Полезные функции обратных клапанов для воды. Классификация и размеры устройств

Оглавление:

Устройство прямого действия, обеспечивающее движение воды только в одну сторону, называется обратным клапаном. Запорная арматура функционирует за счет циркуляции жидкости и не требует подключения источников питания.

Механизм поддерживает стабильность работы систем теплового и водяного снабжения, а также выполняет защиту водопровода от повреждений в случаях возникновения аварий. Выясним, как работает устройство и какие задачи решает.

Для чего нужно устройство

Запорное устройство предотвращает движение потока жидкости в обратную сторону. Имеет небольшие размеры и поддерживает нужный напор в системе. Рассмотрим необходимость применения устройства в жилых помещениях. Оно используется в следующих случаях:

На трубах водоснабжения. Циркуляция горячей и холодной воды в частных и многоквартирных домах распределена по отдельным трубам. Порой разность давления приводит к тому, что горячая вода выдавливает холодную из камеры бытового смесителя и регулировка температуры жидкости становится невозможной. Клапан приводит давление к нормальным значениям.

На входе в водонагреватель. Заполнение бойлера происходит под напором. При прогреве и повышении давления, вытесненный теплоноситель будет направляться обратно в холодную трубу. Арматура предотвращает отток.

В системе индивидуального отопления при наличии нескольких контуров нагрева (бойлер, теплый пол, батареи), имеющих разные значения гидравлических и напорных показателей. Запорное устройство нормализует показатели.

Перед прибором учета. Возникает вопрос, а зачем нужно монтировать обратный клапан на счетчике воды? Ответ прост: запорная арматура необходима, ведь она защищает прибор от возможной поломки, которую способен вызвать гидроудар, и предотвращает вращение турбины в обратную сторону.

В автономной системе водоснабжения подачу воды обеспечивает погружной насос. Он поднимает жидкость на поверхность и подает в дом под углом 5°-10° на расстояние до 10 м. Установка обратного клапана предотвратит стекание воды в скважину при отключении насоса.

О принципе работы

Принцип работы устройства таков: после прекращения подачи воды в полость трубы, затвор придавливается пружинным механизмом и остается в закрытом положении. В момент, когда перед клапаном образуется напор, достаточный для того, чтобы ослабить пружину, клапан открывается и в трубу начинает поступать вода.

Когда насос отключается — происходит понижение давления, затвор снова прижимается и перекрывает поток. Кроме силы сжатия пружины на затвор оказывает воздействие напор трубопровода, не позволяя клапану открыться.

Виды и устройство обратных клапанов

Конструкция клапана, как правило, проста. Она состоит всего лишь из нескольких компонентов, таких как корпус, рабочий орган и прижимной элемент. В зависимости от варианта исполнения могут встречаться другие детали: шток, шарнирный штифт, дисковый рычаг, пружина, шарик, эластомеры и подшипники.

Выделяют четыре вида бытовых устройств по типу запорного элемента:

Поворотные. Работают за счет вращения стального поворотного диска, расположенного внутри фитинга.

Шаровые. Поток жидкости перекрывает золотник, выполненный в форме шара.

Подъемные. Задвижка перемещается вверх, открывая путь воде и опускается вниз, перекрывая поток. Устройства монтируются только вертикально.

Дисковые. В качестве запорного элемента выступает прижимной диск.

По виду соединений клапаны подразделяются на следующие группы:

Муфтовые с резьбой. Предназначены для труб малого диаметра. Фиксируются с помощью резьбы, нарезанной во внутренних или на внешних частях двух муфт.

Межфланцевые. Выглядят, как вкладки. Устанавливаются между двумя соседними фланцами. Закрепляются шпильками или болтами.

Фланцевые. Оснащены соединительными фланцами с уплотнительными прокладками.

С держателем под сварку. Монтаж осуществляется с помощью сварки. Подходят для участков трубопровода, находящихся в агрессивной среде.

По виду материала, из которого изготавливается корпус, клапаны делятся на пластиковые (полипропиленовые), латунные и стальные.

Размеры изделий

Размеры запорной арматуры зависят от типа водопроводного оборудования, установленного в квартире или загородном доме. Вот основные ходовые разновидности:

Клапан с размером 1 дюйм. Пользуется высоким спросом.

Клапан на воду 1/2 дюйма. Не столь популярен из-за слабой пропускной способности.

Обратный клапан 3/4 дюйма. Качественное изделие для труб малого диаметра.

Выбирая изделие, нужно ориентироваться на 2 главные характеристики: давление и диаметр условного прохода. Первая обозначается аббревиатурой РУ (PN) — рабочее давление. Если клапан промаркирован символами РУ-20 или PN-20, значит он может эффективно работать при давлении не больше 20 бар. Второй параметр называется ДУ (DN) — условный проход.

Маркировка ДУ-22 или DN-22 говорит о том, что диаметр условного прохода устройства равен приблизительно 22 мм.

Параметр ДУ (DN) клапана должен соответствовать аналогичным параметрам всех соседних элементов. Следует устанавливать устройство с ДУ-25 (DN-25) только в связке с трубами и фитингами, промаркированными как ДУ-25 (DN-25).

Как установить клапан правильно

Проще всего осуществляется установка обратного клапана в муфтовом варианте исполнения. Он подходит для встраивания в системы отопления и водоснабжения как в квартирах, так и в частных домах.

Чтобы защитить приборы учета и другие сегменты сети от возникновения гидроудара, необходимо выполнить 3 простых действия:

Выбрать место расположения. В квартирах обычно врезают клапан обратного хода воды до счетчика или перед котлом отопления.

Взять фитинги нужного диаметра и намотать на резьбу уплотнитель: ленту, нить или лен.

Закрепить устройство с помощью фитингов, открыть водонапорный кран и проверить соединение на предмет протечек.

На корпусе клапана производители штампуют изображение стрелки. Оно показывает направление движения воды. Монтаж нужно выполнять с оглядкой на этот ориентир, иначе напор останется перекрытым после завершения работ и придется переставлять запорное устройство.

Дадим несколько советов:

В контур работающей водопроводной системы клапан устанавливают перед насосной станцией. Для этого на трубе выбирают место, на котором делают разрыв, и соединяют его запорным устройством.

В составе канализации клапан поможет предотвратить поступление отходов и сточных вод в обратном направлении. Монтаж выполняется на трубах подходящего диаметра при помощи врезки. Диаметр клапана может составлять 50-100 мм. Соединения чугуна или пластика производятся специальным переходником.

В одноконтурной системе отопления клапан необходим для создания давления теплоносителя за счет нагрева, без использования насоса. Монтаж выполняется аналогично процессу установки клапана на водопровод.

Порой даже надежная запорная арматура выходит из строя. Если случилась поломка, необходимо узнать о том, как разобрать обратный клапан. Это не сложно. Для начала нужно перекрыть поток рабочей жидкости и слить ее из системы. Затем следует открутить гайки, демонтировать фланцы или фитинги. Финальный этап — снятие запорного узла и замена вышедших из строя деталей. Сборка производится в обратном порядке.

Проводить монтаж запорной арматуры вблизи водяного счетчика нужно предельно аккуратно, чтобы не повредить пломбу, установленную работниками ЖКХ.

Обратный клапан для воды насоса и насосной станции

Ситуации, когда из кранов идет только холодная или горячая вода, а через котел отопления теплоноситель уходит в обратную сторону, могут возникать при неправильной работе насосной системы. Это происходит по причине снижения давления воды.

Для предотвращения сбоев рекомендуется установить запорное устройство для насоса. Его назначение состоит в том, чтобы исключать риск снижения давления и поломки насоса, перекрыть отток воды.

Клапан представляет собой небольшой цилиндр, с затворным механизмом и пружиной в форме округлого вращающегося лепестка. При отсутствии движения потока затвор плотно закрыт, а с появлением напора открывается, чтобы остановить отток в случае выхода из строя насосной установки.

Для глубинных насосов

Диаметр запорной арматуры для монтажа на глубинный насос должен соответствовать размеру трубы. Это позволит сделать соединение максимально герметичным. Новые модели насосов производятся уже в комплекте с обратными клапанами.

Глубинный насос перед установкой клапана нужно оснастить фильтром первичной очистки. Приемный запорный механизм насоса требует надежной защиты, поэтому клапан соединяют резьбой с перфорированной обоймой из нержавейки.

Для насосных станций

Запорные устройства, предназначенные для поверхностной насосной станции, решают такие же задачи, что и обратные клапана для глубинного насоса. Различие в том, что монтаж арматуры производится на всасывающий патрубок нагнетателя давления после храповика.

Использование запорного устройства поможет предотвратить аварийные ситуации в системах отопления и водоснабжения, положительно скажется на работе насосных станций, исключит наполнение водопроводных труб воздухом, позволит пользоваться водой некоторое время даже после отключения скважинного насоса.

Система оборотного водоснабжения для автомойки: устройство и технологические этапы

Из «душа» автомобиль выйдет как новенький

Вряд ли бы хозяева автомоек могли получать прибыль со своего мини-предприятия, если бы отработанная вода не использовалась вторично, а просто сливалась бы в канализацию. Система оборотного водоснабжения для автомойки, работающая по циркуляционному принципу, помогает делать такой бизнес доходным и сберегать водные ресурсы.

Как всё это работает, вы узнаете, посмотрев видео в этой статье, но немного теории тоже не помешает.

Как устроена система

Оборотные системы водоснабжения автомоек работают в замкнутом цикле. Главным их элементом являются очистные сооружения, благодаря которым и появляется возможность повторного использования воды.

Их работа минимизирует образование отходов, что в свою очередь сводит к нулю возможность сброса неочищенных стоков в естественные водоёмы. Отработанная вода сливается в герметичный резервуар под полом мойки, из которого погружным насосом подаётся на очистную систему.

На фото схематично показано оборотное водоснабжение мойки автотранспорта

В чём преимущества системы

Вот в чём состоит эффективность системы оборотного водоснабжения для моек:

1. Водопотребление снижается до 90%, остальные 10% — это безвозвратные потери, которые восполняются в процессе работы.
2. Исключена возможность загрязнения сточными водами почвы и водоёмов, а соответственно, не наносится вреда окружающей среде.
3. Системы оборотного водоснабжения на автомойках позволяют минимизировать плату за водопользование, уберечься от штрафов, которые предъявляются предприятиям за превышение в стоках концентрации вредных веществ. Именно в этом и заключается экономический эффект.
4. Использованная вода, прошедшая через установку оборотного водоснабжения автомойки, готова к повторному применению и не требует дополнительной очистки. Хотя, при большом потоке транспорта — особенно грузового и сельскохозяйственного, может производиться биологическая или реагентная доочистка. Ведь такое оборудование используется не только для легкового авто, но и в гаражах транспортных предприятий.

Мойка автомашин для грузового транспорта — оборотное водоснабжение

Этапы осветления воды

Вот из каких этапов состоит цикл системы оборотного водоснабжения мойки автотранспорта:

• Сначала производится механическая фильтрация воды, которая удаляет из неё крупнофракционный мусор.
• Начинается процесс флотации, при котором в стоки под давлением нагнетается воздух. Когда его давление с высокого снижается до нормального атмосферного, образуется пена. Она является абсорбентом для нефтепродуктов и моющих средств.
• Шлам отделяется и сбрасывается в отдельную ёмкость, после чего подвергается очистке реагентами. Её суть заключается в переведении в нерастворимое состояние растворённых веществ, затем эти примеси осаждаются и удаляются из воды.
• При необходимости дополнительно производится биологическая очистка, принцип которой заключается в способности аэробных и анаэробных микроорганизмов окислять воду.

Система очистки автомойки с оборотным водоснабжением

Чтобы чистая вода не смешивалась с загрязнённой, в помещении автомойки монтируется два контура водоснабжения, подключаемых к аппаратам высокого давления. Все основные операции при мойке машины, будь то первая смывка грязи, намыливание или удаление пены, производятся оборотной водой.

И только на завершающее ополаскивание идёт первичная вода из городского водопровода, которая и составляет те самые 10% восполняемого объёма.

В целом, на мойку одного легкового автомобиля требуется 100 л воды. Соответственно, если бы она не использовалась повторно, на мойку всего десятка машин затрачивался бы кубометр воды.

Установки оборотного водоснабжения для автомоек позволяют 1 м3 чистой воды затратить на помывку 55-60 единиц автотранспорта — так что, экономическая выгода очевидна.

Оборудование для очистки

Какие этапы очистки проходит загрязнённая вода, мы рассказали выше. Теперь рассмотрим, какое именно оборудование для этой цели используется.

• Мы уже выяснили, что оборотное водоснабжение для моек включает в себя этап предварительной механической очистки. Для этой цели применяют пескоуловители, на дне которых осаждаются твёрдые взвешенные частицы. Принцип их действия заключается в том, что взвесь в состоянии покоя осаждается на дно резервуара и там накапливается.
• По такому принципу производится первичное осветление воды в любой канализационной системе. Недостаток отстойника заключается в существенной площади, но тут уж никуда не денешься. Качество гравитационной очистки тоже не на высоте, именно поэтому и предусматриваются дополнительные этапы очистки.

Оборотное водоснабжение для мойки автомобилей включает в себя гравитационные отстойники – пескоуловители

• Для отделения нефтепродуктов (масел, бензина, дизтоплива) используют тонкослойные блочные системы, имеющие трубчатую или пластинчатую структуру. Чем меньший слой загрязнённой жидкости на них попадает, тем эффективнее всплывают примеси. Данный этап так же относится к первичной очистке, и в некоторых системах нефтеуловители соседствуют с гравитационными камерами в одном корпусе, разделённые перегородкой.

Оборудование ступенчатой очистки системой оборотного водоснабжения для мойки

Примечание: гораздо лучшую эффективность показывает метод флотации — он позволяет очистить стоки до нормативных показателей для систем, повторно использующих отработанную воду. Однако если необходимо сбросить подвергшуюся флотации жидкость в почву, то она должна ещё пройти очистку на сорбционном фильтре.

• Как уже было отмечено, при флотационной очистке в накопитель с грязной водой подаётся воздух, под давлением до 6 атмосфер. Насыщенная воздухом вода направляется в специальный отстойник, в котором за счёт пузырьков активно образуется пена. Вода приобретает молочный оттенок, а имеющиеся в ней примеси выносятся на поверхность.
• Для более интенсивной флотации в стоки добавляется специальный флотореагент. Это расходный материал, использование которого является дополнительной статьёй расходов, но без него невозможно достичь требуемого качества воды и пришлось бы дополнительно тратиться на утилизацию большего объёма твёрдых отходов.

Особенности электрокоагуляции

Некоторые производители систем оборотного водоснабжения моек предлагают другие, весьма перспективные методы восстановления качества воды. Один из них – электрокоагуляция с электрофлотацией.

Этот способ не требует ни дополнительной, ни даже предварительной гравитационной очистки, но при этом в стоках должно быть взвешенных частиц не более 50 мг на литр.

Оборотное водоснабжение на мойке автомобилей может функционировать с оборудованием для электрокоагуляции

Вот в чём преимущества и недостатки такого метода:

Преимущества электрокоагуляции	Минусы метода
Воду от мойки автомашин можно очистить сразу до установленных норм.	Затрачивается большое количество электроэнергии.
Система компактна.	Приходится часто менять растворимые электроды.
Установка проста в обслуживании.	Чтобы степень загрязнения стоков не превышала 50 г/1 л взвешенных веществ, их приходится либо разбавлять чистой водой, либо применять предварительную очистку в гидроциклонах.
На автомойку не требуется никаких химических реагентов.	Образуется осадок, который необходимо утилизировать.
Процесс очистки высокоэффективен и экономичен.	Нужно укладываться в лимит расхода воды.
Если пространство между электродами забито шламом или они неправильно установлены, эффективность очистки снижается до нуля.

Наиболее эффективной очистки можно было бы достичь путём сочетания реагентного способа с электрокоагуляционным, но тогда затраты тоже вырастут вдвое. Поэтому выбирать приходится что-то одно.

Если это будет электрокоагуляционная установка для автомойки, то необходимо уделять должное внимание её техническому обслуживанию.

Нужно регулярно отслеживать состояние растворимых электродов из алюминия. Они имеют пластинчатую форму и собираются в виде блока.

Для усиления их активности, электроды нужно каждые полчаса переплюсовывать. С целью снижения энергозатрат в систему необходимо включать автоматический блок регулировки силы тока.

Примечание: если постоянного тока нет, электрокоагулятор должен быть снабжен устройством для его реверсирования.

Кроме того, в составе установки присутствуют устройства для выгрузки шлама, пены, а так же чистой воды с прибором для контроля её уровня.

Фильтровальная загрузка

При очистке вод в процессе электрофлотокоагуляции примеси образуют хлопья. Большинство из них оседает в отстойнике, но часть с потоком воды проходит дальше него.

Поэтому в данной системе применяется доочистка через зернистую (песчаную или полистирольную) фильтровальную загрузку.

Фильтр с зернистой засыпкой

Такие фильтры могут быть напорными или безнапорными, в том числе и с плавающей загрузкой.

Их преимущества заключаются в том, что:

• они просты и конструктивно, и в эксплуатации;
• на выходе получается вода достаточно высокого качества очистки;
• объём фильтра используется по максимуму;
• такой фильтр служит до 10 лет и не требует замены, при этом загрузка сама сортируется по уменьшающейся фракции гранул;
• в системе отсутствуют промывные ёмкости и насосы.

Примечание: в системах с плавающей загрузкой вместо песка используются гранулы пенополистирола. Такие фильтры могут работать с более грязной водой и скорость фильтрования, которая определяется напором водяного потока, гораздо выше. При этом вода движется снизу вверх.

Заключение

В зависимости от режима работы автомойки, определяющей частоту взятия проб воды на анализ, осуществляется контроль качества очистки. Перед очисткой определяется количество взвешенных частиц, ПАВ и нефтепродуктов.

Каким бы ни был результат, в стоках, прошедших через гидроциклон, должно остаться не более 50 мг/л взвешенных частиц. После основной очистки эта цифра уменьшается до 40 мг/л, нефтепродуктов должно содержаться не более 20 мг/л, ПАВ – всего 2мг/л.

Установка для утилизации нефтешлама

В результате полного цикла очистки образуются такие отходы: эмульсии из нефтепродуктов, плёнка нефтепродуктов и шлам. Все они имеют III класс опасности и инструкция по их утилизации проста.

Шлам подлежит захоронению в котлованах, вырытых на полигонах со слабофильтрующим грунтом и уровнем грунтовой воды не менее 20 м, куда он вывозится специальным автотранспортом. Смеси нефтепродуктов утилизируют путём сжигания и таким образом, оборотное водоснабжение для автомоек не наносит никакого ущерба окружающей среде.