Виды обратных клапанов для воды и их назначение

Способы монтажа

1. Межфланцевые устройства монтируются между фланцами. Имеют маленький размер и недорогую стоимость.
2. Фланцевые запорные механизмы. Монтируются с помощью специальных крепежей в форме дисков. Как правило, изготавливаются шаровыми. Благодаря надежности могут использоваться даже для труб большого сечения. Делаются из высокопрочной стали.
3. Сварные конструкции делаются из стали. Имеют абсолютную герметичность соединения. Из недостатков — невозможность ремонта, сложность установки и демонтажа. Чаще всего применяются в энергетике.
4. Муфтовые запоры крепятся с помощью резьбы, поэтому просты в установке. В основном изготавливаются дисковыми. Их обычно устанавливают для водопроводов частных домов.

Технология установки

Прежде чем установить обратный клапан на воду, нужно определить месторасположение врезки, а также технологию, которая отличается для различных систем.

Для колодца или скважины, в которых установлена дренажная или вакуумная помпа, защитный клапан крепится на выходе: это позволяет избежать слива жидкости.

Для поверхностных насосов запорные элементы устанавливаются одновременно в нескольких участках — перед гидравлическим аккумулятором и непосредственно на подающем шланге.

Предохранительный клапан для насосной подстанции устанавливается в систему после храповика на всасывающей трубе. В некоторых случаях, при очень сильном давлении, возможна и врезка перед подстанцией.

В системах канализации запорными механизмами лучше всего оборудовать весь санузел — унитаз, кухонную раковину, душевую кабинку.

Технология монтажа клапана обратного давления воды бывает:

1. Фланцевой — используется для центральных систем водоснабжения и промышленных водопроводов. Фланцы крепятся на болтовых соединениях, между которыми устанавливают уплотнители. Современной разработкой являются регулируемые мембранные модели с электрическим приводом, которые управляются с помощью соленоида — катушки на электромагнитной индукции. В пищевой и медицинской сфере распространены пневматические механизмы.
2. Муфтовой — клапаны устанавливают с помощью сварки или резьбовым способом. Для бытового использования лучше выбирать резьбу. Это облегчает процесс обслуживания, а для герметизации используется фум-лента или водостойкий герметик.

Особенности крепления своими руками

Чтобы обратный защитный клапан исправно работал, необходимо не только грамотно подобрать конструкцию с учетом сечения водопроводных труб, материала изготовления и способа установки, но и со всей ответственностью подойти к его монтажу. Есть несколько рекомендаций, которые помогут в установке запорной арматуры:

1. Монтировать предохранительный механизм необходимо по ходу циркуляции воды. На корпусе устройства всегда находится соответствующая стрелка, которая показывает нужное направление.
2. Необходимо обеспечить доступ к конструкции для технического обслуживания при поломке. Исключение могут составлять лишь элементы, которые приварены сваркой.
3. Монтаж клапана на насос выполняется или в начале всасывающей трубы, или непосредственно перед помпой.
4. Во время установки устройства на бойлер необходимо отсоединить его от электросети, перекрыть подачу воды и опустошить емкость.
5. Если защитный механизм ставится на счетчик расхода воды, его нужно установить между вентилем и самим прибором.
6. В магистрали подачи холодной и горячей воды давление отличается, поэтому желательно на каждый трубопровод поставить отдельный клапан. В противном случае начнутся сбои температуры воды.
7. Чтобы соединения были герметичными, можно воспользоваться паронитовыми уплотнителями. Но необходимо проследить за тем, чтобы они не уменьшили диаметр отверстия трубы, иначе это увеличит давление.
8. Чтобы запорный механизм не испортился из-за некачественной воды, желательно установить перед ним фильтр очистки. Это повысит срок эксплуатации клапана.
9. Необходимо исключить чрезмерное давление любых элементов системы на корпус предохранительного клапана.

Установка запорных механизмов позволит избежать аварийных ситуаций в отопительных и водопроводных системах, положительно отразится на работе насосов, исключит заполнение трубопровода воздухом. Но чтобы выполнить монтаж предохранительного клапана быстро и легко, нужно предварительно продумать расположение устройства, а также подготовить требуемые инструменты для установки.

Как установить обратный клапан

На просторах интернета существует два абсолютно противоположных мнения о том, снизу или сверху скважины нужно осуществлять монтаж обратнозапорного клапана. Кроме того спорят часто о том, насколько важна ориентация в пространстве самого механизма. Давайте разберемся.

С одной стороны, подпружиненная мембрана, установленная внутри корпуса запорного механизма, вроде как и не требует обязательной вертикальной установки. Но, в итоге – именно она обязательна, если вы не хотите осуществлять периодический ремонт с полной заменой затворных аппаратов, которые в горизонтальном варианте установки со временем просто забиваются отложениями осадка и грязи и на самой мембране и на стенках корпуса. Эта грязь приводит к тому, что пружина затвора не держит воду.

Теперь о том, где именно устанавливать обратнозапорный механизм. В абиссинских скважинах – однозначно – вверху. Потому что в противном случае скважина работать нормально не будет. Когда происходит бурение абиссинской скважины, то обратнозапорный механизм нужно герметично поставить вверху сразу после попадания в водоносную жилу.

И именно установка обратнозапорного устройства снизу не даст вам отследить момент попадания в жилу потому, что не будет давать оттока воды. Если установить его снизу, то понять уходит ли налитая вода в водоносный слой можно будет только при помощи ручного или ножного устройства.

Теперь, что касается погружных центробежных насосов в глубоких скважинах. Давайте включим голову и подумаем логически. Если обратнозапорный механизм служит для поддержки постоянного вакуума в скважине, и весь механизм подачи воды осуществляется за счет вакуума, производимым центробежным насосом, то главное в этом вопросе: что происходит в момент выключения напорного аппарата.

А происходит следующее: обратнозапорный механизм наглухо закрывается, переводя саму скважину в ждущий режим. При этом вакуум, который создала напорная установка, остается на прежнем уровне, и удерживает воду у самой поверхности трубы,  не дает ей опускаться снова вниз.

То есть вода постоянно держится на уровне напорного аппарата и сразу после включения начинает подачу воды в трубу. Согласитесь, что при таком подключении обратнозапорного механизма значительно снижается нагрузка на сам насос.

Но, здесь важна герметичность всех частей водопровода, чтобы не шел подсос воздуха. Кроме того, при любом методе подключения перед обратнозапорным механизмом следует устанавливать сеточку, чтобы в клапан не попадала случайная грязь, мелкий мусор и камешки.

Виды обратных клапанов

По внутреннему устройству и назначению обратные клапаны для воды подразделяются на следующие виды:

Клапан межфланцевый, пружинный дисковый и двухстворчатый.

Самая компактная конструкция среди всех видов.

У пружинного дискового клапана затвором служит диск (пластина) с прижимным элементом – пружиной.

В рабочем состоянии диск под давлением воды отжимается, обеспечивая свободный проток.

При понижении давления пружина прижимает диск к седлу, перекрывая проточное отверстие.

Диапазон размеров обратного клапана 15 мм – 200 мм.

В сложных гидросистемах при остановке насоса может произойти гидроудар, который способен нанести повреждения системе.

В таких системах применяются двухстворчатые клапаны: в больших и сложных системах – с амортизаторами для смягчения гидроударов.

В них запорный диск под действием потока воды складывается пополам. Обратный поток возвращает диск в исходное состояние, прижимая его к седлу. Диапазон размеров 50 мм – 700 мм, еще больше, чем у пружинных дисковых клапанов.

Основными преимуществами межфланцевых обратных клапанов являются меньшие размеры и малый вес. В их конструкции отсутствуют фланцы для крепления к трубопроводу.

За счет этого вес снижается в 5 раз, а общая длина в 6-8 раз по сравнению со стандартными обратными клапанами данного проходного диаметра.

Достоинства: простота монтажа, эксплуатации, возможность устанавливать кроме горизонтальных участков трубопровода, также на наклонные и вертикальные.

Недостаток – необходим полный демонтаж при ремонте клапана.

Клапан обратный поворотный или лепестковый

В данной конструкции запорным элементом является золотник – «захлопка».

Ось поворота «захлопки» находится выше проходного отверстия. Под действием напора «захлопка» откидывается и не препятствует прохождению воды.

При понижении давления ниже допустимого золотник падает и захлопывает проходной канал.

В обратных клапанах большого диаметра происходит сильный удар золотника о седло, что приводит к быстрому выходу конструкции из строя.

При дальнейшей эксплуатации это провоцирует возникновение гидравлического удара при срабатывании обратного клапана.

Поэтому поворотные обратные клапаны разбиваются на две группы:

1. Простые – клапаны с диаметром до 400 мм. Их применяют в системах, где ударные явления не могут серьезно повлиять на работу гидросистемы и самого клапана.
2. Безударные – клапаны с устройствами, обеспечивающими плавную и мягкую посадку золотника на седло.

Преимуществом поворотных клапанов является способность обеспечивать работу в системах больших размеров и невысокая чувствительность к загрязнению среды.

Подобный клапан установлен в аэродинамической трубе NASA, размер которой 7 метров в диаметре.

Недостаток – необходимость применения демпфера в клапанах большого диаметра.

Обратный шаровый

Принцип работы обратного шарового клапана аналогичен принципу действия межфланцевого пружинного дискового клапана.

Запорным элементом в нем является шар с пружиной, прижимающей его к седлу. Шаровые обратные клапаны применяют в системах с трубами небольшого диаметра, чаще всего в сантехнике.

Клапан обратный шаровый проигрывает пружинному дисковому клапану в габаритах.

Обратный подъемный

В обратном подъемном клапане запорным элементом является подъемный золотник.

Под действием давления воды золотник поднимается, пропуская поток.

При падении давления золотник опускается на седло, препятствуя обратному ходу потока.

Такие клапаны устанавливаются только на горизонтальных участках трубопроводов. Обязательное условие – вертикальное расположение оси клапана.

Преимущество обратного подъемного клапана – возможность ремонта без демонтажа всего клапана.

Недостаток – высокая чувствительность к загрязненности среды.

Клапаны подразделяются на четыре группы по способу крепления.

1. Крепление под приварку. Обратный клапан крепится к трубопроводу сваркой. Применяется при работе в агрессивных средах.
2. Фланцевое крепление. Обратный клапан соединяется с трубопроводом через фланцы с уплотнением.
3. Муфтовое крепление. Обратный клапан крепится к трубопроводу через резьбовую муфту. Применяется в системах небольшого диаметра.
4. Межфланцевое крепление. Обратный клапан не имеет своего крепежного узла. Зажимается между фланцами трубопровода. Применяется на участках с ограничением по габаритам.

Виды обратных клапанов

Предназначение обратного клапана заключается в уменьшении или увеличении величины сечения вентиляционного канала. В зависимости от задачи, ставящейся перед обратным клапаном, происходит больший или меньший приток свежего воздуха или отток загрязненных воздушных масс. Но главной задачей, все же, является недопускание притока в жилые помещения посторонних запахов, которые могут проникать по разным причинам – засорение вентиляционных каналов, плохая их герметичность.

Сегодня потребитель имеет возможность выбирать среди разнообразия подобных устройств обратный клапан для естественной вентиляции:

• по материалу изготовления;
• по форме;
• по способу функционирования;
• по месту установки;
• по способности пропускать определенное количество воздуха.

По материалу изготовления предлагаются выполненные из металла и пластика, по форме обратный клапан может быть круглым либо прямоугольным и зависит от конструктивных особенностей самой вентиляционной системы, формы ее сечения.

Пластик и металл являются разными по своим качествам материалами, поэтому клапаны, изготовленные из них, используются в различных вентиляционных системах, в зависимости от условий и конструктивных особенностей последних.

По способу управления вентиляционным устройством – автоматическое и ручное. Автоматические устройства могут управляться, практически, без вмешательства человека, при помощи микросхем. Ручное управление используется в простых системах вентиляции, где регулирование количества подаваемого воздушного потока и время проводится простым открытием или закрытием заслонок.

Установка обратного клапана может производиться в вертикальном положении или в горизонтальном, в зависимости от конструкции вентиляционной системы. Если воздуховодные каналы расположены вертикально, это подразумевает, что и воздушные массы движутся вертикально, поэтому установка обратного клапана на вентиляцию производится горизонтально, чтобы лопасти устройства могли с большим эффектом пропускать воздушный поток. При горизонтальном расположении вентиляционных каналов обратный клапан монтируется вертикально.

Пропускная способность – это параметр определяющий количество воздуха способного пройти через вентиляционное устройство за определенное время. Различные виды обратных клапанов имеют разные параметры пропускной способности.

Конструктивные отличия

Устройство обратного клапана не представляет собой сложного инженерного механизма и выглядит, как свободно закрепленные на оси лопасти или горизонтальные жалюзи. Также в конструкции присутствует противовес, задача которого прекращать работу обратного клапана в то время, когда приточный вентилятор не функционирует.

Подобные устройства применяются в вентиляционных системах, использующих воздуховоды различного большого сечения, по форме – квадратные, прямоугольные или круглые. Крепятся на специально проделанные для этой цели отверстия. Если применяются в промышленных системах, где повышенная взрывоопасность, то обратный клапан может иметь размеры от 125 мм до 1000мм.

Обратный клапан бабочка для вентиляции изготавливается из стали с цинковым покрытием, имеет две лопасти, закрепленные на оси, которая устанавливается по центру отверстия вентиляционного канала. Клапан работает только при включенном приточном вентиляторе, при его отключении лопасти закрываются. Этот принцип действия актуален практически для всех подобных устройств.

Есть модели обратного клапана этого типа, которые оснащены уплотнителями из резины, что дает возможность снизить уровень шума, издаваемого движением лопастей. Выпускаются изделия с размером сечений от 100 мм до 315 мм.

Также существует обратный клапан лепесткового типа, называемого еще «жалюзи». Представляет собой решетку с расположенными горизонтально узкими лопастями, которые пропускают воздушные массы лишь в одном направлении. Их довольно часто используют в быту, когда необходимо улучшить работу вытяжной вентиляционной системы.

Вместо нескольких лопастей обратный воздушный клапан для вентиляции, может иметь конструкцию, состоящую из квадратных либо круглых пластин, выполняющих полное или частичное перекрывание канала вентиляции.

Подобные устройства не всегда можно использовать, потому что при отрицательных наружных температурах, пластина, соприкасаясь со стенками вентиляционной шахты, способна покрыться льдом, который приходится удалять при помощи строительного или бытового фена. Для этого необходимо сделать легкий и удобный доступ к обратному клапану.

На что обратить внимание при выборе?

Способ монтажа

•Фланцевый. С помощью приварных дисков-фланцев, имеющихся по краям, чаще всего крепятся шаровые клапаны. Это очень прочное соединение, востребованное на магистралях больших диаметров. 

•Межфланцевый. В таком исполнении обычно выпускают поворотные клапаны. Изделие размещают между фланцами и стягивают их резьбовыми шпильками. Этот метод монтажа может показаться ненадёжным, но на деле он не уступает по прочности остальным. 

•Муфтовый. Установка муфтового обратного клапана в трубопроводе осуществляется за счёт резьбы. Эти модели просто навинчиваются на концы труб и герметизируются. Они не подходят для промышленных магистралей, зато отлично приживаются в быту.

Размер

Диаметр проходного отверстия должен совпадать с диаметром трубопровода. Для правильной установки обратного клапана на трубу узнайте её фактический размер и округлите число до ближайшего из стандартного ряда (6, 8, 10 (3/8”), 15 (1/2”), 20 (3/4”), 25 (1”), 32 (1 1/4”), 40 (1 1/2”), 50 (2”), 65 (2 1/2”), 80 (3”), 100 (4”), 125, 150, 200 и далее).

Материал

Если вы ищете клапан для горячего водоснабжения, приобретите латунное изделие с никелевым покрытием или же стальное. Клапаны из ПВХ или полипропилена в условиях экстремальных температур прослужат вам меньше заявленного срока. При этом не стоит списывать их со счетов: это практичное решение для других повседневных задач.

Рабочее давление

Лучше, если номинальное давление клапана будет в два раза больше фактических нагрузок. Это залог того, что устройство исправно проработает долгие годы.

Где правильно устанавливать обратный клапан

Установка такого элемента конструкции системы водоснабжения чаще всего требуется непосредственно в месте забора воды, то есть на конце трубы. Такое расположение этого узла применимо как для трубы в колодце, так и в скважине при установке всасывающего поверхностного насоса.

Соответствующий диаметру трубы клапан, посредством переходника устанавливается на самую нижнюю часть трубы, и таким образом препятствует оттоку воды из водопровода.

Для погруженных центробежных насосов, постоянно находящихся в воде установка клапана делается, сразу после насоса, но при такой схеме рекомендуется установка проточного фильтра с герметичным корпусом. Такая конструкция обеспечит постоянную подачу воды, поскольку столб воды будет находиться над корпусом устройства, а пространство фильтра и камеры насоса и так постоянно находится под толщей воды.

Еще одним подобным вариантом установки клапана может быть вариант установки его в связке с глубинным насосом мембранного типа. Здесь, в зависимости от конструкции насоса, его можно устанавливать как на выходной патрубок, так и в качестве вставки в трубопровод или шланг.

Виды и конструкции клапанов

Согласно ГОСТ 27477-87 устройства различают по материалам, из которых они изготовлены. Ими могут быть чугун или сталь, а в последнее время расширяется производство обратных клапанов на воду из бронзы или латуни.

Стальные изделия рассчитаны на следующие эксплуатационные параметры канализационной линии:

• Условное давление, МПа – 1,6…250;
• Условный проход, Ду, мм – 10…200;
• Предельная температура рабочей среды, 0 С – 600;
• Тип соединительного фитинга – муфта, штуцер, фланец (под приварку).

Соответствующие характеристики для фитингов из чугуна составляют:

• Условное давление, МПа – 0,25…2,5;
• Условный проход, Ду, мм – 15…400;
• Предельная температура рабочей среды, 0 С – 300;
• Способ соединения – муфтовый или фланцевый.

Параметры невозвратных клапанов, изготовленных из цветных металлов и сплавов:

• Условное давление, МПа – 1,6…2,5;
• Условный проход, Ду, мм – 6…100;
• Предельная температура рабочей среды, 0 С – 225;
• Тип соединительного фитинга – муфта или фланец.

Поворотный лепестковый

Внутри корпуса находится поворотный лепесток, который прикреплён к шарниру и отклоняется от седла, чтобы позволить канализационной среде течь в прямом направлении. При прекращении потока шарнир поворачивается, и лепесток перекрывает седло.

Лепестковые клапаны могут устанавливаться вертикально и горизонтально. В последнем случае чувствительность настройки увеличивается, поскольку в расчёт не принимается собственный вес подвижных элементов. Вместе с тем износ подвижных элементов увеличивается, особенно при пропускании загрязнённой или горячей жидкой среды.

Усовершенствованный вид лепесткового клапана включает два лепестка, закрепленных посредине. Эти две половины сгибаются назад, а когда ток канализационной среды снижается (или совсем прекращается), оба лепестка под силовым воздействием пружинного элемента возвращаются в первоначальное положение.

Клапан обратный пружинный муфтовый

Считается классической разновидностью рассматриваемых устройств. Чаще выпускается вертикальной компоновки, когда шток под воздействием пружины совершает возвратно-поступательные ходы. Поскольку направление штока контролируется внутренней конфигурацией корпуса, то залипание, перекос или зажим подвижного элемента практически исключаются. В бытовых целях используют клапаны, изготовленные из латуни, для промышленных надобностей – чугунные или стальные.

Точность срабатывания устройств такого типа не зависит от диаметра водопровода, а производительность пружинных муфтовых клапанов выше, чем лепестковых, т.к. лепестки дисков не всегда находятся в потоке канализационной жидкости.

Изделие подъёмного типа

Такие конструкции — всегда вертикальной компоновки, и рассчитываются на полное открытие водопроводной магистрали. Однако они характеризуются уменьшенной долговечностью. Объясняется это тем, что при малом расходе есть опасность неполного открытия, поэтому перепад давлений оказывается больше расчётных значений. В этой ситуации чем больше Ду клапана (в дюймах), тем больше эксплуатационная нагрузка на него. При этом возможна вибрация диска со штоком и, в результате, преждевременный его выход из строя.

В таких ситуациях водоснабжения подъёмному клапану лучше предпочесть задвижку, управляемую с помощью руки, особенно тогда, когда интенсивность потока канализационной среды (в единицах расхода) невысока.

Шаровая модель

Имеет диск в конфигурации шара, что способствует плавности перекрывания канализации. Они работают только на подъём и устанавливаются тогда, когда по трубопроводу прокачивается высоковязкая жидкость.

Они могут использоваться в машинах, где действуют пульсирующие потоки, например, в линии нагнетания поршневого компрессора. Шаровые исполнения наиболее компактны, поэтому идеально подойдут для применения в ограниченном пространстве.

Шаровые исполнения характеризуются наилучшими параметрами герметичности . Их ограничение – высокая цена, обусловленная малой технологичностью изготовления шаровой головки.

Классификация по способу монтажа

Фланцевый клапан

При таком типе устройства обратный фланец и фланец на подающей части привариваются к корпусу клапана и получается единая конструкция.

В основном такой тип клапанов используется в промышленных системах для труб большого диаметра.

Из-за больших размеров может стать причиной гидравлического удара, так как в момент закрытия в системе создается повышенное давление. Что бы избежать этого в системах используют затворы безударного типа с плавным закрытием.

Преимущества возможность работы в системах с загрязнением воды. Применение на магистральных трубопроводах, у которых большие диаметры труб.

Межфланцевый

Эти устройство практически не имеют приспособления для крепежа. Сам клапан монтируется между двумя фланцами, на концах соединяемых труб. В местах установки размещают специальный уплотнитель. После этого фланцы стягивают между собой резьбовыми соединениями (болтами или шпильками).

При правильном монтаже, клапан будет надежно зафиксирован. По надежности этот тип соединения почти не уступает фланцевому.

Муфтовый

Самый распространённый в бытовом водопроводе.

При таком подключении клапан присоединяется к трубе при помощи муфты с резьбой.

Плюсы не нужно использовать дополнительные крепежные элементы. Не подходит для труб с большим диаметром.

Как работает устройство?

Принцип действия обратного клапана предельно прост. Пока жидкость движется по трубопроводу в правильном направлении, она создаёт определённое давление, силы которого оказывается достаточно для разжимания пружины, удерживающей затвор в закрытом состоянии. Затвор частично или полностью открывается, пропуская поток воды.

Как только напор жидкости ослабевает, останавливается, либо начинает двигаться в обратном направлении, уровень оказываемого ею давления уменьшается. Усилия пружины достаточно для захлопывания (опускания, закрытия – в зависимости от конструкции клапана) затвора.