Зворотний клапан на воду: для чого потрібен, принцип дії, види
Обов’язковим елементом оснащення автономних водопровідних систем на дачах і в заміських будинках є зворотний клапан. Саме таке технічний пристрій, який може мати різне конструктивне виконання, забезпечує рух рідини по трубопроводу в потрібному напрямку. Зворотні клапани, що встановлюються в системі автономного водопостачання, надійно захищають її від наслідків позаштатних ситуацій. Відносяться до арматурних пристроїв прямої дії, зворотні клапани спрацьовують автоматично, для чого використовується енергія робочого середовища, що транспортується по трубопровідній системі.
Зворотний клапан потрібен для захисту водопровідної системи в разі виникнення позаштатних ситуацій
Призначення і принцип дії
Основна функція, яку виконує зворотний клапан для води, полягає в тому, що він захищає систему водопостачання від критичних параметрів потоку рідини, що транспортується по трубопроводу. Найбільш частою причиною критичних ситуацій є зупинка насосної установки, що може привести до цілого ряду негативних явищ — сливу води з трубопроводу назад в свердловину, розкручування крильчатки насоса у зворотному напрямку і, відповідно, поломки.
Захистити водопровідну систему від перерахованих негативних явищ дозволяє установка зворотного клапана на воду. Крім того, зворотний клапан для води запобігає наслідки, які викликає гідравлічний удар. Використання лічильників води в трубопровідних системах дозволяє зробити їх роботу більш ефективною, а також забезпечити коректне функціонування насосного обладнання, яким такі системи оснащені.
Принцип роботи зворотного клапана
Принцип роботи зворотного клапана досить простий і полягає в наступному.
- Потік води, що надходить в такий пристрій під певним тиском, впливає на запірний елемент і віджимає пружину, за допомогою якої даний елемент утримується в закритому стані.
- Після стискання пружини і відкриття запірного елемента вода починає вільно переміщатися через зворотний клапан в потрібному напрямку.
- Якщо рівень тиску робочого потоку рідини в трубопроводі падає або вода починає рухатися не в тому напрямку, пружинний механізм клапана повертає запірний елемент в закритий стан.
Діючи таким чином, клапан зворотний запобігає утворенню небажаного зворотного потоку в трубопровідній системі.
Зворотний клапан пружинного типу з золотниковою тарілкою з нейлону
При виборі моделі затвора, що встановлюється на водопровід, важливо знати нормативні вимоги, які пред’являють до таких пристроїв виробники насосного обладнання. Технічними параметрами, за якими відповідно до цих вимог вибирають зворотний клапан для води, є:
- робоче, пробне і номінальний тиск закриття;
- діаметр посадочної частини;
- умовна пропускна здатність;
- клас герметичності.
Інформація про те, яким технічним вимогам повинен відповідати зворотний клапан для води, як правило, міститься в документації на насосне обладнання.
Клапан зворотний однодисковий муфтовий
Для оснащення систем водопостачання побутового призначення використовують зворотні клапани пружинного типу, діаметр умовного проходу входить в інтервал 15-50 мм. Незважаючи на свої компактні розміри, такі пристрої демонструють високу пропускну здатність, забезпечують надійність експлуатації трубопроводу, низький рівень шуму і вібрації в трубопровідній системі, на якій їх встановлюють.
Ще одним позитивним фактором використання лічильників води в системі водопостачання є те, що вони сприяють зниженню тиску, створюваного водяним насосом, на величину 0,25-0,5 Атм. У зв’язку з цим зворотний клапан для води дозволяє знижувати навантаження як на окремі елементи оснащення трубопроводів, так і на всю систему водопостачання в цілому.
Конструктивні особливості
Одним з найбільш поширених матеріалів, з якого роблять корпусні частина клапанів зворотного ходу води, є латунь. Вибір даного матеріалу не випадковий: цей сплав демонструє виключно високу стійкість до впливу хімічно агресивних речовин, які можуть перебувати в транспортується по трубопроводу воді в розчиненому або підвішеному стані. До таких речовин, зокрема, відносяться мінеральні солі, сірка, кисень, марганець, сполуки заліза і ін. Зовнішню поверхню затворів, яка в процесі їх експлуатації також піддається впливу негативних чинників, часто захищають спеціальним покриттям, що наноситься гальванічним методом.
Пристрій зворотного клапана передбачає наявність золотника, для виготовлення якого також може використовуватися латунь або міцний пластик. Ущільнювальна прокладка, яка присутня в конструкції зворотного клапана, може бути гумовою або силіконової. Для виготовлення важливого елемента запірного механізму — пружини — використовують, як правило, нержавіючу сталь.
Пристрій пружинного зворотного клапана
Отже, якщо говорити про конструктивні елементи пружинного зворотного клапана, то даний пристрій складається з:
- корпусу складеного типу, елементи якого з’єднуються між собою за допомогою різьблення;
- запірного механізму, конструкція якого включає в себе дві рухливі золотникові тарілки, встановлені на спеціальному штоку, і прокладку ущільнювача;
- пружини, встановленої між золотниковими тарілками і посадковим сідлом на виході з пропускного отвору.
Принцип дії пружинного зворотного клапана також досить простий.
- Потік води, що надходить в зворотний затвор під потрібним тиском, впливає на золотник і віджимає пружину.
- При стисненні пружини золотник переміщається по штоку, відкриваючи пропускне отвір і надаючи потоку рідини можливість вільно переміщатися через пристрій.
- При падінні тиску потоку води в трубопроводі, на якому стоїть зворотний клапан, або в тих випадках, коли такий потік починає рухатися не в тому напрямку, пружина повертає золотник на його посадочне місце, закриваючи пропускне отвір пристрою.
Пристрій поворотного зворотного клапана
Таким чином, схема роботи зворотного клапана досить проста, але тим не менш забезпечує високу надійність подібних пристроїв і ефективність їх використання в трубопровідних системах.
Основні види
Розібравшись з тим, як працює зворотний клапан, який встановлюється у водопровідній системі, слід також зрозуміти, як правильно його вибирати. На сучасному ринку пропонуються різні види зворотних клапанних пристроїв, конструкція, матеріал виготовлення і схема роботи яких можуть серйозно відрізнятися.
Пружинний зворотний клапан муфтового типу
Корпус затворів даного типу складається з двох циліндричних елементів, що з’єднуються між собою за допомогою різьблення. У запірний механізм входять пластиковий шток, верхня і нижня золотникові тарілки. Положення елементів запірного механізму в закритому стані, а також їх відкриття в той момент, коли тиск потоку води досягне необхідного рівня, забезпечує пружина. Між собою складові елементи корпусу з’єднуються з використанням ущільнювальної прокладки.
Конструкція муфтового зворотного клапана з металевим сідлом
Пружинний зворотний клапан з латунним золотником і золотникової камерою сферичної форми
Відмінні риси затворів цього типу легко помітити навіть на фото. Латунний корпус такого клапана в його середній частині, де розташовується золотникова камера, має сферичну форму. Така конструктивна особливість дозволяє збільшити обсяг золотникової камери і, відповідно, пропускну здатність зворотного клапана. Запірний механізм водяного клапана даного типу, основу якого становить латунний золотник, працює за таким же принципом, що і в клапанних пристроях будь-якого іншого типу.
Пристрій латунного зворотного клапана зі сферичною камерою
Комбінований зворотний клапан пружинного типу c дренажем і відводом повітря
У багатьох з тих, хто вирішив самостійно зайнятися монтажем трубопровідної системи, нерідко виникає питання про те, для чого потрібен зворотний клапан, оснащений дренажної і Воздухоотводная системами. Використання лічильників води даного типу (особливо для оснащення трубопроводів, по яких транспортуються гарячі робочі середовища) дозволяє спростити процес монтажу і технічного обслуговування таких систем, підвищити їх надійність, знизити сумарну гідравлічний тиск, зменшити кількість монтажних з’єднань.
На корпусі затворів даного типу, що можна побачити навіть на фото, є два патрубка, один з яких використовується для монтажу повітрявідводчика, а другий виконує функцію дренажного елемента. Патрубок для повітрявідводчика, на внутрішній поверхні якого нарізана різьба, розташовується на корпусі пристрою над золотникової камерою (її приймальні частиною). Необхідний такий патрубок для відведення повітря з трубопровідної системи, для чого додатково використовується кран Маєвського. Призначення патрубка, який розташовується на протилежній стороні корпусу — на виході з клапана, полягає в тому, щоб зливати з системи рідина, що скупчилася після клапанного пристрою.
Комбінований зворотний клапан скорочує кількість монтажних з’єднань
Якщо встановити горизонтальний зворотний клапан, то його патрубок для відводу повітря можна використовувати для монтажу манометра. Якщо поставити комбінований зворотний клапан на трубопроводі вертикально, то його дренажний патрубок можна буде застосовувати для зливу води, що скупчилася після такого пристрою, а патрубок повітрявідводчика — для видалення з тієї частини трубопроводу, яка розташована до зворотного клапана, повітряних пробок. Саме тому, вирішуючи, як встановити зворотний клапан комбінованого типу, слід чітко розуміти, які функції повинен виконувати такий затвор.
Пружинні клапани з поліпропіленовим корпусом
Зворотні клапани, корпус яких виконаний з поліпропілену, навіть якщо поглянути на фото таких пристроїв, зовні дуже нагадують косі відводи. Такі типи лічильників води, для монтажу яких використовується метод поліфузіонной зварювання, встановлюють на трубопроводах, також виготовлених з поліпропілену. Додатковий косою відведення в конструкції затворів даного типу необхідний для розміщення в ньому елементів запірного механізму, що полегшує технічне обслуговування такого пристрою. Завдяки цьому конструктивному рішенню виконувати технічне обслуговування і ремонт зворотного клапана даного типу нескладно — достатньо витягти з його додаткового відводу елементи запірного механізму, не порушуючи цілісності корпусу пристрою і герметичності його установки в трубопровідній системі.
Доступність камери поліпропіленового зворотного клапана дозволяє легко контролювати його стан і здійснювати чистку
Зворотні клапани інших типів
В трубопровідних системах, призначених для транспортування води, можуть встановлюватися й інші види лічильників води.
- Зворотний пелюстковий клапан оснащений особливим запірним елементом — підпружиненим пелюсткою. Великим недоліком затворів даного типу є те, що при їх спрацьовуванні створюються значні ударні навантаження. Це негативно відбивається на технічний стан самого затворного пристрої, а також може стати причиною виникнення в трубопровідній системі гідравлічного удару.
- Зворотні клапанні пристрої двостулкового типу відрізняються компактними розмірами і невеликою вагою.
- Підйомний муфтовий зворотний клапан включає в якості запірного елемента золотник, вільно переміщається по вертикальній осі. В основу роботи запірного механізму може бути покладено гравітаційний принцип, коли золотник повертається в закритий стан під дією власної ваги. Для цієї мети може також використовуватися пружина. Якщо ви вирішили встановити на трубопроводі гравітаційний зворотний клапан, майте на увазі, що виконувати монтаж такого пристрою можна тільки на вертикальних ділянках системи. Тим часом гравітаційний клапан відрізняється простотою конструкції, при цьому демонструє високу надійність в процесі експлуатації.
- Існують зворотні клапани, запірним елементом яких служить підпружинений металева кулька. Поверхня такого кульки може бути додатково покрита шаром гуми.
Зворотний клапан з сітчастим фільтром для насосних станцій
Вирішуючи, який зворотний клапан краще і чи потрібен в трубопровідній системі дорогий затвор більш складної конструкції, слід в першу чергу познайомитися з технічними характеристиками такого пристрою і зіставити їх з параметрами роботи трубопровідної системи. Основне призначення зворотного клапана, як уже говорилося вище, полягає в тому, щоб пропускати воду по трубопроводу в потрібному напрямку і не давати потоку рідини рухатися у зворотний бік. У зв’язку з цим вибирати зворотний клапан на воду слід виходячи з того, під яким тиском в трубопроводі рухається потік води. Природно, що треба обов’язково враховувати і діаметр труб, на які такий клапан повинен бути встановлений.
Виконуючи монтаж трубопроводу, слід також мати на увазі, що ставити зворотний клапан можна різними способами. На трубах значного діаметра встановлюються зворотні клапани фланцевого та міжфланцеве типу, а на трубах невеликого діаметра — муфтові затворні пристрої. Зварений метод установки лічильників води використовується переважно при монтажі на поліпропіленових і металопластикових трубах.
Якщо правильно вибрати зворотний клапан і спосіб його установки, такий пристрій не тільки прослужить тривалий час, але і забезпечить коректну роботу всієї трубопровідної системи.
Як правильно виконати установку
Розібравшись з питанням про те, навіщо потрібен зворотний клапан, і з його роллю в трубопровідній системі, слід також вивчити правила його установки на вже працюючому або тільки створюваному трубопроводі. Монтуються такі пристрої на різних елементах трубопровідних систем:
- на трубопроводах автономного та централізованого водопостачання;
- на всмоктувальних лініях, що обслуговуються глибинними і поверхневими насосами;
- перед бойлерами, ємнісними водонагрівачами і лічильниками витрати води.
Схема установки лічильників води при підключенні лічильників водопостачання
Якщо вас цікавлять зворотні клапани, які можуть встановлюватися як у вертикальному, так і в горизонтальному положенні, вибирайте не гравітаційні, а пружинні моделі. Дізнатися про те, в якому напрямку через клапан повинен рухатися потік води, можна за спеціальною стрілкою, нанесеною на корпус пристрою. При установці лічильників води муфтового типу для гарної герметизації обов’язково використовуйте ФУМ-стрічку. Крім того, не слід забувати, що зворотні затвори потребують регулярного обслуговуванні, тому встановлювати їх необхідно в доступних місцях трубопроводу.
При монтажі зворотного клапана на всмоктувальну магістраль погружного насоса слід подбати про те, щоб перед таким пристроєм було встановлено фільтр грубої очистки, який не дасть потрапити у внутрішню частину пристрою механічним домішкам, які містяться в підземній воді. В якості такого фільтра також може бути використана перфорована або сітчаста обойма, в яку поміщають зворотний клапан, встановлений на вхідному кінці всмоктуючої магістралі насосу.
При установці зворотного клапана на вже працюючому трубопроводі слід попередньо відключити систему від подачі води і тільки потім займатися монтажем затворного пристрою.
Як самостійно виготовити зворотний клапан
Нескладна конструкція зворотного клапана дозволяє в разі необхідності виготовити його своїми руками.
Схема саморобної зворотного клапана
Для вирішення цього завдання вам будуть потрібні наступні матеріали й інструменти:
- трійник з внутрішнім різьбленням, який буде виконувати функцію корпусу;
- муфта з різьбою на зовнішній поверхні — сідло саморобного зворотного клапана;
- жорстка пружина, виготовлена ??із сталевого дроту;
- сталева кулька, діаметр якого повинен бути трохи менше, ніж діаметр отвору в трійнику;
- сталева різьбова заглушка, яка буде виконувати функцію упору для пружини;
- стандартний набір слюсарних інструментів і ущільнювальна ФУМ-стрічка.
