Шаровый обратный клапан для отопления: Клапан обратный шаровый: принцип действия, виды, конструкция

Содержание

Клапан обратный шаровый: принцип действия, виды, конструкция

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, где ставятся, схемы применения

Обратные клапаны предотвращают движение жидкости в обратном направлении, при изменении режима работы системы. Специалисты отмечают, что в любительских схемах обратные клапаны часто встречаются в местах, где они не нужны, загромождая схему, увеличивая ее стоимость, и нарушая нормальный режим работы. Когда и где ставятся обратные клапаны, каких разновидностей встречаются…

Дисковые клапана

Прямой поток отодвигает диск от седла, жидкость проходит по контуру диска. Обратный поток прижимает диск к кольцу (уплотнению).

Клапан отличается простотой и дешевизной, но при этом довольно большой резкостью закрытия с образованием микро-гидроударов, что в большинстве схем не критично. Устройство создает заметное гидравлическое сопротивление прямому току, которое можно узнать из характеристик прибора. Конструкции неразборные, не ремонтируемые, дешевые и компактные, применяются широко в сетях с небольшим (до 3 бар) давлением.

Шаровые

Шаровые обратные клапаны по конструкции похожи на дисковые, только перекрытие сечения осуществляется прорезиненным шариком. Варианты — с горизонтальным перемещением шарика, или с подъемом. Корпуса их обычно разборные, поэтому можно обслужить, почистить.

Но к недостаткам относится направленность монтажа, — требует вертикальной установки, при которой шарик опускается к седлу уже под собственным весом при недостаточно большом токе жидкости. Также имеется некоторая массивность конструкции, повышенное давление на открытие. В самотечных схемах поэтому не применяются.

Лепестковый обратный клапан

Лепестком здесь называется перекрывающая сечение пластина, но на этот раз она закреплена на оси и может откидываться.

Одностворчатые, – с одним лепестком на оси, расположенной сбоку от сечения. Жидкость откидывает лепесток в сторону, открывая сечение. Обратный поток прижимает пластину в исходное положение. Здесь вращение может быть подпружининным.

Двустворчатые лепестки размещаются на оси, проходящей по центру трубы и они откидываются в разных направлениях.

Для обоих вариантов характерно повышенное гидравлическое сопротивление прямому потоку, некоторая сложность конструкции с повышенной ценой. Но в тоже время легкость открытия беспружинного клапана позволяет использовать его при слабых потоках, например, в самотечных схемах.

Подъемные клапаны

Еще одна конструкция клапанов является весьма распространенной. В ней сдвижение тарельчатого клапана осуществляется по вертикальной оси. Клапан приподнимается прямым потоком, но опускается уже при его ослабевании под собственным весом.

Для изделий характерна ремонтопригодность, они легко чистятся, и работают довольно надежно. Но в тоже время создают сопротивление потоку повышенное, а установка их возможна только в горизонтальной трубе (или в близком к этому положению), с разворотом корпуса клапана строго вверх.

Подразделение клапанов по способу крепления.

Муфтовые клапаны применяются при малых диаметрах труб, включительно до 50 мм. Их отличает предельная дешевизна и простата установки. На металлических резьбах лучшим уплотнителем оказывается все тот же лен со смазкой.

Фланцевые крепятся на фланцы к трубам большого диаметра, начиная с 40 мм, с использованием болтов и прокладок из резины, силикона между фланцами.

Сварные. Металлические ввариваемые клапана встречаются редко, поэтому это скорее относится к изделиям в полипропиленовых корпусах.

Наиболее дешевыми окажутся пластиковые обратные клапана, но они же и не практичные. Лучше ставить американки и обратный клапан из металла на резьбе. Наиболее прочными и долговечными остаются из нержавеющей стали.

Схемы – как применяются обратные клапана

В системах отопления и водоснабжения обратные клапана ставятся в параллельных ветвях, в которых возможен обратный ток жидкости при изменении режима в соседних.

Простейший пример: много контуров с насосами от одной трубы. При включении любого насоса, в соседних будет меняться давление, — где нежелателен обратный ток жидкости, там и ставят обратный клапан.

Наиболее типичные широко применяемые схемы с обратными клапанами.

Подключение резервного котла, включающегося автоматически без участия человека. Типичная схема совмещения твердотопливного котла и электрокотла. Обратный клапан предотвращает движение жидкости через параллельный котел, пока один работает. Здесь должны быть клапана с минимальным сопротивлением движению жидкости, но возможно с большим усилием на открытие.

Другой типовой вариант – установка насоса твердотопливного котла с сохранением возможности самотека. Обратный клапан, большого диаметра в самотечной трубе предотвратит закорачивание струи, когда включится (автоматически) насос. Здесь уместен клапан с легким открытием для обеспечения самотека, а большой диаметр нивелирует его местное сопротивление.

Подключение подпитки любой системы отопления от водопровода. В принципе, здесь обратный клапан является не столь обязательным… устанавливается на тот случай, если во время наполнения системы вдруг в водопроводе исчезнет давление. Не заметив этого вовремя можно выпустить обратно в водопровод весь теплоноситель…
Обратный клапан всегда ставится в составе водоснабжения для насоса, предотвращая слив трубопровода самотеком обратно в источник.

Как ставится обратный клапан для насоса

Обратный клапан для отопления устройство и принцип работы шарового и гравитационного — Офремонт

Сегодняшние системы отопления состоят из многочисленного числа разных агрегатов, узлов и деталей. Любой компронент имеет собственное назначение, при продуманном проектировании и монтаже они все работают как единый организм. Не очень трудоемкий по собственному устройству, но очень существенный для хорошей работы теплоснабжения компонент- это клапан обратный. Он управляет потоком жидкости или газа, попуская его по трубопроводу только в одном направлении.

Клапан обратный, его конструкция, рабочий принцип и назначение

В ходе работы отопительной системы могут появляться штатные или нештатные ситуации, в которых жидкость в той либо другой трубе пытается течь вспять. Это может происходить при остывании носителя тепла или нарушении цельности трубо-проводов. Данная ситуация может привести к малоприятным последствиям- от прекращения обогревания до выхода из строя водонагревателя электрического накопительного и прочих узлов системы. Чтобы устранить изменение направления потока, используют обратные клапаны. Он не мешает течению жидкости в заданном направлении, а при попытке обращения потока вспять закрывает трубопровод. Клапаны в системе обогрева приводятся в действие разными силами:

пружиной;
силой тяжести;
давлением потока.

Их исправный орган- тарелка, шар или лепесточки при обращении потока плотно примыкает к седлу и не даёт жидкости перемещаться.

Рисунок 1. Схема подсоединения к системе отопления

Чтобы все узлы функционировали в заданном режиме, клапан обратный для отопительной системы должен создавать небольшое сопротивление потоку в заданном направлении, и как можно скорее включаться при развороте направления.

Виды обратных клапанов

Все разновидности устройств несут одну и ту же функцию, но могут иметь самую разную конструкцию, различные исполнительные органы и приводиться в действие всевозможными физическими принципами.

Исходя из конструкции и принципа срабатывания, отличают такие главные виды, как

дисковые, или тарельчатые;
шаровые;
лепестковые;
двупольные.

Каждый вид имеет собственные минусы и плюсы и преимущественную область использования.

Тарельчатый

Рабочий орган, или затвор клапана собой представляет диск, прикрепленный к подпружиненному штоку. При нормальном направлении потока пружина сжимается давлением жидкости и затвор открывается. Как только напор жидкости падает или она стремится течь назад, пружина разжимается и жмет тарелку к седлу, и затвор закрывается.

Рисунок 2. Конструкция дискового затвора

На тарелке (реже- на седле) устанавливают резиновую или силиконовую прокладку для уплотнения, обеспечивающую максимально прилегание диска к седлу и исключающую просачивание жидкости.

Рисунок 3. Рабочий принцип тарельчатого клапана обратного типа

Данные устройства завоевали большую популярность во время проектирования и комплектации бытовых отопительных систем. Они обладают подобными хорошими качествами, как:

Простота устройства. Оно состоит из 5 деталей и не просит большой точности в процессе изготовления.
Надежность. За счёт простоты конструкции данные устройства работают годами без замены.
Не нуждаются в физико-техническом обслуживании.
Доступность цены.

Есть и этих устройств и минусы:

Высокое сопротивление потоку в открытом состоянии.
Предрасположены выпадению минеральных отложений на диск и седло. Это приводит к поломки.
Невысокая возможность ремонта. При нарушении в работе весь прибор меняют на новый.
При открывании делают гидравлический удар. Это не вредит самому устройству, но может сделать быстрее износ остальных чувствительных к динамическим нагрузкам агрегатов, например, как насосы для отопления.

Имеются особые конструкции тарельчатых затворов, оборудованных устройством плавного открытия. Но они стоят намного дороже.

Шаровой, или гравитационный

В гравитационном обратном клапане для отопительных систем основным органом для работы, перекрывающим водный поток, служит шар из металла. С целью улучшения примыкания шар покрывают тоненьким слоем упругого пластика или резины. Когда поток жидкости идет через устройство в заданном направлении, он силой собственного давления приподнимает шар над седлом и открывает просвет.

Рисунок 4. Шаровой клапан

Если напор потока падает или направление движения потока жидкости меняется на обратное, шар под воздействием силы тяжести падает на седло, прижимается к нему и закрывает просвет. Чем больше жидкость пытается течь в обратном направлении, тем крепче прижим и лучше перекрытие.

Плюсы подобной конструкции такие:

Невысокое сопротивление потоку в положении открыто.
Самая большая надежность. Устройство не имеет трущихся компонентов и почти что не снашивается в положении открыто.
Высокая возможность ремонта. Снимающаяся крышка дает возможность очень просто чистить камеру и рабочие детали прибора и менять шарик при надобности.

К недостаткам относятся такие факторы, как:

Большие диаметр.
Большое рабочее давление.
Необходимость строгого выполнения ориентации устройства при установке. В другом случае шар не встанет и не откроет просвет.

Большие требования к процессу установки и к рабочему давлению ограничивают применение такой арматурин в домашних отопительных системах.

Лепестковый

В качестве затвора применяется стальная или латунная пластина. Она крепится на подпружиненной оси, перпендикулярной направлению движения жидкости

Рисунок 5. Межфланцевый лепестковый затвор

Рабочий принцип поворачивающегося клапана прост. Во время движения жидкости как правило направлении сила напора поворачивает затвор, преодолевая сопротивление пружины. При уменьшении давления или обращении потока пружина ставит затвор поперек трубы, закрывая ее. Есть конструкции и без пружины. В них заслонка возвращается на место подл воздействием силы тяжести.

У подобной конструкции имеются собственные хорошие качества:

Невысокая стоимость.
Небольшое гидравлическое сопротивление в открытом виде.
Высокая чувствительность и небольшое время срабатывания.

К минусам относят наличие двигающихся и трущихся частей. Это ведет к их неминуемому изнашиванию и ремонту либо замене.

Двустворчатый

Двупольные клапаны – это разновидность лепестковых их ось расположена точно в середине трубы, и два полудиска-лепестка могут становиться вдоль потока, открывая затвор, либо под воздействием пружин находиться поперек потока, закрывая его.

Рисунок 6. Схема действия двухстворчатого клапана

Такие клапана выделяются чрезвычайно быстрым срабатыванием, но делают внушительное сопротивление потоку. Они используются в средних и больших системах отопления с большим рабочим давлением.

По принципу действия клапан близок к дисковому, но выделяется от него тем, что тарелка и подпружиненный шток размещены не вдоль, а перпендикулярно потоку жидкости.

Рисунок 7. Схема действия и разрез подъемного клапана

Сила давления потока приподнимает тарелку, при этом избавляется просвет для движения жидкости в заданную сторону. Если давление падает или поток пытается повернуть вспять, тарелка под воздействием пружины опускается и прижимается к седлу, закрывая просвет.

К положительным качествам подобной конструкции относят:

Надежность обеспечивается небольшим числом двигающихся деталей и обычностью устройства.
Невысокая чувствительность к чистоте жидкости, как механической, так и химической.
Возможность ремонта. Через верхнюю крышку можно чистить камеру и менять поломанные детали.

Минусом считают необходимость монтажного процесса строго горизонтально. Это выполняет клапан неприменимым для вертикальных отрезков трубо-проводов. Конструкция подойдет для систем с конвективной циркуляцией.

область использования.

Область использования той ил иной конструкции определяется комбинированием ее конструктивных параметров, рабочих свойств и требований к установке. Выбирать арматуру для домашней отопительной системы лучше при помощи квалифицированного и умелого инженера, способного сделать нужные оценки показателей и выполнить расчеты.

Помимо устройства внутри, обратные клапана отличаются также и по методу присоединения к трубам.

Снабжены резьбовыми муфтами с обеих сторон, устанавливаются при помощи фитингов с резьбой. Устройство скорее всего поставит специалист с небольшими способностями, однако оно не выдержит большого давления.

Рисунок 8. Муфтовое подключение дискового затвора

Диаметр нечасто превосходит два дюйма (50 мм). Благодаря этому область использования в большинстве случаев ограничена дисковыми затворами в приватизированных домах и квартирах.

С обеих сторон корпуса отлиты фланцы с отверстиями. Подобные фланцы привариваются к трубопроводу, и через прокладки корпус притягивается болтами и гайками. Подобное соединение значительно крепче резьбового, и может держать большое давления.

Область использования подобных соединений- магистрали среднего и крупного диаметра. Более распространёнными стали шаровые затворы.

Рисунок 9. Соединение фланцевого типа

Межфланцевые

Такой вариант крепежа учитывает установку клапана между 2-ух фланцев, приваренных к трубопроводу.

Рисунок 10. Межфланцевое крепление лепесткового клапана

Способ выделяется большой надежностью и легче в установке. Вес и размеры данных устройств меньше, чем у фланцевых. Крепление также может держать большое давление. Используется на трубопроводах тагистрали

Если требуется очень высокая надежность, то корпусе устройства предполагают сквозные отверстия, через них и оба фланца пропускаются сквозные шпильки, на которых с обеих сторон затягиваются гайки.

Также выпускаются и клапаны, ориентированные на сварное соединение. С обеих сторон у них торчат отрезки трубы, которые при установке можно срезать под размер и прикрепить к трубам магистрали.

Этот вид неразъемного соединения выделяется самой большой прочностью, но в случае демонтажа прибора придется приваривать дополнительный кусочек трубы. Так выпускаются тарельчатые и лепестковые затворы.

Материал, из которого выполнен корпус детали затвора, оказывает влияние на его крепость, устойчивость к коррозии и служебный срок:

Нержавеющая сталь. Мало склонна к ржавчине, может использоваться в активных средах и при больших температурах. Применяется на трубах до 40 см в диаметре. Выделяется большей стоимостью.
Латунь. Доступнее нержавеющей стали, имеют высокую устойчивость к коррозии. Крепость ощутимо ниже, но вполне достаточная для домашних систем
Чугун. Оливки из чугуна имеют большую прочность и невысокую цену, но выделяются большими размерами и массой. Используются там, где вес и размер особого значения не имеют. Из-за свойств технологии литья, очень маленький размер- 4 см. В приватных системах почти что не используются.
Пластик. Подобные изделия дешевы, но не выделяются большой долговечностью и теплоустойчивостью. Удобней использовать приборы с деталями из металла.

Рисунок 11. Затвор с деталями из металла длительнее отслужит

Не обращая внимания на значительную стоимость подобных клапанов, их целесообразно применить. Они обеспечивают ощутимо больший срок работы без разных перебоев и не заставят демонтировать систему для работ по ремонту посреди сезона отопления.