Обратный клапан

Что такое обратный клапан?

Обратный клапан – это тип клапана, используемый для пропускания потока жидкости в одном направлении. Поток жидкости пропускается только в прямом направлении, и при попытке жидкости течь обратно клапан закрывается. Открытие или закрытие клапана зависит от разницы давления между входным и выходным отверстиями клапана. Производители обратных клапанов проектируют этот тип клапанов без привода или маховика, поскольку он работает автоматически, позволяя жидкости течь вперед и блокируя ее обратный поток. Предотвращение обратного потока жидкости предотвращает загрязнение жидкости, например, в пищевой промышленности и водоснабжении. Этот клапан также предотвращает повреждение насосов и котлов, которое может произойти при обратном движении жидкости. Обратные клапаны могут использоваться при низких и высоких температурах, а также в агрессивных и некоррозионных средах. Область применения во многом зависит от материала, из которого изготовлены внутренние детали клапана.

Рисунок: Обратный клапан заслонки.  

Компоненты клапана с обратным клапаном

Тело

Это внешняя часть обратного клапана, которая используется для размещения внутренних частей клапана. Производители обратных клапанов изготавливают корпус из прочных материалов, таких как ковкий чугун, нержавеющая сталь, ковкий чугун и другие, чтобы сделать корпус клапана прочным и способным выдерживать давление жидкости. Высокая прочность корпуса также обеспечивает безопасность клапана от ударов падающих предметов и высоких температур. В корпусе находятся порты обратного клапана.

Капот/крышка

Это еще одна часть обратного клапана, которая устанавливается поверх корпуса для защиты внутренних деталей. Корпус и крышка соединяются с помощью различных элементов, таких как болты, резьба, сварка или уплотнение под давлением. Это помогает обеспечить отсутствие утечек, которые могут привести к потере давления или нанесению ущерба окружающей среде. И корпус, и крышка изготовлены из одного и того же металлического материала для повышения прочности.

Диск

Это компонент обратного клапана, который используется для предотвращения обратного потока жидкости. Диск работает в поддержку пружины. Однако некоторые производители обратных клапанов не используют пружину, и клапан зависит от обратного потока для предотвращения обратного потока жидкости.

Сиденье

Это компонент, расположенный внутри корпуса клапана для предотвращения утечки между корпусом и диском при закрытии клапана. Седло обеспечивает посадочную поверхность, на которую ложится диск для предотвращения обратного потока жидкости.

Весна

Эта деталь используется для поддержки диска при закрытии клапана сразу после снижения давления всасывания или при выключении насоса. Производители обратных клапанов проектируют пружину с силой, пропорциональной давлению всасывания, чтобы жидкость могла открыть клапан. Если пружина изготовлена с очень высокой прочностью, жидкость может не открыть диск.

Прокладка

Это одна из частей обратного клапана, используемая для предотвращения утечки жидкости. Она устанавливается между сопрягаемыми поверхностями корпуса и крышки клапана, а также корпуса и трубы. Прокладки изготавливаются из различных материалов, которые определяют область применения обратного клапана.

Рисунок: Компоненты обратного клапана.

Как работает обратный клапан?

Принцип работы обратного клапана зависит от перепада давления. Клапан открывается, когда давление восходящего потока жидкости превышает давление нисходящего потока жидкости. Это давление создает силу, которая действует на тарелку клапана, заставляя тарельчатую заслонку двигаться вперед. Таким образом, образуется свободное пространство, позволяющее жидкости протекать через обратный клапан. После открытия тарелки жидкость продолжает течь вперед до тех пор, пока насос не выключится или пока не возникнет обратный поток жидкости. При снижении давления всасывания или при возникновении обратного потока жидкости тарелка под действием пружины клапана закрывает клапан. Это предотвращает обратный поток жидкости, тем самым предотвращая загрязнение восходящего потока жидкости, а также повреждение оборудования трубопроводной системы, например, котлов или насосов.

Рисунок: Работа обратного клапана.

Типы обратных клапанов

Прямой обратный клапан с заслонкой

Как следует из названия, этот обратный клапан разработан таким образом, что жидкость проходит прямо через клапан. Конструкция клапана представляет собой круглый диск. Диск закрывается на шарнирном штифте для открытия и закрытия потока жидкости. Производители обратных клапанов проектируют этот клапан таким образом, что когда жидкость течет вверх по потоку, она заставляет диск подниматься вверх, оставляя пространство для потока жидкости. Этот клапан без пружины закрывается, когда давление снижается, и диск возвращается в свое посадочное положение под действием обратного потока жидкости. На корпусе расположено седловое кольцо, на которое садится диск при закрытии, предотвращая обратный поток жидкости. Производители обратных клапанов проектируют клапаны с седловой поверхностью, ориентированной под небольшим углом, чтобы диск открывался даже при низком давлении. Это также помогает обеспечить плотное уплотнение и уменьшить удар при закрытии диска.

Рисунок: Прямой обратный клапан с заслонкой.

Вафельный обратный клапан

Это обратный клапан с пластинами, которые служат для открытия и закрытия потока жидкости. Существует два типа этого клапана: с одной пластиной и с двумя пластинами. Общей характеристикой этих двух типов является то, что они имеют тонкие корпуса. В однопластинчатом вафельном обратном клапане используется одна пластина. Тарелка, служащая диском клапана, с одной стороны закреплена на шарнире, а с другой стороны свободна. Жидкость, проходящая через клапан, воздействует на свободный конец пластины, заставляя ее откидываться вверх и тем самым открывая поток жидкости. Двухпластинчатый пластинчатый обратный клапан использует две пластины, известные как полудиски. Диски/пластины поворачиваются на стойке, установленной в центре клапана. Центральная стойка известна как шарнирный штифт. Пружины используются для удержания тарелок/дисков в закрытом положении относительно седел клапана и корпуса. Это предотвращает свободное вращение тарелок, если только они не вынуждены вращаться под действием жидкости, текущей вперед. Как только давление всасывания снижается или происходит обратный поток, тарелки возвращаются в седловое положение под действием пружин клапана.

Рисунок: Вафельный обратный клапан (однотарельчатый тип слева и двухтарельчатый тип справа).

Обратный клапан с разъемным корпусом

Это обратный клапан, состоящий из двух частей корпуса. Две части корпуса соединяются с помощью болтов и гаек. Метод болтового соединения создает герметичное уплотнение, что делает эти клапаны пригодными для использования в системах высокого давления. Производители обратных клапанов проектируют эти клапаны таким образом, что диск ориентирован под определенным углом. Такая конструкция помогает снизить потери давления и обеспечить закрытие диска без захлопывания.

Рисунок: Обратный клапан с разъемным корпусом.

Факторы, которые необходимо учитывать при выборе/покупке клапанов с обратным клапаном

Тип СМИ

Производители обратных клапанов разрабатывают клапаны для использования в различных областях. Однако каждый клапан предназначен для определенной жидкости (жидкостей). Некоторые клапаны предназначены для жидкостей с низкой вязкостью, другие – для жидкостей с высокой вязкостью. Другие обратные клапаны используются для агрессивных сред, таких как кислоты, в то время как другие предназначены для использования в некоррозионных жидкостях. Использование клапана в соответствии с инструкциями производителя обратного клапана обеспечивает длительный срок службы.

Скорость потока и давление

Производители обратных клапанов разрабатывают каждый клапан для использования в определенном диапазоне скоростей жидкости. Использование клапана для очень высоких скоростей приводит к тому, что клапан дребезжит или издает много шума. Кроме того, производители обратных клапанов разрабатывают эти клапаны для использования в определенных диапазонах давления. Использование клапана при очень высоком давлении, превышающем рекомендуемое, может привести к утечке жидкости, что может вызвать загрязнение окружающей среды или другие потери. Кроме того, при низком давлении жидкости может оказаться невозможным открыть тарелку клапана. В заключение следует отметить, что очень важно использовать клапан для скорости и давления, указанных производителем обратного клапана.

Температура

Производители обратных клапанов разрабатывают различные клапаны с разными значениями рабочих температур. Некоторые клапаны изготавливаются с мягкими седлами, то есть седлами из пластика или резины. Эти материалы рекомендуются для использования при температурах ниже 60^o C. Другие седла изготавливаются из металлических материалов, которые очень прочны к высоким температурам и рекомендуются для использования при температурах выше 60^o C. Использование клапана вне температурного диапазона, указанного производителем обратного клапана, может повредить клапан или привести к химической реакции жидкости с материалом клапана.

Области применения обратных клапанов

• Обратные клапаны используются при подаче пресной воды.
• Они используются при очистке сточных вод.
• Обратные клапаны используются в производстве различных химических веществ.
• Они используются на предприятиях по производству бумаги и целлюлозы.
• Они используются в системах газо- и нефтепереработки.
• Обратные клапаны используются на паровых электростанциях.
• Они используются в пищевой промышленности и производстве напитков.

Преимущества обратных клапанов

• Обратные клапаны работают по принципу разности давлений, когда они автоматически открывают и закрывают поток жидкости.
• Эти клапаны не допускают утечки жидкости.
• Они не допускают обратного потока жидкости.
• Эти клапаны имеют высокую эффективность, поскольку тарелка клапана вызывает низкий перепад давления.
• Эти клапаны могут использоваться в условиях высокого и низкого давления и температур.
• Они универсальны, так как могут служить в различных типах носителей.
• Обратные клапаны быстродействующие.
• Эти клапаны не нуждаются в смазке.
• Они могут поддерживать расчетное давление жидкости.

Недостатки клапанов с обратным клапаном

• Клапаны с обратным клапаном склонны к захлопыванию и проблемам гидроудара.
• Они не подходят для использования в пульсирующих жидкостях.

Поиск и устранение неисправностей обратных клапанов

Утечка внешней жидкости

• Ослабленное соединение. Затяните соединительные элементы до значений прочности, рекомендованных производителем обратного клапана.
• Изношенная прокладка. Замените прокладку.

Утечка внутренней жидкости

• Изношенное сиденье. Замените сиденье.
• Изношенные уплотнительные кольца. Замените уплотнительные кольца.
• Твердые частицы в клапане. Откройте клапан в соответствии с инструкциями производителя обратного клапана и очистите его от посторонних материалов.

Клапан не открывается

• Низкое давление всасывания. Убедитесь, что давление всасывания соответствует уровню, рекомендованному производителем обратного клапана.
• Не открыт клапан нисходящего потока. Убедитесь, что клапан нисходящего потока открыт.
• Неправильно установлен обратный клапан. Установите клапан так, чтобы направление потока жидкости от источника совпадало со стрелкой потока, указанной на корпусе обратного клапана.

Клапан издает сильный шум или вибрацию

• Скорость потока жидкости очень высокая. Убедитесь, что скорость потока соответствует диапазону скоростей потока, указанному производителем обратного клапана.

Резюме

Обратный клапан – это тип клапана, используемый для предотвращения обратного потока жидкости. Эти клапаны не имеют механизмов управления, таких как приводы или маховик, поскольку они работают автоматически, используя разницу в давлении между входом и выходом. Клапан открывается, когда давление жидкости высокое, чтобы создать силу, которая действует на диск, заставляя его открыться и пропустить поток жидкости. Диск закрывается при наличии обратного потока или при выключении насоса. Производители обратных клапанов изготавливают эти клапаны из прочных металлических материалов, что позволяет использовать их в условиях низкого и высокого давления, а также высоких и низких температур. Существуют различные типы этих клапанов, включая прямые обратные клапаны, вафельные обратные клапаны и обратные клапаны с разъемным корпусом. Перед покупкой клапана важно учесть некоторые факторы, такие как рабочая температура, скорость и давление жидкости, а также тип среды. Области применения обратных клапанов включают химическую промышленность, продукты питания и напитки, водоснабжение, нефть и газ, бумагу и целлюлозу, паровые котлы и др. Преимущества приобретения обратного клапана – автоматическая работа, отсутствие смазки, нулевая утечка, высокая эффективность, универсальность, долговечность, высокая прочность, отсутствие обратного потока жидкости, а также очень быстрая работа.