Обратный клапан шаровой: конструкция, разновидности, сфера применения

При эксплуатации трубопроводных систем, по которым транспортируются различные среды, не исключены ситуации, когда движение потока таких сред может измениться на противоположное. Чтобы исключить такие явления, последствия которых могут стать причиной нарушения работы как отдельных элементов трубопровода, так и всей системы в целом, применяются обратные клапанные устройства, одним из видов которых является клапан обратный шаровый.

Клапан обратный шаровый резьбовой с легко снимаемой крышкой

Принцип действия

Конструкцию клапана обратного – как шарового, так и любого другого типа – составляют корпус, который может быть изготовлен из стали или чугуна, и запорный элемент. В качестве последнего в шаровом клапане используется металлический шар, в затворах других типов это может быть пружинная металлическая пластина – створка или цилиндрический золотник.

В начальном состоянии, когда шаровый обратный клапан не пропускает через себя среду, транспортируемую по трубопроводу, его проходное отверстие закрыто шаром, на который воздействует пружинный механизм. Под воздействием давления, создаваемого рабочей средой, пружина начинает сжиматься, и отверстие в затворе открывается, давая возможность газу или жидкости двигаться по трубопроводу в требуемом направлении. При падении давления рабочей среды, что может произойти из-за остановки насосного оборудования, утечки или по ряду других причин, пружинный механизм снова прижимает шар к выходу проходного отверстия, запирая клапан и не давая газу или жидкости двигаться в обратном направлении.

Принцип работы шарового обратного клапана

Разновидности обратных клапанных устройств

Кроме обратных клапанов шарового типа, в трубопроводных системах, предназначенных для перекачки жидких и газообразных сред, используются затворы других видов, которые различаются между собой как конструктивным исполнением и техническими характеристиками, так и сферой применения. Наиболее значимым отличительным признаком обратных клапанов, который и позволяет относить их к тому или иному виду, является тип используемого в их конструкции запорного механизма. Обратные затворы, которые применяются для оснащения как транспортировочных трубопроводных систем, так и систем отопления и канализации, могут также различаться между собой материалом изготовления и способом установки.

Обратный шаровый клапан для отопления

Дисковые обратные клапаны

Запорный элемент данных клапанов – это пластина, на которую воздействует пружинный механизм. Они отличаются самой простой конструкцией из всех подобных устройств и, соответственно, самой доступной ценой. В закрытом состоянии, когда через такой клапан не проходит поток рабочей среды, пружина его запорного механизма прижимает диск к выходу из проходного отверстия, не давая жидкости или газу двигаться в обратном направлении. Соответственно, когда поток рабочей среды, двигающейся в нужном направлении, достигнет определенного давления, он отожмет подпружиненную пластину и сможет беспрепятственно проходить через клапан.

Большим недостатком дисковых обратных затворов обычной конструкции является то, что при закрытии их запорного механизма создаются значительные ударные нагрузки, что не только негативно отражается на их техническом состоянии и работоспособности, но и приводит к возникновению такого негативного явления, как гидравлический удар. Подобного недостатка лишены дисковые обратные клапаны безударного типа, запорная часть которых оснащена специальным механизмом, обеспечивающим плавное закрытие створки. Между тем следует иметь в виду, что такие изделия стоят достаточно дорого.

Устройство дискового обратного межфланцевого клапана

По типу установки дисковые клапаны, как и клапанные устройства других типов, могут быть фланцевыми и межфланцевыми. В первом случае фланец является элементом корпуса самого клапана и соединяется с ним при помощи сварки. Обратные затворы межфланцевого типа устанавливаются между двумя фланцами, которые смонтированы на элементах трубопроводной системы. Наиболее значимыми преимуществами межфланцевых обратных затворов, если сравнивать их с фланцевыми, являются их компактные габариты и небольшой вес.

Обратные клапаны подъемного типа

Запорным элементом обратных клапанов подъемного типа является золотник, свободно перемещающийся по вертикальной оси. В закрытом состоянии золотник располагается в специальном посадочном седле, перекрывая пропускное отверстие. Как только давления потока рабочей среды будет достаточно для того, чтобы поднять золотник, клапан откроется. Соответственно, если давление в трубопроводе снизится, золотник снова опустится в седло под воздействием собственного веса. Если говорить о недостатках обратных клапанов подъемного типа, то наиболее значимым из них является то, что устанавливаться такое запорное устройство может только в вертикальном положении.

Обратный фланцевый клапан подъемного типа

Конструкция и преимущества клапанов шарового типа

Запорным элементом клапанов обратных шарового типа, как уже говорилось выше, является шар, который может быть изготовлен из чугуна, стали или алюминия. Достаточно часто для обеспечения большей надежности такого затвора в закрытом состоянии шар дополнительно покрывают слоем резины. Шаровые обратные клапаны, которые могут устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопроводов, несмотря на простоту своей конструкции, надежны в эксплуатации.

Клапан шаровой обратный отличается высокой универсальностью и выпускается для трубопроводов различного диаметра, что дает возможность использовать его для оснащения как бытовых, так и промышленных трубопроводных систем. Оснащаются шаровыми затворами трубопроводные системы, применяемые для отопления частных домов и для обогрева крупных промышленных объектов, насосные станции, а также трубопроводы, по которым рабочие среды транспортируются для нужд различных отраслей промышленности.

Устройство обратного клапана шарового типа

Отдельные модели клапанов шариковых оснащаются съемной крышкой, которая позволяет выполнять мелкий ремонт и техническое обслуживание таких запорных устройств без их демонтажа. Крышка крепится на корпусе клапана при помощи болтов, а для обеспечения герметичности ее соединения используется специальная уплотнительная прокладка. На трубопроводах большого диаметра, элементах отопительного и насосного оборудования чаще всего применяют клапаны обратные шаровые фланцевые.

Основные правила выбора

Выбирая обратный клапан для системы отопления или для любых других целей, следует учитывать две основные характеристики:

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

Как правило, данные характеристики указаны в маркировке шаровых обратных клапанов, что дает возможность быстро и правильно подбирать такие устройства для отопления или для оснащения трубопроводов другого назначения.

Все необходимые параметры шарового обратного клапана обязательного указываются в сопровождающей технической документации

От того, насколько правильно обратный клапан, относящийся к шаровому типу, будет подобран по характеристике рабочего давления, будут зависеть безопасность использования и длительность эксплуатации такого устройства. Если же неправильно подобрать обратный клапан по диаметру его условного прохода, то установить его просто не получится.

Выбирая шаровой обратный клапан, следует учитывать и то, каким образом определенная модель может быть установлена на трубопровод. Кроме фланцевых и межфланцевых обратных клапанов, о которых уже было сказано выше, существуют модели, которые устанавливаются при помощи резьбовых муфт или сварки. В частности, на пластиковые трубы, используемые для отопления или водоснабжения, обратные клапаны монтируют только при помощи сварки.

Клапаны обратные шаровые коленные

Как выполнить монтаж

Приступая к монтажу обратных клапанов (как шарового, так и любого другого), следует обязательно ознакомиться с его правилами. Перечислим наиболее важные из таких правил.

• Выполнять монтаж обратных клапанов (в особенности, если такие устройства устанавливаются на трубопроводы, характеризующиеся большим давлением потока транспортируемой рабочей среды) могут только специалисты, которые прошли предварительное обучение и получили разрешительные документы.
• Перед началом монтажа в ту часть трубопроводной системы, где устанавливается клапан, следует отключить подачу рабочей среды.
• Прежде чем устанавливать обратный клапан, следует еще раз убедиться в том, что выбранная вами модель полностью соответствует по своим характеристикам как размерам трубопровода, так и давлению потока рабочей среды.
• При установке обратных клапанов – как шарового, так и любого другого – необходимо учитывать и климатические условия, в которых такое устройство будет эксплуатироваться.
• При монтаже обратных клапанов межфланцевого типа сначала устанавливаются фланцы, между которыми и будет в дальнейшем фиксироваться такое устройство.
• После того как обратный клапан установлен на трубопроводную систему, следует еще раз убедиться в правильности его монтажа и в том, что все требуемые соединения выполнены.

Допустимые пространственные ориентации шарового обратного клапана

На современном отечественном рынке сегодня предлагается большое разнообразие шаровых обратных клапанов от различных производителей, что позволяет подбирать такие устройства, ориентируясь не только на свои потребности, но и на финансовые возможности.

И в заключение небольшой видеоролик с наглядной демонстрацией принципа работы шарового 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.