Различные типы клапанов, используемых в трубопроводах — полное руководство по трубопроводным клапанам

Обратный клапан для воды

Для того чтобы работали современные бытовые приборы, в кране и душе был нормальный напор, необходимо создать в системе водоснабжения определенный уровень давления. Одна из составляющих, которая за это отвечает — обратный клапан на воду. Что это за устройство, как оно работает, где его ставить. Об этом и многом другом читаем дальше.

Что такое обратный клапан на воду, его назначение и область применения

Обратный клапан — один из видов запорной арматуры. Суть его работы в том, чтобы перекрывать движение потока в обратном направлении. Вторая его задача — препятствовать падению давления.

Применительно к водопроводу, он перекрывает обратное движение воды. В частных системах водоснабжения (из колодцев или скважин), обратный клапан ставят так, чтобы после отключения насоса он удерживал воду во всасывающем патрубке. Если система сделана на основе насосной станции, то, скорее всего, в ее составе есть обратный клапан. Но это надо смотреть в паспорте. Нужен или нет в таком случае второй? Зависит от протяженности линии подачи, сечения трубопровода, производительности насоса и еще нескольких факторов. Но чаще его ставят.

Иллюстрация принципа работы запорного клапана

В квартирах или при центральном водоснабжении в доме, его ставят перед счетчиком. Но тут его задача иная — предотвратить возможность «отматывания» показаний. Наличие или отсутствие обратного клапана в этом случае на работоспособность не влияет. Но его установка — обязательное условие эксплуатационной организации. Пломбу ставят так, чтобы не исключить несанкционированный разбор воды.

Где еще может потребоваться обратный клапан на воду? В системе отопления. Не централизованной, а частной. В ней могут быть контура, в которых при определенных условиях может возникать обратный поток. Вот на таких контурах тоже ставят обратный клапан. В обвязке бойлера, при наличии гигиенического душа. Эти устройства также могут дать обратный поток. Так что запорная арматура нужна.

Виды обратных клапанов, его устройство и принцип работы

Устройство обратного клапана простое. Есть седло с некоторым заужением и запорный элемент. При «правильном» потоке, запорный элемент оттесняется от узкого места. Как только направление меняется, он прижимается к седлу, перекрывая проход. На корпусе, кстати, должна быть стрелка, которая указывает «правильное» направление движения воды.

Как устроен и как работает обратный клапан на воду

В основном, обратные клапаны различают по типу запорного элемента. Он может быть:

• шарового типа (шариковые);
• тарельчатого;
• дискового;
• лепесткового или двустворчатого.

В шаровом кране шарик находится «в свободном плавании». Он ничем не крепится, переносится водой. Вполне надежная система. Вот только он не всегда достаточно плотно перекрывает седло, так что применяется довольно редко.

Виды обратных клапанов на воду

Тарельчатые могут быть подъемные или поворотные. Поворотные, также как и шариковые, открываются и закрываются под воздействием потока воды. Подъемные имеют подпружиненный шток. В «нормальном положении» проход закрыт, когда появляется напор воды, он отжимает пружину, оттесняя запорный элемент вверх.

Самый распространенный в домашних системах водоснабжения — дисковый обратный клапан. Отличается тем, что арматура этого типа может иметь небольшие размеры. А конструкция проста и надежна. Запорный диск ставится поперек потока, пружиной он прижимается к седлу. Вода отжимает пружину, освобождая себе путь.

Обратный клапан — это устройство для предотвращения обратного движения транспортируемой среды

Есть еще двустворчатый клапан для воды. Его запорный элемент состоит из двух половинок диска (лепестков), которые закреплены на оси. Отсюда еще одно название этой модели — лепестковый. Пружинами они удерживаются в закрытом состоянии. Поступающая в водопровод вода отжимает их назад, складывая и прижимая друг к другу. Этот тип оказывает наименьшее гидравлическое сопротивление. В некоторых случаях (при большой протяженности всасывающей линии) это может быть важным.

Материалы, маркировка, размеры

Обратный клапан для воды делают из нержавеющей стали, латуни, большие размеры из чугуна. Для бытовых сетей обычно берут латунь — не слишком дорого и долговечно. Нержавейка, безусловно, лучше, но выходит из строя обычно не корпус, а запорный элемент. Вот к его выбору и стоит подойти внимательно.

Для пластиковых водопроводных систем делают обратные клапаны из того же материала. Они бывают полипропиленовые, пластиковые (для ПНД и ПВД). Последние могут быть под сварку/склейку или резьбовые. Можно, конечно, впаять переходники на латунь, поставить латунный клапан, затем снова переходник с латуни на ППР или пластик. Но такой узел обходится дороже. Да и чем больше точек соединения, тем ниже надежность системы.

Для пластиковых и полипропиленовых систем есть обратные клапаны из того же материала

Материал запорного элемента — латунь, нержавеющая сталь или пластик. Тут, кстати, тяжело сказать, что лучше. Стальные и латунные долговечнее, но если между краем диска и корпусом попадает песчинка, клапан заклинивает и не всегда ему можно вернуть работоспособность. Пластик быстрее снашивается, но зато его не клинит. В этом плане он надежнее. Не зря некоторые производители насосных станций ставят обратные клапаны с пластиковыми дисками. И как правило, все работает лет 5-8 без сбоев. Потом обратный клапан начинает «травить» и его меняют.

Что указывается в маркировке

Несколько слов о маркировке обратного клапана. В ней указывается:

• Тип
• Условный проход
• Условное давление
• ГОСТ, по которому он изготовлен. Для России это ГОСТ 27477-87, но на рынке не только отечественная продукция.

Условный проход обозначается как ДУ или DN. При выборе этого параметра надо ориентироваться на другую арматуру или диаметр трубопровода. Они должны совпадать. Например, ставить будете обратный водяной клапан после погружного насоса, а к нему фильтр. Все три компоненты должны иметь одинаковый условный проход. Например, на всех должно быть написано ДУ 32 или DN 32.

Пару слов про условное давление. Это давление в системе, при котором запорная арматура сохраняет работоспособность. Брать ее надо точно не меньше вашего рабочего давления. В случае с квартирами — не менее проверочного. Оно по нормативу превышает рабочее на 50%, а в реальных условиях может быть и гораздо выше. Давление для вашего дома можно узнать в управляющей компании или у сантехников.

На что еще обратить внимание

С каждым изделием должен идти паспорт или описание. В нем указана температура рабочей среды. Не все клапаны могут работать с горячей водой или в системе отопления. Кроме того, указывается в каком положении они могут работать. Некоторые должны стоять только на горизонтали, другие только на вертикали. Есть и универсальные, например, дисковые. Поэтому они пользуются популярностью.

Давление открывания характеризует «чувствительность» арматуры. Для частных сетей редко имеет значение. Разве что на линиях подачи, близких к критической длине.

Еще обратите внимание на присоединительную резьбу — она может быть внутренней или наружной. Выбирайте, исходя из удобства установки. Не забывайте про стрелку, которая указывает направление движения воды.

Размеры обратных клапанов на воду

Размер обратного клапана на воду считается по условному проходу и выпускают их под все — даже самые маленькие или самые большие диаметры трубопроводов. Самый маленький ДУ 10 (10 мм условный проход), самый большой — ДУ 400. Есть они тех же размеров, что и вся другая запорная арматура: краны, вентили, сгоны и т.д. Еще к «размерам» можно отнести условное давление. Самое низкое — 0,25 МПа, самое высокое — 250 МПа.

Каждая фирма выпускает обратные клапаны для воды нескольких размеров

Это не значит, что любой из клапанов будет в любом варианте. Наиболее ходовые размеры — до DN 40. Дальше уже идут магистральные, а они приобретаются обычно предприятиями. В розничной сети вы их не найдете.

И еще, обратите внимание, что у разных фирм при одинаковом условном проходе, наружные габариты устройства могут отличаться. По длине — понятно. Тут камера, в которой находится запорная тарелка, может быть больше или меньше. Также отличаются и диаметры камер. А вот разница в районе присоединительной резьбы может быть только за счет толщины стенок. Для частных домов это не так и страшно. Тут максимальное рабочее давление 4-6 Атм. А для многоэтажек может быть критично.

Как проверить

Самый простой способ проверки обратного клапана — дунуть в него в направлении, которое его запирает. Воздух проходить не должен. Вообще. Никак. Еще попробуйте нажимать на тарелку. Шток должен ходить плавно. Без щелчков, трения, перекосов.

Как проверить обратный клапан: дунуть в него и проверить гладкость

Осмотрите также седло и диск. Особенно в месте где они прилегают друг к другу. Все должно быть ровно/гладко. От того насколько все точно пригнано, зависит герметичность этого типа арматуры. В моделях подороже на пластине установлено резиновое/полимерное/пластиковое уплотнительное кольцо. Стоит ли говорить, что оно должно лежать ровно, без волн, не должно быть царапин или заусенцев.

Где ставить обратный клапан

Для начала пару слов о том, как обозначается обратный клапан на воду на схемах. Для него существует специальный значок. Это два треугольника, развернутые вершинами друг к другу. Один их треугольников закрашен, один нет. Направление движения рабочей среды указывается стрелкой. В обратном направлении поток закрыт.

Графическое обозначение обратного клапана на схемах

В общем-то, четкого указания, где именно надо ставить обратный клапан, нет. Важно, чтобы он выполнял свои функции, а место его установки — дело вторичное. Надо, чтобы система водоснабжения или отопления работала правильно. А конкретное его место определяете по параметрам системы и по удобству обслуживания. Исключение — ввод воды в квартире. Тут вам четко скажут, обратный клапан ставим перед счетчиком и никак иначе.

Где ставить обратный клапан на воду при вводе ее в квартиру — после счетчика

Например, в обвязке бойлера на подающем трубопроводе должен стоять обратный (запорный) клапан. Он предотвращает попадание горячей воды в систему, которое может произойти, когда вода нагреется и этим создаст повышенное давление, которое может «передавить» водопроводное. В таком случае лучше ставить обратник поближе к источнику горячей воды, чтобы не подвергать тепловой нагрузке другие элементы обвязки и трубы холодной воды, которые далеко не всегда сегодня из металла.

На скважине или в колодце с погружным насосом

Если будете искать информацию, где ставить обратный клапан на погружной насос, информация может быть противоречивой. Одни советуют ставить сразу на выходе насоса, другие — на входе в дом или в приямке, если речь идет о скважине. Как ни странно, все три варианта рабочие. Просто для разных случаев.

Место установки обратного клапана в системе водоснабжения выбираем в зависимости от параметров системы и оборудования

Поставить обратный клапан в доме или в приямке над скважиной можно, если вертикальный участок трубопровода не превышает 7 метров. Длина горизонтального участка (если он без наклона) роли не играет. При такой протяженности трубопровода вода не будет стекать обратно в колодец или скважину.

Место установки обратного клапана в системе водоснабжения с погружным насосом

Если зеркало воды находится ниже семи метров (насос тянет воду с глубины более 7 метров), обратный клапан ставим после насоса. Можно сразу (как на фото выше), а можно поставить фильтр, потом обратный клапан. Допустимо установить клапан на пару метров над уровнем воды. Это уже не играет большой роли. Но такой способ установки — на глубине — неудобный для обслуживания. Рано или поздно клапан придется либо чистить, либо менять. Если он в скважине или в колодце, надо все вынимать на поверхность. Сама замена занимает считанные минуты. На то, чтобы открутить резьбу, снять старый, проверить/почистить или поставить новый, нужно минут пять. А вот все подготовительные работы — это тяжело, мокро и неприятно. Так что по возможности, переносим обратный клапан в дом или приямок.

С насосной станцией

Как уже говорили, некоторые модели насосных станций имеют обратный клапан. Нужно ли ставить второй на всасывающем трубопроводе? Снова-таки, если поднимается вода менее чем на 7 метров, можно обойтись без него или поставить на входе в дом.

Для насосной станции лучше обратный клапан с фильтром

Если вертикальный подъем больше, ставить надо на входе. Зачем? А потому что при выключенном насосе вода будет стекать обратно. И при включении, качать будет воздух, и только потом воду. И сразу скажем, что далеко не все станции нормально переносят такой режим. Поэтому если слышите, что вода после выключения насоса возвращается в колодец или скважину, лучше переделайте систему.

Обратный клапан с фильтром для установки с насосной станцией

Как видите, в данной схеме обратный клапан устанавливается на конце трубы. Так как он чувствителен к загрязнениям, лучше воду предварительно очистить. Можно накрутить стандартные фильтры, а можно поставить со встроенной сеткой. Какой вариант лучше? Наверное, все-таки, первый. Во-первых, можете собрать последовательно столько фильтров, сколько надо, чтобы подавать относительно очищенную воду. Во-вторых, менять один фильтр или один клапан дешевле, чем фильтр с клапаном. Возни при монтаже больше, но не критично.

Почему не работает клапан

Признак того, что сломался обратный клапан — система не может удержать набранное давление. Вернее, поломанный клапан — только одна из причин. Вторая — негерметичность подающего трубопровода. Так что придется проверять оба варианта.

Как выглядит обратный клапан на воду в разрезе

Если посмотрите внимательно на устройство обратного клапана, то поймете, что ломаться-то и нечему. Возможные поломки — клин на штоке и мусор, который мешает диску плотно прижаться. Может быть еще износ запорной пластины. Последнее — неизлечимо, сразу меняем. Износ — это и продавленные бороздки от седла на уплотнительном кольце тоже. Так что наличие уплотнения — неоднозначное преимущество. Резина продавливается и клапан начинает «травить».

Так выглядит засор на ОК малого диаметра

Если покосился или заклинил шток, в некоторых случаях можно поправить его. Как правило, это не надолго, и снова он заклинит довольно скоро. Если же запорная пластина была засорена, обычно ее можно очистить. А чтобы подобная ситуация не повторялась, поставьте перед обратным клапаном фильтр. Если там он уже есть, а вода все еще слишком грязная, вариантов несколько:

• поставьте второй — более мелкий фильтр;
• либо поднимите конец трубопровода от уровня дна;
• почистите или углубите колодец или скважину.

Если речь о погружном насосе типа «Малыш«, снизить количество мути поможет гашение вибраций, которые возникают при его работе. Способы разные — от применения пружин в подвесе, до прорезиненной подвески. Это действительно помогает. Еще как вариант — в колодец на дно поставить бочку с широкой горловиной, а в нее насос. Меньше будет подниматься ил и песок.

Можно увидеть вот такую картину

Следующее замечание. Если после длительного периода работы без поломок, обратные клапаны стали «лететь» один за другим, возможно изменился уровень воды и вам надо переместить точку всасывания. Второй вариант — песком или илом забились трубы и надо трубопровод элементарно промыть. Ну, и проверить его на герметичность. Кстати, если станция не набирает давления, то дело, скорее всего не в обратном клапане, а в груше, ее креплении, ниппеле и т.д.

Различные типы клапанов, используемых в трубопроводах — полное руководство по трубопроводным клапанам

Чтобы спроектировать и провести водопровод, системы отопления, вентиляции и прочие инженерные коммуникации, необходимо правильно подобрать запорно-регулирующую арматуру. Она предназначена для регулировки, открытия и прекращения подачи рабочей жидкости или газа.

Существует много видов клапанов, выполняющих различные функции:

• запирания;
• предохранительная;
• отсечки;
• регулировки;
• смешивания;
• предотвращения обратного потока.

Они отличаются принципом действия, диаметром, способом установки и другими особенностями, которые нужно учитывать при проектировании инженерных систем.

Основные детали

Устройство регулирующего клапана
Устройство регулирующих клапанов включает: корпус, крышку (головку), седло, затвор (заслонка) и шток (шпиндель) с маховиком. Иногда маховик может быть заменен на автоматическое приспособление. Все составляющие объединены посредством корпуса. Рабочая материя подается вовнутрь устройства через корпус. Шпиндель, находящийся в головке (здесь же расположен уплотняющий сальник), заставляет затвор передвигаться, в результате чего открывается или закрывается отверстие, имеющееся в седле. Рабочий состав, поступая сквозь него, выходит с другой стороны. Поток может быть прямым или заворачивать.

Тип подключения

По видам подключения к трубам сетей регулирующие клапаны бывают:

1. сварными;
2. фланцевыми;
3. штуцерными
4. муфтовыми;
5. цапковыми.

Сварная арматура (под приварку) выпускается только в стальном корпусе. Данный тип присоединения является самым надежным, но имеет высокую цену исполнения, ограничен в ремонтопригодности. Используется в промышленных сетях.

Фланцевые изделия нашли самое широкое применение во всех крупных магистралях с различной средой.

В бытовых коммуникациях регулирующую арматуру подключают через резьбовые соединения на муфтах.

Материалы для производства

Чугунный клапан
Для изготовления таких конструкций используют материалы, которые соответствуют необходимым требованиям, выставляемым для определенного вида труб и рабочих составов.

Клапан может быть изготовлен с использованием следующих материалов:

• чугуна для ковки или литейного (серого);
• нержавеющей или углеродистой стали;
• бронзы;
• инконеля, монеля и других металлов, в основу которых входит никель.

Материалы, которые годятся для такого производства, отличаются по цене, и степени стойкости к температурным перепадам и образованию ржавчины.

Из серого чугуна, например, в большинстве случаев изготавливают низкопробные приспособления. Бронза, ввиду своей высокой стойкости к коррозии, применяется для работы с коррозионно-активными материалами. Углеродистую сталь, как наиболее прочный из перечисленных металлов, используют там, где поддерживается высокое давление. Жаропрочный хромомолибденовый материал используют на производствах, где температура воздуха может подниматься до 600°С.

Клапаны, состоящие из вышеперечисленных металлов, применяются для оснащения городских гидросистем. Элементы, вмонтированные во внутрь конструкции, могут быть изготовлены из тех же сплавов, что и корпус, а могут состоять из пластмассовых (чаще всего используются в гравитационных моделях) и резиносодержащих материалов.

Для уплотнения и улучшения герметизации седла, штока клапана и затвора, в большинстве случаев используют графит, хлопок, резину или тефлон (все зависит от разновидности и температуры содержимого труб, а также от условий, в которых используется прибор).

Назначение и сферы применения

Необходимость в регулировании потока возникает при контроле за технологическими процессами различной степени сложности, обеспечении стабильности протекания переходных режимов.

Оба представителя регулирующей техники используются в газовых, промышленных и коммунальных трубопроводах, трубах канализации, на таких сложных объектах, как АЭС и ТЭЦ.

Конструкции подобного типа широко применяются в бытовых системах водоснабжения и отопления.

Разновидности клапанов

Затворный клапан
*

Конструкцию с линейным перемещением затвора или шибер (задвижка) часто применяется для трубопроводов. Такой промышленный клапан называется затворным. Он может быть полностью закрыт или открыт. Открытый дает возможность потоку материи проходить по трубопроводу почти беспрепятственно.

Вентильный механизм, если сравнить его с шибером, значительно затрудняет продвижение состава по трубам. Перепады давления, происходящие на вентиле, применяются для урегулирования расхода материи или давления внутри трубопровода.

Вентильный механизм снабжен вращающимся шпинделем. Когда вращается маховик, шпиндель передвигается относительно резьбы головки. В результате происходит подъем или опускание затвора.

Игольчатый клапан

Игольчатое устройство невелико. По форме рабочая область штока игольчатого устройства напоминает конус, позволяющий без рывков регулировать расход рабочей материи.

Устройство мембранного типа

Клапан мембранного типа выглядит как вентиль, на шпинделе которого (между корпусом и головкой) расположена гибкая мембрана. Под воздействием штока мембрана, перемещаясь, либо регулирует текущее положение механизма, либо полностью его перекрывает. Подвижные составляющие такого механизма не взаимодействуют с потоком жидкости, потому мембрана не нуждается в замене затвора или уплотнительных материалов. Предназначение мембранных устройств — взаимодействовать с жидкостями, содержащими твердые частицы или являющимся носителями агрессивной среды.

Применение обратного клапана

Назначение обратного механизма — предотвратить возвратное продвижение жидкости внутри трубопровода. Известно о существовании двух основных видов обратных клапанов. Они могут быть откидными и подъемными. Первые снабжены шарнирной заслонкой, закрепленной над седлом. Под воздействием потока, идущего со стороны отверстия, заслонка открывается, а жидкость беспрепятственно проникает через клапан. Если поток изменит направление движения, заслонка опустится и закроет отверстие, плотно прижавшись к седлу под давлением жидкости. Подъемная створка функционирует по аналогичному принципу, перемещаясь в вертикально расположенном направляющем цилиндре. Когда поток изменит направление, заслонка опустится и плотно прижмется к седлу.

Тарельчатый механизм

Тарельчатыми называют односедельные клапаны, открывающиеся посредством «кулачков» и рычажков, а закрывающиеся благодаря действию пружин. Автомобилисты используют такие устройства для подачи топлива и воздуха в цилиндры и двигатель автомобиля, а также для выброса использованных газов. Описанный тарельчатый механизм установлен в некоторых видах паровых машин и в паровых турбинах как приспособление для регулирования подачи пара.

Устройство с сильфоном

Сильфонный клапан имеет гофрированную конструкция из металлических материалов. Такое изделие сохраняет прочность и герметичность при неоднократных сжатиях, растяжениях, изгибах. Применяется в трубопроводной арматуре как герметизирующий, силовой элемент.

Применение импульсных устройств

Для защиты от механического разрушения трубопроводов слишком высоким давлением используются импульсные клапаны. Путем автоматического выпуска проходящей среды из систем они понижают силу увеличившегося давления.

Редукционный механизм

Назначение редукционного устройства — понижать давление внутри трубопровода. Величина проходного отверстия варьируется автоматически. Внутри он оснащен перемещающимся штоком и специальным приспособлением, посредством которого может быть изменено положение относительно седла.

Регулирующее приспособление в большинстве случаев изготавливают в виде профилированной детали. В простых моделях урегулированное давление оказывает действие на мембрану, которая закреплена на штоке. При помощи пружины или грузка давление уравновешивается, а его сила изменяется, когда меняется натяжение пружины во время перемещения груза на рычаге. Мембрана, как правило, находится под воздействием давления потока, идущего над или под клапаном. В силовых приводах, в большинстве случаев, нет необходимости.

Четырехходовой клапан

Там, где необходимо регулирование теплоносителя, применяются устройства четырехходового типа. Добиться нужной температуры в системе можно лишь одним способом – смешиванием горячей и холодной среды, получая на выходе нужный результат. Успешное выполнение такого процесса и обеспечивает четырехходовой клапан.

Виды и конструкции

В зависимости от функций по изменению направления потока, рассматриваемые нами устройства, бывают:

• проходными, не меняющими направление среды; проходные клапаны выставляются на участках трубопроводов без изгибов;
• угловыми, смещающими среду на прямой угол;
• смесительными, смешивающие два вида потоков с разными состояниями в один.

По своим конструктивным особенностям регулирующие затворы бывают:

• седельного;
• клеточного;
• мембранного;
• золотникового видов.

Клапаны, оснащенные поворотным затвором

Дроссельный механизм
Изделия дроссельного типа нужны для регулировки или перекрывания доступа к газу, жидким или двухфазным потокам. Тонкая заслонка внешне напоминает две сложенные вместе глубокие тарелки. В проходном отверстии дроссельного устройства может находиться уплотняющая прослойка из мягкого материала. Шпиндель перемещается относительно заслонки. При закрытии заслонка препятствует прохождению потока, принимая перпендикулярное положение и плотно примыкая к мягкому прокладочному материалу, расположенному внутри корпуса. Когда дроссельный клапан открыт, значит, заслонка расположена параллельно потоку.

Устройство шаровой конструкции

Регулирующая деталь шарового клапана похожа на шар со сквозным отверстием. Под воздействием шпинделя он может вращаться с амплитудой 90°С. Когда механизм открыт, это значит, что внешние концы сквозного отверстия на шаре совпали с отверстиями на седлах. Когда он находится в закрытом состоянии – отверстия в шаре не совпадают с отверстиями в седлах, а седла перекрыты, потому что плотно примыкают к поверхности.

Регулирующий механизм чем-то напоминает редукционный. Он снабжен специальным приводом (как правило – электрическим или пневматическим), сопряженным с автоматическим регулятором. Касаемо характеристики блока управления регулирующего клапана, то можно отметить, что по сути, он является устройством для измерения расхода жидкости, температуры или давления с последующим сравнением уровня этих величин с требуемыми. Из блока управления поступает команда, повинуясь которой, рабочий орган принимает нужное положение. Перемещение элемента внутри клапана непрямого действия может носить поступательный или вращательный характер. По конструкции регулирующий механизм может быть вентильного или дроссельного типа.

Посредством регулирующих клапанов можно контролировать расход вещества и уровень давления, поэтому механизм практически не бывает полностью открытым или закрытым. Так как он служит для дросселирования потока (процесса, для которого характерно понижение давления). Материал, из которого изготовлено регулирующее устройство, должен отличаться высокой стойкостью к эрозии. Понижение давление иногда заканчивается кавитацией (если речь идет о жидких веществах) и шумами (если речь идет о потоках пара или газа). Современные регулирующие клапаны обладают повышенной стойкостью к кавитации и шумам, что делает их пригодными для работы в самых неблагоприятных условиях.

Управление и технические характеристики

На смену ручному в настоящее время пришли современные способы управления регулировочной арматурой, основанные на применении различного типа приводов, комбинации датчиков, улавливающих малейшие изменения в состоянии трубопроводного содержимого.

Согласно назначению и условиям использования, применяются следующие типы управления:

• гидравлические;
• электрические;
• электромагнитные.
• пневматические.

Как и у клапанов других видов, основными техническими параметрами регулировочного клапана являются:

• пропускная способность в Kv;
• диаметр DN;
• номинал условного давления;
• рабочая температура.

Указанные характеристики можно узнать из технической документации, прикладываемой производителями к изделию.

Особенности, присущие этому виду регулировочной арматуры – быстрая реакция на перемены характеристик среды, надежная герметичность.

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Устанавливают аппарат в соответствии с инструкцией по эксплуатации, которую необходимо прочитать перед монтажом.

Прибор осматривают, удаляют посторонние частицы, мусор.

При монтаже соблюдают направление установки в соответствии со стрелкой на корпусе аппарата.

Во время эксплуатации устройство необходимо раз в полугодие осматривать на предмет общего состояния, проверять крепежные элементы.

Необходимые инструменты и материалы

Для работы понадобятся инструменты для проведения крепежных операций и материал в зависимости от типа устройства.

Схема подключения

Схема монтажа трехходового регулирующего клапана:

Ход работ

Определяют место установки на трубопроводе. Оно должно быть доступным для дальнейшего обслуживания аппарата.

Если производится фланцевое соединение, особое внимание обратить на недопустимость перекосов и натягов.

Проверяют правильное положение корпуса прибора по отношении к направлению потока.

После монтажа устройство проверяют на предмет герметичности соединений.

Осуществляют пробный пуск клапана с приводом, проверяют работу исполнительного механизма.

Советы по выбору

Выбор запорной арматуры для дома следует начать с определения материала. Современные вентили бывают стальные и латунные, изредка встречаются с чугунным корпусом. Рабочий орган всегда выполняется из стали, чаще всего из нержавеющей.

Вентили обычно устанавливаются в точках водоразбора, где не требуется смешение горячей холодной воды: в туалетах, для подключения бачков, в подсобных помещениях. Иногда их устанавливают на вводе холодной или горячей воды. При установке на вводе следует взвесить тот факт, что они заметно снижают давление воды в домашней сети. Для точки водоразбора имеется такой плюс, как возможность использования в качестве регулирующего прибора для потока воды (для крана с его рабочим ходом в 90 ° это сделать несколько сложнее).

Вентили для металлопластика встречаются крайне редко. Фланцевые изделия на трубопроводы диаметром менее 50 мм также обычно не ставят. Иногда выбирают изделия со штуцерным подключением.

Латунь и бронза хороши тем, что не ржавеют.

По конструкции клапаны для дома обычно муфтовые. Практически вся клапанная арматура, продающаяся в строительных супермаркетах, отличается ценой, производителем и дизайном. Вероятность купить откровенно некачественное изделие мала. Но чек на всякий случай не помещает.

Практически выбор домашнего мастера сводится к выбору дизайна и цены. Удачного Вам выбора!

КЛАПАН

КЛАПАН, запорно-регулирующая трубопроводная арматура, механическое устройство для пропускания, перекрытия или регулирования потока жидкости, пара или газа в трубопроводах. По существу, такое устройство представляет собой временное препятствие в трубе. Трубопроводная арматура находит широкое применение в разнообразных технических устройствах и системах с расходом рабочего тела. Например, поворотом крана газовой плиты регулируется расход газа (дроссель), клапан в автомобильной шине позволяет ее накачивать и в то же время не дает воздуху выходить обратно (обратный клапан), а краны в паровых радиаторах позволяют стравливать воздух из радиатора и замещать его паром (дренажно-предохранительный клапан). Размер клапана может составлять от миллиметров до метров в зависимости от размеров трубы, на которой он установлен. Соединения клапанов с трубопроводом могут быть резьбовыми, фланцевыми или сварными. См. также ВИНТ; СВАРКА.

Основные элементы конструкции.

Клапан состоит из корпуса, крышки (головки), седла, затвора (заслонки) и штока (шпинделя) с маховичком или автоматическим устройством для его перемещения. Корпус объединяет все части в одно целое. Рабочая среда поступает внутрь клапана с одной стороны корпуса, и шток, который располагается в головке вместе с уплотняющим сальником, перемещает затвор, открывая или закрывая отверстие седла. Среда проходит через отверстие в седле и вытекает с другой стороны корпуса. При этом поток может сохранять направление движения или поворачиваться под углом.

Материалы.

Для изготовления клапанов применяются различные материалы: серый литейный или ковкий чугун, бронза, углеродистая или нержавеющая сталь и сплавы на основе никеля, такие, как монель и инконель. Эти материалы различаются по стоимости, диапазону рабочих температур и коррозионной стойкости и перечислены в порядке возрастания стоимости. Серый чугун пригоден для большинства не очень ответственных приложений, особенно в водопроводах. Бронза обладает высокой коррозионной стойкостью и применяется для коррозионно-активных сред. Углеродистая сталь прочна и может использоваться при высоких давлениях. Хромомолибденовая сталь отличается жаропрочностью и применяется при высоких температурах (порядка 600 ° С), например на теплоцентралях. Нержавеющая сталь и сплавы никеля обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем бронза, и высокой жаропрочностью. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ; МЕТАЛЛОВ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

Клапаны из этих материалов используются при давлениях от менее 0,5 МПа (городские системы водоснабжения) до 70 МПа (гидроприводы). Рабочая температура может изменяться в диапазоне от –255 ° С (жидкий водород) до 800 ° С (газовые турбины). Дешевые материалы типа серого чугуна иногда покрывают эпоксидной смолой для защиты от коррозии.

Внутренние части клапана могут быть выполнены из тех же материалов, что и корпус, но используются также пластмассы, резина и упрочняющие покрытия. В качестве уплотняющих материалов, герметизирующих седло, шток и затвор, обычно применяют хлопок, тефлон, резину или графит в зависимости от вида рабочей среды и температуры. Уплотняющие материалы должны обеспечивать хорошую герметизацию и в то же время низкое трение для обеспечения свободного перемещения штока.

Типы клапанов.

В зависимости от принципа работы различают два больших класса клапанов – с линейным и поворотным движением затвора. В клапанах первого типа при открытии клапана затвор поднимается и открывает седло. В клапанах второго типа (кранах) затвор поворачивается вокруг оси, открывая или закрывая проход.

В зависимости от назначения различают дроссельные, обратные, регулирующие и редукционные клапаны. Обычно клапаны рассчитаны на многократное использование, но бывают и клапаны одноразового действия (например, мембранные пироклапаны).

КЛАПАНЫ С ЛИНЕЙНЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ЗАТВОРА

Задвижка.

Задвижки (шиберы) обычно используются в промышленных трубопроводных системах, когда клапан должен быть либо полностью закрыт, либо полностью открыт. Такой клапан называется запорным. Когда клапан открыт, поток проходит, практически не встречая сопротивления. В шиберах заслонка опускается в направляющих. В двухседельных задвижках с клином диски прижимаются к седлам за счет их расклинивания при перемещении штока. В задвижках с вращением штока нижний конец штока ввинчен в заслонку; вращение штока вызывает подъем и опускание заслонки. В клапанах с подъемным штоком, которые в открытом положении занимают больше места, верхняя часть штока имеет резьбу, а маховичок – гайку с упорными кольцами. Гайка перемещает шток при вращении маховичка.

Вентиль.

Вентиль создает большее сопротивление потоку, чем задвижка. На вентиле происходит перепад давления, и он применяется для регулирования расхода или давления в трубопроводе (дросселирование потока). Вентили всегда имеют вращающийся шток. При вращении маховичка винт штока перемещается по резьбе головки, вызывая подъем или опускание затвора. Вентили имеют много разновидностей.

Игольчатый клапан.

Конструктивно игольчатые клапаны и вентили различаются незначительно. Обычно это клапаны небольшого размера, у которых рабочая часть штока имеет форму узкого конуса, что позволяет плавно регулировать расход рабочего тела.

Мембранный клапан.

Клапаны этого типа представляют собой вентиль, в котором на штоке между корпусом и крышкой располагается гибкая мембрана (сильфон). Посредством штока сильфон перемещается, регулируя проходное сечение клапана или полностью перекрывая его. В этой конструкции движущиеся детали клапана изолированы от потока жидкости, и потому такой клапан не нуждается в замене уплотнений или затвора. Клапаны этого типа предназначены для работы с агрессивными жидкостями или жидкостями, содержащими взвесь твердых частиц.

Обратный клапан.

Эти клапаны применяются для предотвращения обратного течения жидкости в трубопроводе. Существуют два основных типа обратных клапанов: откидные и подъемные. Первые имеют шарнирную заслонку, которая крепится над седлом. Под действием потока со стороны отверстия заслонка открывается, и жидкость свободно проходит через клапан. Если поток жидкости меняет направление, заслонка опускается и закрывает проходное отверстие, а давление жидкости плотно прижимает ее к седлу. Клапан с подъемной заслонкой работает по тому же принципу, за исключением того, что заслонка перемещается в вертикальном направляющем цилиндре. При изменении направления потока заслонка опускается и плотно прижимается к седлу.

Тарельчатый клапан.

Обычно это односедельный клапан, который открывается с помощью кулачков и рычагов, а закрывается с помощью пружин. Такие клапаны используются для подачи топливовоздушной смеси в цилиндры автомобильного или любого другого двигателя внутреннего сгорания и последующего выброса отработавших газов. Тарельчатые клапаны применяются также для подачи пара в некоторых типах паровых машин и в большинстве паровых турбин.

Редукционный клапан.

Эти клапаны применяются для понижения давления в трубопроводе. В них автоматически изменяется величина проходного отверстия клапана, за счет чего изменяется расход и обеспечивается заданное давление. Это осуществляется перемещением штока и регулирующего органа клапана относительно седла. Регулирующий орган обычно выполняется профилированным для обеспечения нужных характеристик. В простых конструкциях регулируемое давление воздействует на мембрану, прикрепленную к штоку клапана. Это давление уравновешивается пружиной или грузом; величина требуемого давления устанавливается путем изменения натяжения пружины или перемещения груза на рычаге. На мембрану обычно воздействует давление потока выше или ниже клапана. Силовые приводы, как правило, не применяются. Конструктивно редукционные клапаны похожи на вентили.

КЛАПАНЫ С ПОВОРОТНЫМ ЗАТВОРОМ

Дроссельный клапан.

Клапаны этого типа используются для регулирования и перекрытия расхода газа, жидкости или двухфазных потоков. Заслонка, толщина которой мала по сравнению с ее диаметром, похожа на две столовые тарелки, сложенные навстречу друг другу. Корпус клапана сравнительно короткий, а проходное отверстие обычно имеет уплотнение из мягкого материала. Шток клапана проходит через заслонку. Когда клапан закрыт, заслонка располагается перпендикулярно потоку, плотно прилегая к мягкой прокладке в корпусе. При вращении штока в подшипниках заслонка поворачивается; когда клапан полностью открыт, заслонка располагается параллельно потоку.

Шаровой клапан.

В этом клапане регулирующий элемент представляет собой шар со сквозным отверстием. Шар расположен между двумя соосными седлами. Шток клапана может поворачивать шар на 90 ° . Когда клапан открыт, отверстие в шаре совпадает с отверстиями седел и жидкость движется беспрепятственно. В закрытом положении отверстие в шаре располагается перпендикулярно отверстиям в седлах, которые оказываются плотно перекрытыми поверхностью шара.

Пробковый кран.

Кран состоит из конической пробки, поворачивающейся в коническом отверстии корпуса. Когда кран открыт, жидкость проходит через отверстие, просверленное в пробке. Когда пробка повернута на 90 ° , своей сплошной частью она, подобно шару в описанном выше клапане, перекрывает поток. Краны бывают проходные, угловые и трехходовые.

Регулирующий клапан.

Этот клапан похож на редукционный. Регулирующий клапан имеет специальный привод, обычно пневматический или электрический, подключенный к автоматическому регулятору. Блок управления представляет собой устройство, которое измеряет расход жидкости, температуру или давление и сравнивает их с требуемым уровнем. Блок управления выдает команду, по которой устанавливается нужное положение рабочего органа. Движение рабочего органа в регулирующих клапанах может быть поступательным или вращательным; конструктивно они чаще всего бывают вентильного или дроссельного типа. Регулирующие клапаны широко применяются для регулирования давления или расхода жидкости. Такой клапан редко бывает полностью закрытым или открытым. В регулирующем клапане происходит дросселирование потока, которое сопровождается падением давления. В связи с этим такой клапан должен иметь высокую стойкость к эрозионному воздействию потока жидкости. Падение давления может приводить к возникновению кавитации в жидкости и шума в потоках газа или пара (см. КАВИТАЦИЯ). Разработаны специальные конструкции регулирующих клапанов с повышенной кавитационной стойкостью и пониженным шумом. Регулирующие клапаны работают в более неблагоприятных условиях, чем большинство клапанов других типов.

Дренажно-предохранительные клапаны.

Предохранительные и дренажные клапаны – устройства для автоматического снижения давления в замкнутых сосудах, когда оно достигает опасного предела. Эти клапаны используются в самых разнообразных технических устройствах от кофеварок, кастрюль-скороварок и бойлерных систем отопления до электростанций, где давление достигает 30 МПа, и силовых гидравлических систем, в которых давление может достигать 70 МПа. Между предохранительными и дренажными клапанами имеется определенное различие. Предохранительный клапан представляет собой специальный тип дренажного клапана с пружиной, который предназначен для мгновенного открытия, чтобы выпустить сразу большое количество пара или газа, а затем снова резко закрыться. Дренажные клапаны используются для связи с атмосферой в системах с жидкостью, а предохранительные – в газовых и паровых системах высокого давления.

Дренажный клапан приоткрывается, когда давление в сосуде достигает установленного (невысокого) значения, и медленно увеличивает выпуск жидкости при возрастании давления. Дренажный клапан обычно используется там, где нежелательно или нет необходимости выпускать большие объемы рабочего тела.

ПРИВОДЫ

Клапаны обычно имеют тот или иной привод. Простейшим приводом является маховичок линейного клапана или рычаг поворотного. Для вращения маховичка могут быть использованы специальные устройства, например зубчатая передача. Часто применяются силовые гидро- или пневмоприводы. Такие приводы могут развивать значительные усилия, необходимые для перемещения штока клапанов, работающих в системах с высоким давлением либо расположенных в удаленных местах, а также для управления работой нескольких клапанов с одного пульта. В приводах мембранных клапанов с пружиной обычно используется сжатый воздух. Сжатый воздух перемещает мембрану со штоком в одном направлении, а пружина – в противоположном. В качестве приводов часто используются также электродвигатели. См. также СЕРВОМЕХАНИЗМ; АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ.

Источник https://stroychik.ru/vodosnabzhenie/obratnyj-klapan-dlya-vody

Источник https://vmyatynnet.ru/remont-i-servis/klapanov.html

Источник https://www.krugosvet.ru/enc/tehnologiya-i-promyshlennost/klapan