Зворотні клапани

Зворотний клапан – вид запірної арматури, призначений для недопущення зміни напряму потоку середовища в технологічній системі.

Зворотні клапани пропускають середу в одному напрямку і запобігають її рух у протилежному, діючи при цьому автоматично. З допомогою зворотного арматури захищається різне обладнання, трубопроводи, насоси і судини під тиском, а також можливо суттєво обмежити текти робочого середовища з системи при руйнуванні її ділянки.

Принцип дії зворотного клапана заснований на автоматичному перекриття прохідного перерізу замикаючим органом (наприклад, затвором або диском) під дією зворотного струму робочого середовища. Середа, рухаючись в заданому напрямку, створює тиск на вході клапана, тим самим піднімаючи затвор власною вагою, а при зниженні тиску (тиск на вході і виході лапа вирівнюються) – запірний орган перекриває прохідний перетин, закриваючи клапан.

Найбільш часті випадки застосування зворотних клапанів в побуті:

після лічильника обліку витрати холодної та гарячої води для недопущення обертання лічильного механізму в зворотну сторону, а також для захисту від гідроударів, що з'являються в системі при використанні сантехнічних приладів;
перед накопичувальним водонагрівачем (бойлером) для запобігання попадання гарячої води в подводящую магістраль холодного водопостачання;
в системах автономного опалення з декількома окремими контурами, всередині яких теплоносій має різний тиск;
в обв'язці насосного обладнання:

Зворотний клапан встановлюється відразу на виході заглибного насоса в колодязі або свердловині для запобігання зливу води при зупинці насоса. Потік води зливається може розкручувати робоче колесо насоса у зворотному напрямку, що вкрай небажано і може привести до поломки насоса.
У випадку з насосними станціями зворотний клапан встановлюється на всасе насоса і запобігає стік води з всмоктувального трубопроводу при зупинці насоса, отже, відпадає необхідність заповнення системи водою при наступному включенні станції.

Зворотні клапани можна класифікувати за кількома критеріями: за конструкцією, за матеріалом корпусу і внутрішніх частин, приєднання, за габаритними розмірами.

Розглянемо кілька прикладів класифікації зворотних клапанів по конструкції:

Запірним елементом дискового зворотного клапана служить плоский диск, який пов'язаний з підпружиненим штоком. У робочому положенні диск під тиском середовища віджимається, забезпечуючи вільний протік. Під час відкриття, дисковий затвор зміщується по осі потоку залишаючись в прохідному перерізі, що спричиняє низьку пропускну здатність. При зниженні тиску під дією пружини диск притискається до сідла, перекриваючи проточне отвір. Дисковий пружинний зворотний клапан відрізняється невисокою ціною, невибагливістю до монтажу і допускають установку в будь-якому положенні.
У кульового клапана гумовий або прогумований чавунний куля утримується в закритому положенні силою тяжіння. При прямому напрямку потоку кульовий клапан зміщується і пропускає газ чи воду.
Запірний елемент поворотного зворотного клапана виконаний у вигляді відкидної стулки. При струмі середовища в заданому напрямку, стулка знаходиться у відкритому стані, пропускаючи потік. При русі середовища у зворотному напрямку стулка захлопується, «сідає» на сідло і перекриває проток. Зворотні поворотні клапани ще називають пелюстковими.
Конструкція підйомних пружинних зворотних клапанів схожа з запірним вентилем. Тільки підпружинений затвор не відкривається вручну, а під тиском потоку середовища. Тобто під дією тиску середовища затвор піднімається, пропускаючи потік, а при падінні тиску - опускається на сідло, перешкоджаючи зворотного ходу потоку.
Запірний елемент двостулкового зворотного клапана являє собою дві стулки, закріплені на осі, яка розташована по центру прохідного перерізу. Під дією потоку води запірний диск складається навпіл. При припиненні протоки стулки розправляються і закриваються.

За способом кріплення клапани поділяються на чотири групи:

Кріплення під зварювання.
Фланцеве кріплення - зворотний клапан з'єднується з трубопроводом через фланці з ущільненням.
Різьбове кріплення застосовується в системах невеликого діаметру.
Міжфланцеве кріплення - зворотний клапан не має свого кріпильного вузла і затискається між фланцями трубопроводу.

Корпусу зворотних клапанів виготовляються з титану, чавуну, сталі, бронзи, латуні, пластика. Перші чотири види зазвичай застосовують в промислових системах. Типовий матеріал побутового зворотного клапана — латунь. Зворотний клапан з пластику отримує популярність у поліпропіленових трубопроводах з відносно невисокою температурою, що транспортується.

Нутрощі зворотного клапан виготовляються зі стійких до корозії металів або пластику. Клапан з металевим сідлом і запірним елементом коштує дорожче. Якщо для цих деталей зворотного клапана використаний пластик, то гідроудари, різкі закривання затвора з ударом об сідло іноді призводять до розтріскування пластику і розгерметизації. Для високотемпературних середовищ краще металева серцевина. Але в побутових мережах зворотний клапан на воду та опалення з пластиковими деталями служить не один рік.