагирующей на изменение таких параметров рабочей среды, как давление, температура, скорость потока. Исходя из этого, есть все основания считать защитной отсечную арматуру, т. е. запорную арматуру с минимальным временем срабатывания. Впору здесь вспомнить и о предохранительной арматуре. Найти смысловые различия между прилагательными «предохранительная» и «защитная» очень трудно, поскольку они являются синонимами. И действительно, если иметь в виду такой параметр рабочей среды как давление, задачи предохранительной и защитной арматуры во многом совпадают. Различаются методы их решения. Предохранительная арматура справляется с ними радикально — сбросом избытка рабочей среды. Защитная арматура всего лишь отключает один из элементов трубопроводной системы.

В ныне действующем межгосударственном стандарте «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения», введенном в действие Приказом Росстандарта от 26.11.2014 № 1902-ст, термин «защитная арматура» отсутствует вовсе. Кстати, и в утвержденном еще в июне 1981 г. «ГОСТ 24856-81. Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения» о защитной арматуре не сказано ни слова, а обратной арматуре определение дано. Причем в самом что ни на есть современном звучании. Но в расположившемся между ними в хронологическом списке нормативных документов, регулирующих термины и определения трубопроводной арматуры, «ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения», защитная арматура среди видов арматуры представлена и определяется «один в один» как в уже упомянутом выше стандарте ЦКБА. Причем называть защитную арматуру отключающей в нем не рекомендуется. В пришедшем ему на смену ГОСТ 24856-2014 отключающая арматура «легализована» в качестве арматуры, предназначенной «для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной величины скорости ее течения за счет изменения перепада давления на чувствительном элементе, либо в случае изменения заданной величины давления».

(Для справки: ГОСТ 24856-81 действовал с 1981 года. С первого января 2008 года на территории РФ он утратил силу и на смену ему пришел ГОСТ Р 52720-2007. Но с 01.04.2015 ГОСТ Р 52720-2007 отменен, и действует ГОСТ 24856-2014).

Обратная трубопроводная арматура: обратный клапан и обратный затвор

Существует несколько разновидностей обратной арматуры. Обратная арматура, конструктивно выполненная в виде клапана, носит название «обратный клапан», а в виде затвора дискового — «обратный затвор». Соответственно, обратный клапан, размещенный на конце трубопровода перед насосом, называется «приемный клапан».

В зависимости от направления возвратно-поступательного движения, совершаемого запирающим элементом, различают подъемный обратный клапан — в нем оно происходит перпендикулярно направлению движения рабочей среды, и осесимметричный обратный клапан — здесь запирающий элемент движется соосно с патрубками корпуса.

В виде клапанов или затворов могут быть конструктивно выполнены упомянутые выше невозвратно-запорная и невозвратно-управляемая арматура. Обратный клапан относится к арматуре этих видов, если укомплектован ручным или пневмо-, гидро-, электроприводом для фиксации запирающего элемента в положениях «закрыто» и «открыто». В конструкциях невозвратно-запорных клапанов и их приводов должна быть предусмотрена блокировка одновременной работы привода и его ручного дублера. Обратный затвор, диск которого состоит из двух половинок, прижимаемых к седлу пружинами, носит название «обратный двустворчатый затвор».

Обратные затворы и обратные клапаны должны быть одинаково чувствительны — минимальное значение перепада давления начала их открытия должно составлять не более 0,03 Мпа.

Обратный клапан

Обратный клапан, срабатывание которого происходит только от воздействия рабочей среды, представляет собой арматуру прямого действия. Обратные клапаны могут изготавливаться с различными типами присоединения к трубопроводу: фланцевым, муфтовым, под приварку, штуцерным.

Наиболее распространенным вариантом затвора обратных клапанов является конструкция, в которой подвижным элементом является золотник, а неподвижным — седло. В положении «закрыто» золотник под действием собственного веса прижимается к седлу. Давление потока в «правильном» направлении заставляет его подняться над седлом, освободив проход для рабочей среды, а при снижении давления опять-таки под действием собственного веса «упасть» на прежнее место, в положение «закрыто». Обратный, т. е. «неправильный» для клапана поток лишь сильнее прижмет золотник к седлу и будет вынужден остановить свое движение перед этим непроходимым препятствием. Иногда силу тяжести дополняют силой упругости пружины, прижимающей золотник к седлу.

Применяются (как правило, на трубопроводах малого диаметра) обратные шаровые клапаны, в которых подвижным элементом затвора является шар и поршневые обратные клапаны.

Есть все основания говорить о достаточно близком конструктивно-технологическом родстве обратных и запорных клапанов.

Обратный затвор

До вступления в действие ГОСТ 24856-81 обратные затворы носили название «клапаны обратные поворотные». Как и обратные клапаны, обратные затворы — арматура прямого действия. Их эксплуатируют в широком диапазоне значений величин условного прохода, условного давления и температуры рабочей среды (по меньшей мере от 15 до 2000 и более миллиметров, до 25 МПа и до 600 OC, соответственно). Условный проход диаметром 2 м вовсе не предел — в аэродинамических трубах исследовательских центров он может достигать шести и более метров.

Благодаря особенностям конструкции обратные затворы лучше, чем обратные клапаны, приспособлены для систем, в которых циркулирует загрязненная рабочая среда. (Клапан обратный — это арматура, обладающая чрезвычайно высокой герметичностью, но которую при наличии в рабочей среде твердых включений может заклинить). Обратные затворы обладают целым рядом других преимуществ, среди которых можно выделить компактные размеры, малую строительную длину, небольшой вес, простоту и вместе с тем эффективность конструкции, герметичность, длительный срок эксплуатации.

«Длительный срок» в данном случае — не просто дежурные слова. При соответствующей регламенту периодичности замены элементов уплотнения дисковые затворы от ведущих производителей способны служить по несколько десятилетий. Для увеличения коррозионной устойчивости используют пластиковую и резиновую футеровку диска.

Производители предлагают заказчикам обратные затворы с уплотнением, выполненным из различных марок резины и полимерных материалов, что позволяет подобрать оптимальный вариант для конкретного технологического процесса.

Обратные затворы с корпусом, изготовленным из легированной стали, можно применять для работы с химически активными средами, включая сточные воды, нефть, составы, используемые в химической промышленности. Помимо стали для изготовления обратных затворов используют чугун, титан, сплавы цветных металлов — латунь, бронзу.

При величине диаметра запирающего элемента (диска) более 400-500 мм в обратном затворе возможны негативные последствия от его удара о неподвижную часть затвора. Их сводят на нет, используя специальные демпфирующие устройства.

Применение обратной арматуры

Обратную арматуру широко применяют в сетях и системах тепло- и водоснабжения. Ее обязательно устанавливают в котельных и тепловых пунктах.

Обязательно включение обратной арматуры в состав гидравлических и пневматических систем — неотъемлемой части почти любого промышленного оборудования. Например, обратным клапаном должны быть оборудованы гидродомкраты, чтобы гарантировать остановку или хотя бы гладкое опускание штока в случае повреждения подводящих или отводящих рабочую жидкость трубопроводов. Очевидно, какое значение имеет обратный клапан, установленный в механизированной горной крепи, от надежной работы которой зависят жизни работающих под ее укрытием шахтеров.

В огромных количествах используется обратная арматура в нефтегазодобывающей промышленности. В т. ч. и в фонтанной арматуре, которой оборудуют устья нефтяных и газовых фонтанных скважин. Обратный клапан устанавливают на нагнетательной линии у устья скважины в случае закачки туда газа, пара, химических агентов с целью увеличения отдачи нефтяных и газовых пластов и производительности скважин. Обратный клапан фонтанной арматуры помогает поддерживать требуемый перепад давления между линиями трубопроводов и предотвращать переток извлекаемых из земных недр нефти и газа в обратном направлении. Основные запорные элементы таких клапанов изготавливают из коррозионностойкой стали. Как опрессовать обратный клапан на фонтанной арматуре (другими словами — проверить его избыточным давлением), установлено в «ГОСТ Р 51365-2009 Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для бурения и добычи. Оборудование устья скважины и фонтанное устьевое оборудование. Общие технические требования». В этом нормативном документе указаны периодичность (один раз в шесть месяцев) и методика проведения испытаний. Обратными клапанами должны быть укомплектованы линии глушения, подсоединяемые к фонтанной арматуре для глушения скважин.

В том, сколь важное место в современных технологиях принадлежит обратной арматуре, легко убедиться, буквально едва прикоснувшись к одному из многочисленных сегментов нормативно-технической документации. Например, Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности. Только внутри этой категории об обратной арматуре говорится во множестве документов: «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», «Правила безопасности при получении, транспортировании, использовании расплавов черных и цветных металлов и сплавов на основе этих расплавов», «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», «Правила безопасности химически опасных производственных объектов»... Список этот можно продолжать и продолжать. Но даже приведенного перечня достаточно, чтобы понять, какое по настоящему универсальное, касающееся огромного числа областей деятельности значение имеет вид трубопроводной арматуры под названием «обратная арматура».

armatek.ru

Клапаны

Каталог трубопроводной арматуры АРМАТЭК

Слово «клапан» пришло в русский язык из немецкого языка не так давно ─ в XVIII веке. В нем Klappe означает крышка. И действительно, словно крышка клапан способен открывать и закрывать проход для чего-либо.

Клапаны окружают человека повсюду. Они ─ часть его самого. Регулирующие движение крови сердечные клапаны есть у всех живых существ, в груди которых бьется сердце.

Клапаны закрывают карманы пиджаков, пальто, сумок. Клапаны используются в типографии (клапан обложки книги). Они не чужды искусству ─ с помощью клапанов духовых инструментов выдыхаемый из легких воздух превращается в звуки музыки.

Клапаны широко применяются в технике: клапан двигателя, клапан насоса, клапан компрессора. Каждому автолюбителю известно, что такое регулировка клапанов или замена клапанов. И, наконец,

Клапан ─ один из типов трубопроводной арматуры

Кто первым применил клапан в этом качестве, установить доподлинно уже никогда не удастся, но прообразы современных клапанов использовались много веков назад в акведуках Древнего Рима.

В трубопроводной арматуре клапаном называют один из ее типов наряду с задвижкой, краном и дисковым затвором. Отличительный признак клапана ─ запирающий или регулирующий элемент, перемещающийся параллельно оси потока рабочей среды.

Существует большое число разновидностей клапанов. В качестве основного узла они входят в конструкцию большинства регуляторов, воздухоотводчиков и немалой части конденсатоотводчиков.

Главные свойства клапанов:

малая строительная высота;
быстрое срабатывание;
высокая герметичность;
наличие противодавления рабочей среды;
большое гидравлическое сопротивление;
значительное усилие на привод затвора;
большая строительная длина.

Первые три позиции в этом списке относятся к безусловным достоинствам клапанов. Три последних ─ к его не самым сильным сторонам.

Клапаны одновременно «родственники» и в чем-то антиподы другого типа арматуры ─ задвижек. У тех, и других перемещение запорного или регулирующего элемента ─ линейное, в отличие от кранов и дисковых затворов, у которых оно вращательное. И в то же время многие из перечисленных в предыдущем абзаце свойств у клапанов и задвижек разнонаправлены. У последних большая строительная высота, малая строительная длина, незначительное гидравлическое сопротивление, медленное срабатывание. Запорные клапаны открывают и закрывают проход быстрее, чем задвижки, что востребовано при частых переключениях. Но, в отличие от задвижек, при проходе запорного клапана потоку приходится изменять направление движения.

Клапан и виды трубопроводной арматуры

Фактически любой вид арматуры нашел свое конструктивное воплощение в клапанах. Клапаны присутствуют во всех разновидностях арматуры по назначению и области применения: общепромышленной, санитарно-технической, редукционной, контрольной, энергетической и других. Выполненная в виде клапана предохранительная арматура носит название предохранительный клапан, обратная ─ обратный клапан, регулирующая ─ клапан регулирующий и т. д.

Есть клапаны запорные, смесительные, распределительные, разделительные, отсечные, отключающие. Клапаны ─ составная часть конструкции значительной части технических устройств ─ представителей фазоразделительной арматуры.

Предохранительный клапан служит для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды. Обратный клапан ─ для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды. Регулирующий клапан ─ для регулирования ее параметров путем изменения расхода или проходного сечения.

Пример обратного клапана─ приемный клапан, устанавливаемый на конце трубопровода перед насосом.

Разновидность регулирующей арматуры ─ дыхательный клапан (другие названия ─ впускной или выпускной клапан), предназначенный для герметизации емкостей, в которых содержатся газ, воздух или пар. Также составной частью регулирующей арматуры является перепускной клапан, служащий для периодического снижения давления в трубопроводе и оборудовании «до себя» в случае превышения им установленного значения.

Корпус клапана

В зависимости от способа формообразования корпуса клапаны бывают кованые, литые, сварные, штампованные или комбинированные: литосварные (в них изготовленные методом литья корпусные детали соединены сваркой), штампосварные (сваркой соединены корпусные детали, полученные методами штамповки, ковки или вальцовки), литоштампосварные.

По типу конфигурации присоединительных патрубков различаются клапаны угловые и проходные. У угловых клапанов оси входного и выходного патрубков расположены перпендикулярно или хотя бы непараллельны друг другу. У проходных они взаимно параллельны. Проходя угловой клапан, поток делает один поворот, поэтому падение давления в нем меньше, чем в прямоточном (проходном) клапане.

Клапаны могут иметь не только два патрубка ─ входной и выходной, но и быть многоходовыми. «Много-» ─ это, как правило, три (трехходовой клапан) или четыре (четырехходовой клапан) патрубка.

Как и другие типы трубопроводной арматуры, клапаны бывают полнопроходными и неполнопроходными. В первом случае диаметр седла составляет не менее 9/10 диаметра отверстия входного патрубка, во втором ─ площадь сечения проточной части меньше этой величины.

Конструкции клапанов

Общий принцип устройства клапанов одинаков ─ перемещение подвижных частей затвора относительно неподвижных приводит к изменению проходного сечения, а, значит, изменению пропускной способности. Но устройство затвора клапана бывает различным.

Например, подвижный элемент затвора ─ золотник ─может быть игольчатым (в виде узкого конуса), поршневым (цилиндрическим), сферическим, тарельчатым.

Иногда ссылка на тип подвижного элемента затвора оказывается в названии клапана. Например, игольчатый клапан или поршневой клапан.

Игольчатый клапан отличается высокими эксплуатационными характеристиками и обеспечивает эффективное регулирование потока.

В предохранительном поршневом клапане поршень является чувствительным элементом, воспринимающим воздействие давления рабочей среды.

В регулирующем клеточном клапане затвор представляет собой неподвижную деталь, называемую клеткой из-за большого количества профилированных отверстий, служащих для пропуска рабочей среды. Перемещающийся внутри клетки плунжер, изменяя площадь их открытых сечений, регулирует пропускную способность клапана.

По количеству седел различают клапаны односедельные и двухседельные, когда два седла находятся на одной оси.

Если проходное сечение клапана образовано двумя или более затворами, расположенными последовательно, он носит название многоступенчатого клапана.

По типу уплотнения, обеспечивающего требуемую герметичность соединений арматуры относительно внешней среды, можно отметить сальниковые и сильфонные клапаны. В предохранительном сильфонном клапане сильфон служит не только для герметизации штока, но и является чувствительным или силовым элементом. Сильфонные уплотнения используются во многих клапанах: запорных, регулирующих, предохранительных.

По способу действия клапаны могут быть нормально-закрытыми (клапан НЗ) и нормально-открытыми (клапан НО). Клапаны НЗ при отсутствии или прекращении подачи энергии, создающей усилие для перемещения запирающего (регулирующего) элемента, автоматически обеспечивают положение «закрыто», а клапаны НО при тех же условиях ─ положение «открыто».

Присоединение клапана к трубопроводу

От качества монтажа клапанов во многом зависит эффективность и продолжительность их работы в составе трубопроводной системы. При присоединении клапанов к трубопроводу используются все известные технологии.

Муфтовые соединения, когда присоединительные патрубки имеют внутреннюю резьбу, особенно широко применяются для клапанов, корпус которых изготовлен из сплавов цветных металлов.

Для присоединения клапанов небольших размеров используются штуцерное и цапковое соединения ─ присоединительные патрубки с наружной резьбой, а в цапковом ─ с наружной резьбой и буртиком.

Фланцевые соединения обеспечивают удобный монтаж-демонтаж, но требуют более тщательного контроля затяжки скрепляющих болтов, ослабление которой грозит потерей герметичности. Для усиления герметичности служат уплотнительные прокладки, устанавливаемые между поверхностями фланцев. Слабая сторона фланцевых соединений ─ возможность деформации фланцев. Лучше других материалов ей противостоят фланцы из чугуна.

Сварные соединения являются неразъемными, поэтому их демонтаж сопряжен с трудностями. Зато они широко применяются для стальных клапанов в трубопроводных системах, транспортирующих взрывоопасные, радиоактивные, токсичные жидкости и газы. Сварные соединения, сделанные «раз и навсегда», не требуют ухода и подтяжки в отличие, например, от фланцевых. Это актуально для тянущихся на сотни и тысячи километров магистральных трубопроводов, выполнять техническое обслуживание которых не так просто. Сварные соединения не приводят к увеличению массы трубопроводной арматуры, а, значит, и трубопроводов в целом. Главное, чтобы место сварки не стало слабым местом трубопроводной системы в части механических свойств.

Приводы для управления клапанами

Для управления клапанами ─ перемещения запирающего или регулирующего элемента ─ применяют разнообразные приводы: ручной, электрический, электромагнитный, гидравлический, пневматический или их комбинации.

Примеры комбинированного привода ─ пневмогидропривод, использующий энергию сжатого газа и гидравлическую энергию, и электрогидравлический привод.

Передача поступательного усилия от привода к запирающему или регулирующему элементу осуществляется посредством штока (шпинделя).

Электрические приводы широко используются для управления регулирующими клапанами в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Современный электропривод представляет собой сложное техническое устройство, включающее систему управления, электродвигатель и редуктор.

Если в электрическом приводе электрическая энергия используется «напрямую», то в электромагнитном ее преобразование в механическую происходит в результате взаимодействия электромагнитного поля и сердечника, выполненного из ферромагнитного материала.

Электромагнитный клапан, оснащенный встроенным или выносным электромагнитным приводом, ─ распространенная конструкция.

Электромагнитные клапаны могут работать от переменного тока централизованных электрических сетей или от постоянного тока автономных источников ─ батарей или генераторов постоянного тока.

Электромагнитные клапаны широко используются в контрольно-измерительной арматуре; для управления процессами дозирования, отключения, смешивания, сброса, распределения потоков рабочих сред.

Уже много лет для управления арматурой служат пневматические приводы, применимые почти ко всем размерам клапанов, кроме самых больших, где на помощь им приходит способный обеспечить высокий крутящий момент гидропривод.

Использование приводов позволяет автоматизировать работу клапанов. Требования, предъявляемые к приводам клапанов: гарантия требуемых значений рабочего диапазона (выходной крутящий момент), износостойкость, герметичность, соответствие требованиям безопасности, коррозионная устойчивость.

Материалы для изготовления клапанов

При изготовлении клапанов задействован весь арсенал современных технологий. Корпуса клапанов могут быть сделаны из черных и цветных металлов и их сплавов, а также из неметаллических материалов. Черные металлы ─ это чугун (серый, ковкий) и сталь ─ углеродистая, низколегированная, высоколегированная, включая жаропрочную и нержавеющую. Цветные металлы ─ сплавы меди, никеля, тантала, титана, ниобия, алюминия (например, алюминиевый унифицированный воздушный клапанУВК). Неметаллические материалы ─ пластмассы, керамика (фарфор) и проч.

Седла клапанов, работающих при небольших перепадах давления, изготавливают из чугуна или алюминиевых сплавов, при более высоких нагрузках делают стальными.

Интересно, что в описании материалов, используемых для изготовления клапанов, более чем столетней давности упоминаются как хорошо знакомые чугун, медь, бронза и резина, так и менее известные в этом качестве свинец, кожа, стекло и дерево.

Появление новых и более полное использование возможностей «старых» материалов ─ один из важных резервов увеличения потенциала современных клапанов.

В разные периоды истории развития арматуростроения на его передний край выходили разные типы арматуры. Один из ведущих российских специалистов, эксперт НПАА (Научно-Промышленной Ассоциации Арматуростроителей), к. т. н. О.Н. Шпаков пиком лидерства клапанов называет десятилетия, наступившие после изобретения паровой машины. Затем его бремя перешло к задвижкам. Цифры объемов продаж различных типов арматуры скорее подтверждают, чем опровергают это мнение.

Но в чем другим типам арматуры сложно соперничать с клапанами, так это в разнообразии. Чтобы описать его для клапанов, терминов требуется в несколько раз больше, чем, например, для задвижек. О чем убедительно свидетельствует Алфавитный указатель терминов на русском языке «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения».

armatek.ru

Клапан обратный, классификация и особенности устройства

Среди большого количества существующей сегодня трубопроводной арматуры выделяют отдельную группу приспособлений, которые обладают пропускной способностью только в одном направлении. К таким устройствам относят обратный клапан, который предотвращает движение потока жидкости, пара или газа в обратную сторону. Другими словами, поток рабочей среды может двигаться только по заданному системой направлению, а герметичная конструкция устройства не позволяет ему (даже под высоким давлением) осуществлять реверс.

Спектр применения подобной трубопроводной арматуры очень велик. Основными системами, в которых применяется клапан обратного типа, являются отопление, а также водное снабжение в бытовой и промышленной сфере. На этом список всех областей использования обратного клапана не заканчивается. Такая арматура пользуется большой популярностью при установке в системах канализационных отводов, газовых установках, вентиляционных и прочих агрегатах.

Роль обратного клапана в системе водоснабжения

Как отмечалось ранее, основная сфера использования клапана обратного типа – это водное снабжение. Рассмотрим подробнее, какие функции выполняет клапан обратный в системе водного обеспечения, где и каким образом его устанавливают.

Обратный клапан играет роль предохранителя в системах дренажа, водного обеспечения частных домов, а также при установке автоматизированных систем подачи воды. Обеспечивая движение воды в трубах в заданном направлении, клапан обратного типа надежно закрывает проход потоку жидкости обратно. Если это система канализации, то данный механизм препятствует попаданию загрязненной использованной воды назад в систему бытового водоснабжения.

Особенностью работы клапана является способность постоянно держать систему трубопровода в наполненном состоянии. Даже когда насос прекращает свою работу, и вода больше не откачивается из колодца, накопленные водные ресурсы надежно удерживаются в трубах. Клапан не дает воде вытечь или вернуться обратно в колодец. Автоматическая система подачи воды, установленная в частном доме, может использовать накопленный таким образом объем водных ресурсов в водопроводе до последней капли, благодаря установленному обратному клапану.

Устройство обратного водного клапана

Клапан обратного типа, как и прочие элементы, входящие в группу пропускной или запорной арматуры, имеют прочный корпус из металла. Обычно, основание клапанного устройства отливается из латуни или прочных латунных сплавов. Помимо корпуса, в конструкции данного устройства обязательно присутствует пружина, которая и выступает в качестве основного регулирующего органа. Цилиндрическая форма простого обратного к

www.techmarcet.ru

Обратный клапан — WiKi

Разновидности обратных клапанов:1. Обратный клапан с заслонкой;2. Обратный клапан с пружиной;

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 возможно защитить различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.

Применяются обратные клапаны с различными запорно-регулирующими элементами, например, в виде шарика или конуса. Обычный гидравлический обратный клапан состоит из корпуса, шарика и пружины 2. При движении жидкости в прямом направлении запорно-регулирующий элемент отжимается от седла и поток с минимальными потерями проходит через рабочее окно клапана. При обратном направлении потока жидкость прижимает запорно-регулирующий элемент к седлу. Движение жидкости в этом направлении прекращается. Пружины предназначены лишь для преодоления сил трения при посадке запорного элемента на седло. Так как пружины приводят к увеличению перепада давления на клапане при прохождении потока в прямом направлении, а допустимая величина перепада давления на обратных клапанах составляет 0,01…0,03 МПа, то жесткость пружин обычно выбирают минимальной. Обратные клапаны изготавливаются как отдельно, так и встроенными в узлы и агрегаты. На корпуса обратных клапанов наносят стрелку, указывающую направление движения рабочей жидкости через клапан.[1]

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.

Обратные клапаны используются:

в гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости как подпиточные клапаны;
в гидроприводах, состоящих из нескольких насосов, для исключения взаимного влияния при их одновременной работе;
в блоках фильтрации, устанавливаемых в реверсивных гидролиниях, для обеспечения движения жидкости через фильтр только в одном направлении;
в гидролиниях, где требуется однонаправленное движение жидкости.[1]

Основными видами обратных клапанов являются собственно обратные клапаны и обратные затворы, главное их различие — в конструкции затвора (элемента, который перекрывает 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[2][3].

Обратный клапан

Обратные клапаны до 1982 года в России назывались подъемными клапанами[4], 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 подъёма 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.[2]

Обратный затвор

Стальной обратный затвор. Устройство обратного затвора (поворотного обратного клапана). Вид на захлопку изнутри

Ранее эти устройства назывались поворотными обратными клапанами[4]. 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[3]:

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[2].

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 двухстворчатые 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 остановках 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[2][3][5].

ru-wiki.org

В чем разница между обратно-запорными и обратными клапанами Danfoss

Обратные клапаны — это устройства, не позволяющие рабочей среде течь в обратном направлении, защищающие трубопроводные магистрали и подключенное к ним оборудование от гидроударов. Они могут быть разными конструктивно, в зависимости от размеров, материала изготовления, принципа работы и возможностей, которые они обеспечивают пользователю.

Обратные клапаны Danfoss представлены на рынке в широком разнообразии. В частности это устройства двухстворчатые, дисковые пружинные, межфланцевые и т.д.

Обратно-запорный клапан Danfoss оснащен запорным модулем, при помощи которого можно полностью прекратить ток рачьей среды, а не только не допустить ее течения в обратном направлении. Вы можете приобрести обратный клапан Danfoss, сделав заказ на сайте adlant.ru

Чем отличается обратный клапан от обратно-запорного?

Общим для всех обратных клапанов Danfoss есть принцип работы. Нагнетаемая под давлением жидкость, преодолевая силу возвратной пружины, открывает клапан передаваемым по рабочей среде усилием. После прекращения ее тока давление падает и пропадает усилие необходимое для того, чтобы держать это устройство в открытом положении. Таким образом, возвратная пружина закрывает отверстие, и натыкаемая на преграду жидкость не может двигаться в обратно направлении. При возникновении гидроудара его сила обеспечивает захлопывание створки и гасится, не имея возможность преодолеть жёсткость ее сопротивления.

Его главным отличием от обратно-запорного клапана есть отсутствие запорного элемента, который позволяет вручную перекрыть ток как в одном, так и в другом направлении. Т.е. при открытом вентиле обратно-запорный клапан будет функционировать в штатном режиме, не допуская движения жидкости или газа в трубопроводе в обратном направлении. Но в случае необходимости ремонта, чистки, замены, каких-либо элементов системы, поток в той части, где требуется произвести какие-либо работы, может быть перекрыт вручную, при помощи специального запорного механизма.

Они обеспечивают защиту системы от гидроударов, повышенного давления, не допускают вытекания всей рабочей среды в случае повреждения трубопровода.

Кроме этого, выполняют еще и регулирующую функцию, поворачивая вентиль можно увеличивать или уменьшать отверстие, через которое будет двигаться рабочая среда, ограничивая, таким образом, ее ток.

Обратно-запорный клапан Danfoss является усовершенствованным устройством в сравнении с обычным — обратным.

Каждый из них может быть выполнен из разных материалов, в число которых входит титан, латунь, чугун, бронза, легированная, нержавеющая и прочие виды стали.

Все они способны выдержать достаточно большое давление. Работают без потери своих свойств при повышенных и пониженных температурах. Герметичность в этих устройствах обеспечивается за счет использования специальных уплотнителей, которые изготавливаются из пластика и резины.

Наша компания предлагает эти устройства по небольшой цене и на выгодных условиях.

Статья предоставлена компанией «Адлан-Т»

kipiahu.ru

Запорные клапаны – важная часть трубопроводной арматуры

В быту человек ежедневно пользуется водой, газом, которые поступают по трубам. Для нас очень важно, чтобы поток жидкости или газа беспрепятственно поступал или вовремя перекрывался. Для этого служит запорная арматура, в частности, запорные клапаны. Часто от исправности клапанов зависит работа многих больших предприятий – водоканалов, теплосетей, нефтеперарбатывающих заводов, химических производств, газовых магистралей. Клапаны бывают разные – запорные прямые и обратные, предохранительные, регулирующие, которые могут быть автоматическими или же управляться как вручную, так и электроприводом.

Запорные клапаны помогают нам перекрыть поток любой жидкости или газа путем поворота вентиля. При помощи предохранительных клапанов можно спустить из системы излишек воздуха или воды (что особенно важно для систем, где поток движется под давлением), а обратный клапан не позволяет жидкости или газу начать движение в обратную сторону.

Клапан запорный прямой традиционно используется в двухтрубных системах водяного отопления, где предусмотрены медные трубы или из нержавеющей стали. При помощи клапана можно отключить отдельно взятый прибор отопления и демонтировать его, не спуская воду из всей системы.

Бессальниковый запорный клапан для воды мембранного типа обычно ставят на водопроводные трубы. Такие клапаны обладают герметичностью, поскольку выполнены в виде колбы и не снабжены внешними уплотнителями, которые изнашиваются. Его особенность заключается в том, что он не влияет на пропускную способность, так как работает от нулевого давления.

Запорные клапаны чаще всего используют для трубопроводов небольшого диаметра, так как при больших давлениях нужны большие усилия для управления ими. Это, пожалуй, их единственный недостаток. Также, в отличие от задвижек, в клапанах есть «мертвые» зоны, где может скапливаться ржавчина или другие твердые частички, что может привести к коррозии.

По конструкции запорные клапаны отличаются от задвижек тем, что движение потока совпадает с перемещением затвора. Небольшой ход затвора, а также минимальная строительная высота обеспечили клапанам значительно большую популярность. Запорные клапаны также обладают высокой устойчивостью к высокому давлению, температурам. Они могут эксплуатироваться в агрессивных средах.

Запорные клапаны сегодня для различных потребностей и в зависимости от используемого материала труб могут быть изготовлены из стали, латуни, бронзы, стекла, пластика, фарфора, титана.

Конструкционные особенности зависят от места применения запорных клапанов. Например, угловой устанавливается на поворотах трубопроводов, а на горизонтальных или вертикальных участках труб устанавливают проходной и прямоточный клапан. При этом стрелка на корпусе изделия всегда строго соответствует направлению потока.

Разнообразие нюансов в конструкции позволяет применять запорные клапаны во многих сферах. Так, ими оборудованы насосы, компрессоры, даже двигатели внутреннего сгорания.

fb.ru

Обратный клапан — Википедия

Разновидности обратных клапанов:1. Обратный клапан с заслонкой;2. Обратный клапан с пружиной;

Обратные клапаны используются:

в гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости как подпиточные клапаны;
в гидроприводах, состоящих из нескольких насосов, для исключения взаимного влияния при их одновременной работе;
в блоках фильтрации, устанавливаемых в реверсивных гидролиниях, для обеспечения движения жидкости через фильтр только в одном направлении;
в гидролиниях, где требуется однонаправленное движение жидкости.[1]

Принцип действия

Устройство обратного (подъёмного) клапана. Золотник выделен красным

При 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 противоположное 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[2].

Видео по теме

Конструктивные типы

Обратный клапан

Имеются конструкции обратных клапанов специально для вертикальных трубопроводов, например:

Шаровой обратный клапан.

Шаровые обратные клапаны

Приёмные обратные клапаны

Обратный затвор

Простые

Безударные

Устройство пружинного дискового обратного клапана. Устройство двустворчатого обратного клапана.

Межфланцевые обратные клапаны

Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны

Межфланцевые двухстворчатые обратные клапаны

исполнение с пластиковой футеровкой: для питьевой воды и морской воды
исполнение с резиновой футеровкой: для морской воды, канализации, судостроения

Другие конструкции

В невозвратно-управляемых возможно не только принудительное закрытие, но и открытие затвора[2][3][5].

Материалы

Корпусные детали обратных клапанов изготавливаются из:

Необходимая герметичность затвора на седле обратного клапана обеспечивается специальными уплотнительными поверхностями, которые изготавливаются из:

Примечания

↑ 1 2 Гидравлические обратные клапаны и гидрозамки. for-engineer.info. Проверено 16 октября 2015.
↑ 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.

В 2007 году взамен ГОСТ 24856-81 вступил в силу ГОСТ Р 52720-2007, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.

См. также

wikipedia.green