Обратные клапаны: их виды и предназначение

В трубопроводной системе жидкость или газ всегда движется в строго заданном направлении. Обратный ток нежелателен. Он приводит к гидроударам, повреждению и выходу из строя оборудования. Все это в полной мере относится к контурам холодильных установок. Потратьте 5 минут, чтобы узнать, как предотвратить аварийную ситуацию, как в этом поможет обратный клапан.

Предназначение запорной арматуры

В стандартном домашнем холодильнике устанавливается один испаритель. Его работа регулируется компрессором. В промышленных же модификациях, с несколькими камерами, работающими в разных режимах, может одновременно работать до десятка испарителей. Если в определенный момент времени компрессор отключается, возможны ситуации, при которых пары хладагента начнут перетекать к испарителям с минимальной температурой. Неизбежное следствие — поломка  и дорогостоящий ремонт. Чтобы это не происходило, необходимо установить клапан на трубопроводе всасывания сразу за испарителями с более низкой температурой. Если это сделать, они не будут заполняться жидкостью. Компрессор не выйдет из строя из-за гидроудара при следующем запуске. Для чего нужен обратный клапан на жидкостных магистралях? Если система управляется реле низкого давления, то запорная арматура разделяет реле и компрессор. Во время остановок последнего хладагент не будет из магистрали нагнетания перетекать в магистраль всасывания. Если же клапан будет находиться между конденсатором и нагнетательной магистралью, компрессор будет значительно быстрее и проще запускаться, так как не будет заполняться его всасывающая полость.

Обратные клапаны: виды и технические характеристики

Для запорной арматуры разработано множество классификаторов. Ее разделяют по ряду параметров

Материал корпуса

Наиболее востребованные материалы — чугун, бронза, нержавеющая сталь, титан, латунь, ПВХ. В трубопроводах промышленного назначения не рекомендуется использовать пластик. Это же относится к обратным клапанам холодильных установок значительной мощности, в частности, работающим с аммиаком в качестве хладагента. Здесь самый лучший материал — сталь. ПВХ можно применять, если речь идет о перекачке воды, иных сред, не горючих и взрывобезопасных.

Материал запорного элемента и седла

Если по трубопроводу перекачиваются среды с высокой температурой, для изготовления запорного элемента применяется только сталь. Обратный клапан для холодильного оборудования бытового назначения может быть из различных видов пластика. Модификации, изготовленные из металла, имеют более высокую стоимость. И его не рекомендуется совмещать с пластиковым корпусом. При гидроударах затвор будет резко ударяться о седло, основа достаточно быстро выйдет из строя. Неизбежно последует разгерметизация и протечки.

Тип запирающего элемента

Принцип работы обратного клапана предполагает применение следующих типов запирающего элемента:

• Подъемный. Внутренний просвет перекрывается своеобразной тарелкой. Если жидкость движется в основном направлении, перегородка поднята. Если же напор снижается ниже определенного минимума, либо перекачиваемая среда движется в обратном направлении, тарелка опускается и перекрывает рабочий просвет.
• Поворотный. Внутренняя перегородка представляет собой одну или две створки. Если напор упал, пошел обратный ток жидкости, под действием пружины внутреннее пространство трубы перекрывается.
• Шаровой. Перекрывающая перегородка имеет форму шара. В стандартном состоянии под напором потока жидкости или иной субстанции ее отживает от седла. Если же работа трубопровода по разным причинам нарушается, под действием обратной пружины он опять прижимается к седлу. Рабочий просвет полностью перекрывается.
• Межфланцевый. В дисковых модификациях тарелка в стандартном состоянии поднимается вдоль оси потока. Потребителям предлагаются и двухстворчатые вариации. Они при движении жидкости складываются навстречу друг другу. Сопротивление потоку при этом практически отсутствует.

Вид возвратного механизма

В большинстве случаев обратный клапан оснащается прижимной пружиной. Именно она возвращает перекрывающий элемент на место в случае аварийной ситуации. Пружины – самый уязвимый элемент всей конструкции. Если по трубопроводу перекачивается загрязненная среда, содержащая химически активные компоненты, она очень быстро выходит из строя. Причина широкого распространения пружинного механизма — простота монтажа обратного клапана и низкая цена. В основном его применяют в трубопроводах с небольшим диаметром, предназначенных для воды, простых сред без твердых примесей. В более сложных модификациях для поворота затвора применяются шарниры. Под давлением среды и силы тяжести они приходят в действие. Преимущество запорной арматуры на шарнирах — нетребовательность к качеству перекачиваемой среды. К тому же механизм не создает сколь-нибудь значимое гидравлическое сопротивление. Чаще всего клапаны шарнирного типа применяются на трубопроводах большого диаметра.

Способ крепления в системе

Как установить обратный клапан? Для присоединения его к трубопроводу используют:

• Резьбовые муфты в сочетании с ФУМ-лентой. Соединение не считается надежным. Его применяют в достаточно простых системах, в том числе бытовых.

• Фланцы. Этот метод востребован на ответственных трубопроводах, в частности, из чугуна. В отдельных случаях клапан с обеих сторон окружен фланцами. Между собой их стягивают сквозными шпильками.
• Сварка. Вариант не всегда применим, особенно в сложных условиях. К тому же могут возникнуть проблемы при соединении деталей из разных материалов. Это нужно учитывать, выбирая, как подключить обратный клапан.

Наличию противоударного механизма

На трубопроводах значительного диаметра в случае обратного тока перекачиваемой среды перекрывающий затвор с силой ударяется о седло. Если ситуация повторяется регулярно, вся система испытывает значительные нагрузки. Рано или поздно она начинает разрушаться. Снизить негативное воздействие от ударов помогает демпфер или демпфирующий груз. При его наличии затвор опускается плавно. Вероятность гидравлического удара и разрушения трубопровода сводится к минимуму.

На что нужно обращать внимание при покупке

При выборе обратного клапана для конкретных целей необходимо проверять такие данные, как:

• Номинальное давление и диаметр. Первое значение маркируется PN, второе — DN.
• Рабочая температура перекачиваемой среды (минимум и максимум).
• Сопротивление току перекачиваемой жидкости или прочей среды.
• Давление, при котором клапан срабатывает и на открывание, и на закрывание.

Эти параметры актуальны вне зависимости от принципа действия обратного клапана, места размещения и предполагаемого использования. Еще одно обязательное условие — в процессе хранения, транспортировки на внутренние поверхности не должны попадать пыль и прочие загрязнения. В противном случае при эксплуатации они не позволят затвору полностью открыться или закрыться.