Зворотний клапан

Зворотний клапан - вид захисної трубопровідної арматури , призначений длянедопущення зміни напрямку потоку середовища в технологічній системі . Зворотні клапани пропускають середу в одному напрямку і запобігають її рух у протилежному , діючи при цьому автоматично і будучи арматурою прямої дії (поряд з запобіжними клапанами і регуляторами тиску прямої дії ). За допомогою зворотного арматури захищається різне обладнання, трубопровід і, насос и і посудини під тиском , а також можливе істотно обмежити текти робочого середовища з системи при руйнуванні її ділянки.

Важливість функції цих пристроїв полягає в тому , що вони виконують своє завдання як в режимі нормальної експлуатації , наприклад у разі об'єднання напірних ліній декількох насос ів в одну , на кожній з них встановлюється один або кілька зворотних клапанів для захисту від тиску працюючого насоса інших, так і в аварійних ситуаціях , наприклад при аварійному падінні тиску на одній з ділянок трубопроводу , на суміжних тиск зберігається , що може призвести до утворення зворотного струму середовища , неприпустимого для нормальної роботи системи і небезпечного для її устаткування.

Основними видами зворотних клапанів є власнезворотні клапани ізворотні затвори, головне їх відмінність - в конструкції затвора (елементу, перекриває потік середовища, сідаючи всідло) , у першому він виконується у вигляді золотника, у другому - у вигляді круглого диска, який часто іменують затріски.

Принцип дії

При отсутствии потока среды через арматуру золотник в обратном клапане или захлопка в обратном затворе под действием собственного веса или дополнительных устройств (например пружины) находятся в положении «закрыто», то есть затвор находится в седле корпуса. При возникновении потока затвор под действием его энергии открывает проход через седло. Ясно, что для того, чтобы поток среды изменил своё направление на противоположный он должен остановиться. В этот момент скорость потока становится нулевой, затвор возвращается в исходное закрытое положение, а давление с обратной стороны прижимает золотник или захлопку, препятствуя возникновению обратного потока среды. Таким образом, срабатывание обратной арматуры происходит под действием самой среды и является полностью автоматическим.

Конструктивні типи

Зворотний клапан

'Зворотні клапани до 1982 а в Росії називалися 'підйомними клапанами

Зворотний затвор

Раніше ці пристрої називалися ' поворотними зворотними клапанами ' <ref name="Гос"> </ ref > . На відміну від більшості видів зворотних клапанів , в зворотних затворах вісь сідла збігається з напрямком потоку середовища через затвор. Сідло при відсутності потоку через нього перекривається Захлопки ( на рис. Праворуч виділена червоним кольором , на рис. Ліворуч вид на Захлопки зсередини) , яка закріплена на осі , розташованої вище осі проходу. Під дією середовища затріски повертається на деякий кут , відкриваючи їй прохід , при зупинці потоку затріски під власною вагою падає на сідло. У затворах з великими діаметрами при цьому відбувається удар затріски про сідло , що з часом може призвести до виходу затвора з ладу і з'являється можливість [ [ Гідравлічний удар | гідравлічного удару ]] в системі при спрацьовуванні пристрою. У зв'язку з цим зворотні затвори діляться на <ref name="Г"> </ ref > :

Прості

Затвори з діаметрами до 400 мм, в яких ударні явища не надають серйозного впливу на роботу затвора і систему, в якій він встановлений.

Безударні

Затвори зі спеціальними пристроями , які роблять посадку затріски на сідло більш плавною і м'якою. В якості таких пристроїв застосовуються гідравлічні [ [ демпфер ]] и і вантажі , що встановлюються на Захлопки безпосередньо , або за допомогою важеля. Істотний мінус ненаголошених конструкцій полягає в неможливості їх установки на будь-яких ділянках трубопроводу , крім горизонтальних .В цілому зворотні затвори мають ряд переваг перед зворотними клапанами , серед яких менша чутливість до забруднених середах і можливість забезпечення [ [ Працездатність | працездатності ]] затворів для вельми великих діаметрів трубопроводів , наприклад таких як гігантський зворотний затвор на малюнку , що використовується [ [ Національне управління США з аеронавтики і дослідження космічного простору | NASA ]] в повітряних системах <ref name="У"> </ ref > .

Міжфланцеві зворотні клапани

Більш компактні технічні рішення для зменшення будівельної довжини і витрат на монтаж використовуються в Міжфланцеве пружинних дискових і двостулкових зворотних клапанах . Основна їх відмінність від стандартних зворотних клапанів ( затворів ) - відсутність [ [ Фланець | фланців ]] для з'єднання з [ [ трубопровід ]] ами . Тобто конструктивні особливості клапана дозволяють обійтися без збільшують розміри і масу устаткування відповідних фланців. При цьому вага Міжфланцеве зворотного клапана може бути в 5 разів менше , а будівельна довжина - може в 6-8 разів менше ніж у аналогічних конструкцій з використанням звичайних зворотних клапанів або затворів.Клапани, що мають робочі елементи за розмірами рухається потоку , монтуються у фланцевих розривах трубопроводів з використанням відповідних для перекачується матеріалу прокладок. Принциповим також є можливість установки подібних клапанів не тільки на горизонтальних , але і вертикальних ділянках трубопроводів. Меж фланцеві пружинні дискові зворотні клапани можуть оснащуватися спеціальними різьбовими отворами для зняття статичного заряду . Подібна модифікація затребувана на вибухонебезпечних хімічних виробництвах .

Міжфланцеві пружинні дискові зворотні клапани

Принцип дії Міжфланцеве пружинних дискових зворотних клапанів аналогічний приципу дії кульових зворотних клапанів. Але за рахунок використання в якості затвора диска (пластини) замість кулі досягаються переваги у вазі і будівельної довжині конструкції. З цієї ж причини діапазон розмірів Міжфланцеве пружинних дискових зворотних клапанів більше і складає 15 ÷ 200 мм.Меж фланцеві пружинні дискові зворотні клапани можуть встановлюватися і в стандартному горизонтальному виконанні, а також - вертикально.

Міжфланцеві двостулкові зворотні клапани

Діапазон розмірів Міжфланцеве двостулкових зворотних клапанів ще ширше , ніж у Міжфланцеве пружинних дискових зворотних клапанів - від 50 до 700 мм. У складних і великих системах при зупинках насосів або в результаті яких-небудь аварійних ситуацій можуть виникати гідроудари , які можуть завдати істотної шкоди всій системі. У таких випадках рекомендується використовувати клапани з амортизаторами для демпфірування гідроударів . Актуально також виконання клапанів зі спеціальною антикорозійною [ [ Футеровка | футерівкою ]] :

• Виконання з пластикової футерівкою : для питної води і морської води
• Виконання з гумовою футеровкою : для морської води , каналізації , суднобудування

Інші конструкції

У всіх описаних вище випадках зворотна арматура пропускає середу в одному напрямку і запобігає її рух у протилежному, діючи при цьому автоматично і будучи арматурою прямої дії, але існують також конструкції, в яких поєднані функції зворотної та запірної арматури.

'Незворотно-запірні' - це зворотні клапани і затвори, які можливо примусово закрити за допомогою ручного або механічного пристрою ( пневмо-, [[Пневматичний привід арматури # Гідравлічні приводи | гідро-] ] або електроприводу).

У 'незворотно-керованих' можливо не тільки примусове закриття, а й відкриття затвора <ref name="У"> </ ref> <ref name="Г"> </ ref> <ref> Трубопровідна арматура з автоматичним управлінням. Довідник. Під загальною редакцією С. І. Косих. - Л.: Машинобудування, 1982. </ Ref>.

Матеріали

Корпусні деталі виготовляються зворотних клапанів із:

• латуні;
• бронзи;
• титану (хімічний елемент);
• високотемпературних феритних сталей;
• неметалічних матеріалів;
• чавун;
• сталей (в тому числі аустенітних, легованих і нержавіючих);
• коррозійнностійких і жароміцних сплавів і т.п.

Необхідна герметичність затвору на сідлі зворотного клапана забезпечується спеціальними поверхнями ущільнювачів, які виготовляються з:

• гуми;
• пластмаси;
• без кілець;
• з наплавленням із корозійнастійкої сталі або твердого сплаву.

Виробники

• «Натур-Енерго ПЛЮС», Україна;
• «Гідротек», Україна;
• «Гідропневмосистеми», Україна;
• «Idrosanitaria Tecnica Italiana Ko s.r.l», Італія та інші.

Умовні позначення на принципових схемах

• 

  Умовне позначення

• 

  Умовне позначення у P&IDs

Примітки

У 2007 році на заміну ГОСТ 24856-81 набув чинності ГОСТ Р 52720-2007, що встановив нові терміни і визначення в галузі трубопровідної арматури.

1. Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
2. Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
3. Гiдроприводи та гiдропневмоавтоматика: Пiдручник /В.О.Федорець, М.Н.Педченко, В.Б.Струтинський та iн. За ред. В.О.Федорця. — К:Вища школа,— 1995.- 463 с.