Обратный клапан фланцевый: применение, виды, преимущества и недостатки

Основная задача, которую решает клапан обратный фланцевый, устанавливаемый на трубопроводы различного назначения, заключается в том, чтобы обеспечить движение транспортируемой среды в одном направлении. Конструктивные особенности обратного клапана, для установки которого используется фланец, позволяют такому устройству в автоматическом режиме останавливать движение транспортируемой среды в тот момент, когда такое движение начинает выполняться не в том направлении. Клапаны обратные фланцевого типа устанавливаются преимущественно на трубопроводах, по которым перекачиваются жидкие среды.

Чугунный обратный межфланцевый клапан в водомерном узле

Особенности и сферы применения обратных клапанов

Обратные затворы различных типов (в том числе и фланцевые) используются для защиты трубопровода от:

• возникновения в нем обратных потоков рабочей среды;
• гидравлических ударов.

Обратный поток в трубопроводах, как ясно уже из его названия, – это перемещение рабочей среды в противоположную сторону. Такое может произойти, в частности, когда насос, обеспечивающий подачу рабочей среды и ее перемещение, отключается. Если для систем отопления такое явление, как обратный поток, не особенно критично, то в канализационных и водопроводных системах, а также в трубопроводах, по которым транспортируются нефтепродукты и другие среды, допускать его возникновения нельзя. Именно поэтому применение в таких трубопроводных системах обратных затворов является обязательным требованием.

Клапан обратный фланцевый из нержавеющей стали, предназначенный для использования в среде нефтепродуктов

Еще одним нежелательным явлением, от последствий которого трубопроводные системы способен защитить фланцевый, обратный межфланцевый или любой другой клапан, является гидроудар. Характеризуется он тем, что в трубопроводе возникает резкий перепад давления транспортируемой среды, что приводит к формированию ударной волны, проходящей по всей протяженности трубопроводной системы.

Гидроудары могут со временем привести к разрушению отдельных участков трубопровода и выводу из строя элементов, которые используются для обеспечения его нормальной работы. При помощи обратных клапанов, устанавливаемых посредством фланцев или любым другим способом, систему разбивают на отдельные изолированные секторы, что позволяет эффективно защищать ее от последствий гидроудара.

Принцип действия

Принцип, по которому работают обратные клапаны, достаточно прост, между тем такие устройства являются очень эффективными и в состоянии обеспечить надежную защиту частей трубопроводных систем. Любой обратный затвор вне зависимости от вида составляют корпус (стальной или чугунный) и расположенный в нем запорный элемент. Запорный механизм работает за счет давления специальной пружины, жесткость которой можно регулировать.

Пружина, которой оснащаются обратные клапаны, обеспечивает открытие их запорных элементов только в одну сторону – в сторону правильного движения транспортируемой среды. Оказывая давление на запорный элемент, удерживаемый такой пружиной, жидкость или газ, перекачиваемые по трубопроводу, открывают его и начинают двигаться в требуемом направлении. Как только давление рабочей среды в направлении открытия клапана начинает падать, запорный элемент закрывается, не давая жидкости или газу перемещаться в обратном направлении.

Принцип работы обратного клапана

Виды и свойства

Конструкция запорных элементов обратных клапанов, для установки которых используются фланцы, может быть различной. Выбор фланцевого затвора с определенным типом запорного элемента зависит от того, для решения каких задач предназначено такое устройство.

Итак, в зависимости от конструкции запорного элемента различают:

• поворотный клапан;
• обратный клапан подъемного типа;
• обратный клапан с шаровым запорным элементом;
• двухстворчатый обратный клапан;
• приемный обратный клапан, оснащенный сеткой.

Конструкция некоторых обратных клапанов фланцевого типа

Клапан обратный поворотный – это запорное устройство, основной частью которого является стальной захлопывающийся диск, фиксируемый на подпружиненной оси. В тот момент, когда такой обратный клапан открыт, диск в его внутренней части располагается параллельно движению рабочей среды, а когда закрыт – перпендикулярно. Обратный поворотный фланцевый клапан отличается простой конструкцией и, соответственно, невысокой стоимостью. Если говорить о недостатках обратных клапанов данного типа, то наиболее значимым из них является то, что их поворотный механизм в момент закрытия слишком сильно захлопывает запорный диск, что со временем приводит к износу посадочного места. Подобного недостатка лишены поворотные обратные клапаны, оснащенные специальным механизмом, обеспечивающим плавное закрытие запорного диска. Между тем такие усовершенствованные фланцевые поворотные клапаны отличаются более высокой стоимостью, что несколько ограничивает их применение.

Устройство обратного поворотного клапана

В подъемных обратных клапанах фланцевого типа в качестве запорного элемента используется специальный золотник, который под давлением рабочего потока поднимается по вертикальной оси, а при снижении давления – опускается на свое посадочное место, перекрывая движение транспортируемой по трубопроводу среды. Следует иметь в виду, что такие клапаны за счет особенностей своей конструкции могут устанавливаться только в вертикальном положении.

В шаровых обратных клапанах, как следует из их названия, в качестве запорного элемента используется золотник, выполненный в виде шара. Большой размер не позволяет применять их в качестве межфланцевых запорных устройств.

Клапан обратный фланцевый шарового типа

Обратный двухстворчатый клапан, который выпускается преимущественно в межфланцевом исполнении, предполагает использование в его конструкции одновременно двух захлопывающихся створок. Каждая из них подсоединена к пружине, которая и регулирует силу их сопротивления давлению рабочего потока. Межфланцевый двухстворчатый клапан за счет небольших размеров его запорных элементов – створок – отличается очень компактными размерами.

Обратные клапаны, конструкция которых дополнительно оснащена сетчатым фильтром, используются для установки на трубопроводных системах для выкачивания нефти, газа или воды из подземных источников. Такие устройства, наиболее популярной моделью которых является 16Ч42Р, одновременно решают две важные задачи: их запорный механизм не дает жидкости или газу вернуться обратно в источник, а сетка защищает трубопровод от попадания в него крупного мусора.

Конструкция клапана 16Ч42Р различается в зависимости от габаритов изделия

Модель 16Ч42Р, корпус которой изготавливается из стали или чугуна, отличается широкой универсальностью и может устанавливаться на трубопроводах или насосах, используемых для перекачивания как жидких, так и газообразных сред.

Габаритные и присоединительные размеры клапана 16ч42р

Фланцевые и межфланцевые обратные клапаны: различия

Обратные клапаны, для установки которых на трубопроводных системах используются фланцы, могут относиться к одному из следующих типов:

На устройствах фланцевого типа фланец на подающей части и фланец обратный привариваются к корпусу клапана и составляют с ним единое целое. Фланцевые обратные затворы используются преимущественно для оснащения труб большого диаметра, при помощи которых транспортировка рабочих сред осуществляется в промышленных масштабах.

Слева – межфланцевый клапан, справа – клапан с фланцевым закреплением

В межфланцевых обратных клапанах практически отсутствуют крепежные элементы. Такой тип установки, как уже говорилось выше, очень часто используют для монтажа двустворчатых обратных клапанов. Сам клапан при этом (в частности, двухстворчатый межфланцевый) устанавливается между двумя фланцами, зафиксированными на концах соединяемых труб. После его размещения в специальных посадочных местах, которые оснащаются уплотнительными элементами, фланцы стягивают между собой при помощи резьбовых шпилек. Несмотря на видимую ненадежность такого соединения, если оно выполнено правильно, обратный межфланцевый клапан фиксируется с такой же надежностью, что и устройства любых других видов.

Обратные клапаны могут устанавливаться на трубопроводные системы при помощи не только фланцев, но и муфт или сварного соединения. Однако, если говорить о трубопроводах большого диаметра, на них такие затворы устанавливают только с использованием фланцев.

Способ монтажа обратного клапана зависит от его исполнения

Преимущества и недостатки обратных клапанов фланцевого типа

Поскольку обратные клапаны фланцевого типа используются чаще всего для оснащения трубопроводов, по которым рабочая среда транспортируется с высокой интенсивностью, внутренние элементы таких устройств (в частности, запорный механизм) испытывают значительные ударные нагрузки в процессе эксплуатации. Кроме того, обратный клапан фланцевого типа из-за значительных габаритов сам является причиной возникновения гидравлических ударов. В процессе закрытия створок клапана в трубопроводе, в котором он установлен, неизбежно повышается давление, что и приводит к формированию гидроудара.

В тех трубопроводных системах, в которых гидравлический удар не способен оказать существенного влияния на работоспособность как отдельных элементов, так и системы в целом, используются обратные клапаны простого тип. Диаметр последних, как правило, не превышает 400 мм. В иных случаях применяются обратные клапаны безударного типа. Плавное и мягкое закрытие запорного элемента во фланцевых клапанах безударного типа могут обеспечивать специальные грузы или гидравлические демпферы. Между тем, выбирая для оснащения трубопроводной системы обратные затворы безударного типа, следует иметь в виду, что устанавливать их можно только на горизонтальных участках.

Фланцевый безударный клапан осевого типа

К наиболее значимым из преимуществ фланцевых обратных клапанов следует отнести:

• компактные габариты, что позволяет устанавливать такие устройства практически на любых участках трубопроводной системы;
• возможность эффективной работы даже в тех системах, рабочая среда в которых характеризуется сильным загрязнением;
• возможность установки на трубопроводах, отличающихся большим диаметром.

Особенности выбора

Основными параметрами, на которые следует обращать внимание при выборе обратного клапана (в том числе фланцевого), являются:

• рабочее давление, при котором может работать такое устройство;
• диаметр условного прохода.

Узнать о том, какому рабочему давлению соответствует обратный клапан, можно по маркировке устройства, в которой данный параметр обозначается буквами РУ. Цифры, стоящие в маркировке после таких букв, указывают на то, для какого рабочего давления предназначено устройство. Например, обозначение РУ16 указывает на то, что фланцевый затвор может работать при давлении 16 Бар, не подвергаясь чрезмерному износу.

Маркировка обратного клапана

Условный диаметр, от которого зависит, на каком трубопроводе может быть установлен клапан фланцевого типа, обозначается буквами ДУ. Соответственно, цифры, следующие в маркировке после этих букв, указывают на значение условного диаметра обратного клапана в миллиметрах. Выбирая обратный клапан по данному параметру, имейте в виду, что монтировать такое изделие можно только на элементах трубопровода, которые имеют такие же размеры. Другими словами, модель ДУ80, например, может быть установлена только на трубах или других элементах трубопроводной системы, посадочный диаметр которых соответствует значению 80 мм.

Рекомендации по монтажу

При выполнении монтажа фланцевых обратных клапанов следует строго придерживаться следующих правил.

• Монтаж должны выполнять специалисты, которые предварительно прошли обучение и получили допуск к выполнению работ подобного плана.
• Та часть трубопроводной системы, где выполняется монтаж, полностью отключается от подачи рабочей среды.
• Перед началом монтажа следует убедиться, что устанавливаемое изделие по своим характеристикам полностью соответствует тем климатическим условиям, в которых будет эксплуатироваться.
• Если устанавливается обратный межфланцевый клапан, то сначала монтируется его фланцевая часть, а только потом в ней фиксируется он сам.
• Перед подачей в трубопровод потока рабочей среды следует еще раз убедиться в том, что обратный клапан установлен надежно и все требуемые соединения выполнены.

Схема монтажа фланцевого обратного клапана

И в заключение небольшое видео с наглядной демонстрацией принципа работы поворотного обратного клапана.

Обратные клапаны для отопления: лепестковые, дисковые, подъемные, шариковые

Одним из важнейших условий корректной работы отопительной и любой другой трубопроводной системы, по которой транспортируются жидкие или газообразные рабочие среды, является перемещение таких сред в одном направлении. Техническим устройством, позволяющим обеспечить такое важное требование, является клапан обратный лепесткового или любого другого типа. Обратные клапаны в трубопроводных системах, по которым транспортируются газообразные и жидкие среды, обеспечивают перемещение таких сред в одном направлении и блокируют их в том случае, если направление их движения изменяется.

Клапана обратные муфтового типа

Разновидности обратных клапанных устройств

На современном рынке предлагаются обратные клапаны различных типов, каждый из которых отличается как своим конструктивным исполнением, так и техническими характеристиками.

Обратные клапаны дискового типа

Конструкция таких устройств включает в себя корпус, который может быть изготовлен из латуни или нержавеющей стали, и запорный механизм. Последний состоит из следующих элементов:

• металлического или пластикового дискового затвора, который и обеспечивает перекрытие потока транспортируемой среды в том случае, если он начинает двигаться не в том направлении;
• уплотнительной прокладки, служащей для более плотного прилегания дискового затвора к посадочному месту;
• стальной пружины, которая обеспечивает нахождение затвора в закрытом состоянии в том случае, если поток рабочей среды перемещается не в том направлении.

Принцип действия дискового обратного клапана

Дисковые пружинные обратные клапаны, которые оптимально подходят для оснащения бытовых систем отопления и не нуждаются в регулярном техническом обслуживании, обладают следующими преимуществами:

1. компактными размерами и небольшим весом;
2. доступной стоимостью.

Однако есть у пружинных затворов дискового типа и недостатки:

• При использовании обратных затворов данного типа в отопительных системах создается значительное гидравлическое сопротивление, что особенно критично тогда, когда в таких системах применяется геотермальный тепловой насос. Именно поэтому в таких случаях необходимо выполнить предварительные расчеты.
• Обратные клапаны пружинного дискового типа, которые относятся к устройствам необслуживаемого типа, нельзя отремонтировать.

Обратный клапан тарельчатого типа с латунным диском

В отличие от дискового, шариковый клапан обладает лучшими гидравлическими характеристиками, что и является причиной его высокой популярности среди потребителей. Запорным элементом этого устройства, что становится понятно из его названия, является покрытый слоем резины шарик, который может быть изготовлен из чугуна или алюминия. Принцип, по которому работает шариковый клапан обратного типа, достаточно прост.

• При движении теплоносителя через шариковый клапан в требуемом направлении запорный элемент – шарик – под давлением рабочей среды поднимается в верхнюю часть устройства, полностью открывая проходное отверстие.
• В том случае, когда давление потока рабочей среды снижается или он начинает двигаться не в том направлении, шарик под действием собственного веса опускается в специальную нишу, закрывая проходное отверстие и перекрывая перемещение потока рабочей среды через устройство.

Обратный клапан для отопления шарикового типа

Шариковый обратный клапан, как правило, оснащается крышкой, которая крепится на его корпусе при помощи нескольких болтов. Наличие такой крышки позволяет оперативно и легко выполнять ремонт и техническое обслуживание затвора, если в этом возникает необходимость.

При установке обратных шаровых клапанов на трубопроводах различного назначения необходимо учитывать следующие нюансы.

• Шариковый клапан следует располагать крышкой вверх при установке на горизонтальном участке трубопровода, чтобы шарик, находящийся в рабочем отсеке устройства, имел возможность свободно скатываться в его нижнюю часть.
• Устанавливая обратный шариковый затвор на вертикальном участке трубопровода, необходимо учитывать, что поток рабочей среды, проходящий через устройство, должен двигаться в направлении снизу вверх.

Работу этого клапана обеспечивает шарик, перемещающийся внутри корпуса под действием теплоносителя

Лепестковый обратный клапан, запорными элементами которого служат две подпружиненные створки (лепестки), располагаемые на специальной оси, устанавливается на трубопроводных системах крупных котельных станций и тепловых пунктов. Одним из наиболее значимых недостатков клапанов обратных, относящихся к лепестковому типу, является слабая гидравлика. Это объясняется тем, что их створки, даже находясь в открытом состоянии, создают значительное препятствие потоку рабочей среды, перемещающейся по трубопроводу.

К лепестковым клапанным устройствам относится гравитационный обратный клапан, запорным элементом которого является одна створка, закрепленная на специальной оси и имеющая возможность свободно поворачиваться. Работает клапан обратный гравитационный по следующему принципу.

• Под давлением потока рабочей среды створка открывается.
• Если давление потока рабочей среды падает или он начинает двигаться не в том направлении, створка под действием собственной силы тяжести опускается, закрывая устройство.

В горизонтальном лепестковом клапане для отопления нет пружины, что делает возможным работу клапана даже при движении воды самотёком

Запорным элементом таких устройств является подпружиненный золотник, перемещающийся на специальной оси. Отдельные модели не оснащаются пружиной, использовать их можно только для установки на вертикальные участки трубопроводов. Как и шаровые, обратные поворотные клапаны оснащаются крышкой, позволяющей выполнять их ремонт и техническое обслуживание, если в этом возникает необходимость.

При монтаже пружинные обратные затворы подъемного типа должны устанавливаться крышкой вверх, что обеспечит доступ к их внутренней части в тех случаях, когда необходимо выполнить их ремонт или техническое обслуживание.

Устройство обратного клапана подъемного типа

Способы установки

Обратные клапаны различаются также по типу установки в системах отопления и в других трубопроводных системах. Так, в зависимости от данного параметра выделяют устройства нескольких типов.

1. Устройства фланцевого типа устанавливаются преимущественно на трубопроводах, отличающихся большим диаметром. Отличительными признаками затворов фланцевого типа являются два фланца, приваренные к их корпусу. На трубопроводах обратные клапаны фланцевого типа устанавливаются при помощи болтовых соединений.
2. Межфланцевые обратные клапаны самые компактные в ряду всех устройств подобного назначения. Для монтажа таких обратных клапанов также используются фланцы, но они зафиксированы на элементах трубопроводной системы. Сам затвор устанавливается в специальные посадочные места между двумя фланцами, которые стягиваются между собой при помощи резьбовых шпилек.
3. На трубопроводные системы бытового назначения, как правило, устанавливаются обратные клапаны муфтового типа. Их монтаж заключается в том, что их просто накручивают на элементы трубопровода.
4. Существуют обратные клапаны, устанавливаемые при помощи сварки. Их, как правило, размещают в системах, для оснащения которых используются трубы из полимерных материалов.

Обратный клапан в системе отопления

Как правильно выполнить монтаж

Устанавливая обратный клапан для отопления, необходимо следовать несложным рекомендациям.

• Ориентируясь на стрелку на корпусе обратного клапана, надо установить его на трубопроводе таким образом, чтобы направление стрелки совпадало с направлением, по которому в трубопроводе будет перемещаться поток рабочей среды.
• Не следует использовать уплотнительные прокладки, которые уменьшат размер поперечного сечения проходного отверстия.
• Элементы трубопроводной системы, на которые установлен обратный клапан, не должны оказывать давления на его корпус.
• На той части трубопровода, по которой в обратный клапан будет поступать транспортируемая среда, необходимо установить сетчатый фильтр. Такой фильтр предотвратит попадание в запорный механизм твердых частиц. Следует иметь в виду, что засорение внутренней части обратного клапана может привести к нарушению герметичности устройства в закрытом состоянии.