Клапана обратные

ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ

В процессе эксплуатации трубопроводных систем (системы отопления, водоснабжения, канализационные системы, технологические линии) всегда есть угроза возникновения аварийной ситуации и для того чтобы не допустить обратное течение рабочей среды применяют обратные клапана. Во многих случаях, в зависимости от конструкции, обратные клапана выполняют функции предохранительной арматуры. Основные причины возникновения аварийных ситуаций:

• нарушение технологического процесса;
• коррозионный износ трубопровода и износ в результате длительной эксплуатации;
• выход из строя насосного оборудования; пульсация давления;
• дефект оборудования или трубопровода;
• нарушение режимов эксплуатирования оборудования и ошибочные действия технического персонала;
• разрушение трубопровода вследствие стихийных бедствий (оползни, наводнение и пр.).

Применяется он также в трубопроводных системах и технологических линиях в условиях нормальной эксплуатации, например, в случае объединения напорных линий нескольких насосов в одну. В этом случае устанавливаются клапана, или несколько клапанов, на каждой линии для защиты нормально работающего насоса от давления.

Обратный клапан устроен так, что бы пропускать поток рабочей среды только в одном направлении. При изменении направления движения рабочего потока, рабочий орган клапана полностью перекрывает трубопровод, не допуская обратного тока среды, защищая тем самым оборудование от разрушения и предохраняя окружающую местность от загрязнения, например, если рабочая среда агрессивна или токсична (химические вещества, радиационные стоки, канализационные стоки и прочее).

В основном обратные клапана выпускаются проходными, реже встречаются угловые обратные клапана, в которых изменяется направление потока рабочей среды под углом 90°. Обратные клапана могут быть установлены как на горизонтальном, так и на вертикальном участке трубопровода, с учетом направления движения потока рабочей среды «под клапан»(указано стрелкой на корпусе). Обратный клапан является трубопроводной арматурой прямого действия и срабатывает в автоматическом режиме. Открытие рабочего органа производится прямым потоком рабочей среды, а закрытие - обратным. Существует много видов обратных клапанов с различными конструктивными особенностями, для эксплуатации в широком диапазоне давлений и температур рабочей среды, различной степени герметичности и надежности, различных способах монтажа на трубопровод. По конструктивному исполнению обратные клапаны делят на подъемные и поворотные.

В конструкции подъемного обратного клапана тарелка, под действием проходящей в нормальном направлении потока рабочей среды, поднимется над седлом, делая возвратно-поступательное движение. Проход открыт, при обратном движении потока сверху тарелки, она опускается вниз и прижимается к седлу, перекрывая трубопровод. Чаще всего тарелка опускается под действием собственного веса, и такие модели устанавливаются только на горизонтальном участке трубопровода. Для увеличения герметичности перекрытия клапана, между крышкой и хвостовиком устанавливается пружинный механизм, увеличивающий усилие прилегания тарелки к седлу. Такие модели могут устанавливаться на наклонных и вертикальных участках трубопровода.

Гидравлическое сопротивление клапанов такой конструкции несколько выше обычных моделей. Применение демпфирующего устройства позволяет осуществлять плавное открытие-закрытие прохода, избегая гидравлических ударов, не повреждая уплотнительные поверхности.

Для защиты системы от возможного попадания и засасывания посторонних тел клапан защищен предохранительной сеткой, образованной в виде полого чугунного цилиндра, снабженного отверстиями. Такие клапана называются приемными. Устанавливаются приемные клапана на конце всасывающего трубопровода перед насосом, например, при заборе воды из природного водоема. Защитная сетка предохраняет от возможного попадания в трубопровод и насос веток, ила, камней и других недопустимых предметов. Конструктивно подъемные клапана проще и надежнее поворотной конструкции, обеспечивают более высокую степень герметичности при обратном токе рабочей среды. Но их недостатком является чувствительность к загрязнениям в рабочей среде. При эксплуатации в загрязненной среде возможно заедание затвора, и соответственно не полное перекрытие трубопровода. Поэтому клапаны такой конструкции используются на чистой рабочей среде, без загрязнений, в технологических процессах, в системах отопления и водоснабжения, в котельных.

Конструкция поворотных обратных клапанов менее чувствительна к загрязнениям в рабочей среде. Рабочий орган клапана (хлопушка) поворачивается вокруг оси, расположенной горизонтально и выше сердцевины седла. Клапана такой конструкции по способу монтажа к трубопроводу могут быть муфтовыми, фланцевыми, межфланцевыми (зажимаются между двумя фланцами на трубопроводе) и под приварку. Широко применяются на трубопроводах большого диаметра. Для предотвращения разрушительного воздействия на трубопровод и оборудование гидравлического удара, возникающего в процессе резкого закрытия хлопушки, на трубопроводах большого диаметра применяются обводные линии. Для этих же целей могут применяться устройства гидравлического демпфера, которое связано с осью перекрывающей тарелки.

Многодисковые обратные поворотные клапана, имеющие вместо одного диска, конструкцию из нескольких дисков малого диаметра, применяются в основном на трубопроводах большого диаметра (например, магистральных). Инерционность такой конструкции значительно меньше однодисковой, поскольку благодаря системе из нескольких дисков, вес их значительно меньше, чем вес одного диска большого диаметра. Обводные линии, для исключения гидравлического удара в момент открытия или закрытия клапана, также используются. При пульсации давления в трубопроводе, под действием потока рабочей среды, диск или система из нескольких дисков, находятся в постоянном движении. Они производят постоянные колебательные движения вокруг оси, что приводит к преждевременному износу осей и проушин тарелки. При ударе о корпус клапана это может привести к поломке проушин и тарелки.

Рассмотренные конструкции обратных клапанов предназначены для горизонтальных трубопроводов. Для вертикальных трубопроводов могут быть также применены как подъемные, так и поворотные обратные клапаны. Когда поворотная тарелка садится на седло клапана, предотвращая обратный поток воды, автоматически включается перепускной клапан, связанный с помощью рычагов с осью поворота тарелки. Игольчатый вентиль служит для установления количества воды, необходимого при перепуске. При подъеме тарелки перепускной клапан автоматически закрывается. Перепуск воды в данных условиях необходим для того, чтобы предотвратить запаривание насоса при закрытом обратном клапане. Обратные поворотные безударные клапаны отличаются тем, что ось вращения тарелки не вынесена в сторону от прохода, а расположена в проходе, будучи смещена в сторону от оси. Поскольку в таких клапанах среда обтекает тарелку, гидравлическое сопротивление клапанов малого прохода должно быть больше, чем клапанов большого прохода, поскольку в последних относительное перекрытие диском площади отверстия прохода меньше. Поворотные обратные клапана получили значительно большее распространение, чем подъемные.

На трубопроводах, рабочей средой в которых являются канализационные стоки, в последнее время широко применяются шаровые обратные клапана. Выпускаются, как правило, в чугунном корпусе, способ присоединения к трубопроводу может быть муфтовым (до Ду 80) и фланцевым (свыше Ду 50) как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Запорным органом является резиновый, полимерный, или чугунный вулканизированный шар. Для перекрытия трубопровода используется только сила тяжести самого шара. Такая конструкция обратного клапана хорошо зарекомендовала себя при работе с густыми, тяжелыми, липкими рабочими средами. Кроме того работают они практически бесшумно, конструкция самоочищающаяся, имеют небольшое гидравлическое сопротивление. Недостаток таких клапанов: достаточно большие габариты и вес, более дорогая конструкция по сравнению с клапанами поворотными. Существует разновидность обратных шаровых клапанов, в которых шар прижимается к седлу при помощи пружины. Они применяются в основном в сантехнике и выпускаются малого диаметра и муфтовые.

Еще одной разновидностью обратных клапанов является обратный подпружиненный дисковый затвор. По принципу действия он аналогичен шаровому клапану, но рабочим органом служит пластина. Такое конструктивное решение значительно уменьшает монтажные размеры и вес изделия и позволяет выпускать эти модели в достаточно большом диаметре (до Ду 200). Присоединение к трубопровод, в основном, межфланцевое. Устанавливаться могут на любом участке трубопровода, как горизонтальном, так и вертикальном. Трущиеся поверхности в данной конструкции отсутствуют, что значительно увеличивает срок службы изделия, по сравнению с другими конструкциями.