Обратный клапан для воды

Устройство и принцип работы обратного клапана для канализации

Наиболее простая конструкция содержит такие детали:

1. Корпус, в котором предусмотрена опорная площадка — седло.
2. Крышку.
3. Золотник/шток с фиксирующим диском.
4. Уплотнительные элементы.
5. Пружинный исполнительный механизм.
6. Присоединительные части – муфту или фланец.

Ось перемещения золотника всегда расположена перпендикулярно потоку канализационной среды. В нормальном положении такой водяной клапан заперт усилием пружины или собственным весом золотника. При росте давления сверх необходимого золотник отжимается от седла, вызывая перемещение жидкости. Если поток уменьшается, золотник сдвигается книзу, чтобы регулировать поток канализационной среды.

Так должен выглядеть запорный клапан для воды прямоточного типа. В противоточном исполнении он будет действовать так же, но не открывать, а, наоборот, закрывать седло диском штока.

На заметку: В зависимости от механизма действия могут присутствовать и другие детали – шарнирный палец, шарик, эластомер (резина) и даже подшипник. Надёжность срабатывания устройства зависит от разницы в давлениях потока, качества уплотняющих элементов и количества позиций. Так, металлическое уплотнение менее надёжно, чем уплотнение эластомерами, и допускает из-за естественной вентиляции некоторую утечку. В то же время качество уплотнения не зависит от длины канализационной линии.

Виды

В зависимости от области применения для изготовления устройств используют:

• Нержавеющую сталь;
• Чугун;
• Бронзу;
• Латунь;
• Пластик.

В современных квартирах канализация монтируется из ПХВ труб, поэтому и клапаны используются пластиковые. Это обусловлено их небольшой стоимостью и лёгкостью установки. Кроме того, при монтаже металлического клапана в ПХВ магистраль необходимо использовать переходники.

Для возможности монтажа на любом участке магистрали обратные клапаны выпускают в горизонтальном и вертикальном исполнении.

По способу соединения клапаны подразделяются на:

• Резьбовые;
• Фланцевые;
• Муфтовые;
• Под сварку.

В зависимости от установленного блокировочного механизма выделяют 4 вида канализационных обратных клапанов.

Поворотный лепестковый

Блокировочный механизм этого клапана состоит из круглой тонкой мембраны (тарелки, лепестка, захлопки), закреплённой на рычаге со слабой пружиной.

Под давлением сточных масс захлопка открывается и даёт им спокойно проследовать дальше по канализации. При падении давления стоков мембрана плотно прижимается к седлу, исключая попадание жидкости обратно.

Устройство поворотного лепесткового клапана

Выпускаются модели с двумя мембранами. Положение второго лепестка регулируется вручную рычагом или кнопкой.

Так как сечение зоны размещения блокировочного механизма больше размера труб, в ней скапливается мусор. Вверху клапана расположена съёмная крышка с резиновой прокладкой для возможности чистки механизма блокировки от засоров.

Модели для вертикальной установки в фановые трубы снабжены более мощной пружиной и не предназначены для монтажа в горизонтальную магистраль.

Подъёмный

Механизм блокировки состоит из круглой мембраны со штоком, на который насажена пружина. Одна часть пружины упирается в крышку корпуса, другая — в мембрану, плотно прижимая её к седлу.

Поступающие в клапан стоки давят на мембрану, которая поднимается, сжимая пружину (отсюда название). Открывается проход для жидкости, вытекающей в канализацию. Как только стоки прошли, пружина разжимается, мембрана возвращается в седло. Клапан закрыт.

Движущиеся в обратном направлении стоки за счёт нелинейной формы корпуса давят на мембрану сверху, ещё сильней прижимая её к седлу.

Принцип работы подъёмного клапана

Подъёмный клапан считается более надёжным, чем предыдущий, хотя из-за особенности конструкции чаще засоряемым. Нуждается в регулярных чистках. Для этого сверху размещена крышка с уплотнителем. В продаже имеются модели с ручной блокировкой мембраны.

Шаровый

Блокиратором в данном виде клапана служит шар из пластика или металла с прорезиненной поверхностью, свободно перемещающийся в объёмной камере. Сверху камеры расположена ревизионная крышка.

В свободном состоянии шар прижат к патрубку приёмной зоны, перекрывая канализационный просвет.

При поступлении прямых стоков в клапан шар откатывается в сторону, пропуская массы в канализацию, затем возвращается на место. Жидкость, поступающая в клапан в обратном направлении, ещё сильнее прижимает шар к седлу.

Шаровый обратный клапан считается самым надёжным вариантом

Данный вид считается самым надёжным. Клапан легко выдерживает большие нагрузки. Даже при загрязнении блокировочной зоны через щели между шаром и седлом обратные массы смогут только просачиваться, не вызывая угрозы затопления. Кроме того, шаровый клапан легче всего чистить. Единственным недостатком является отсутствие ручной блокировки.

Межфланцевый

Представляет собой цилиндр небольшой длины с расположенной внутри поворотной заслонкой. Основным плюсом являются малые габариты. В пружинных дисковых клапанах заслонка в форме тарелки крепится к внутренней поверхности при помощи пружины. Рычаг в данном соединении отсутствует.

В двустворчатом клапане мембрана состоит из двух частей, закреплённых пружинами к центральному стержню.

Межфланцевый обратный клапан

В свободном состоянии под действием пружины заслонка плотно прижимается к седлу. Поступающие в заданном направлении стоки открывают мембрану, сжимая пружину.

Данный вид обратных клапанов используется в квартирах крайне редко из-за трудностей чистки при засоре. Для этого приходится разбирать магистраль.

Места установки клапанов

Выбор места установки зависит от технологических возможностей, которые определяются давлением потока рабочей среды, её температурой и диаметром условного прохода трубопроводной линии.

Предпочтительными местами монтажа считаются участки канализационных линий, на которых возможен гидроудар. Например, устройства с поворотными лепестками могут находиться в местах сравнительно небольших скоростей потока, поскольку особенности конструкции позволяют быстрое открывание или закрывание.

Целесообразность обратных клапанов особенно проявляется при их установке в местах трубопровода, где часто вызывается турбулентность потока, а скорость перемещения жидкости может резко колебаться во времени.

Для приведения в действие всегда используется сила тяжести. Следовательно, для грамотного применения устройства всегда должны учитываться его расположение и ориентация. Подъемные и шаровые обратные клапаны обычно располагают в вертикальном направлении. При установке клапанов дискового или лепесткового типов необходимо удостовериться в том. что диск всегда будет свободно и надежно закрыт под воздействием силы тяжести.

Совет: Крайне не рекомендуется устанавливать устройства в тех местах канализационной линии, где располагается потенциальный источник турбулентности потока — насос, колено, тройник, регулирующий клапан и т.п. Прямой участок должен составлять от 8 до 10 условных диаметров трубы.

Особенности конструкции различных типов клапанов

Обратный воздушный клапан для вентиляции устроен максимально просто: лопасть закреплена на оси, что обеспечивает свободу движения. В качестве противовеса установлен специальный отвес, который стопорит работу клапана, когда приточный вентилятор отключён. Такие устройства представляют категорию общего назначения и встречаются квадратного, а также круглого сечения. Рассчитаны они на довольно крупные размеры воздуховода. Для крепления предусмотрены отверстия.

Если требуется обратный клапан для вентиляции 100 мм промышленного назначения, рекомендуется выбрать модель из категории взрывозащищённых устройств.

Ввиду особенностей специальной конструкции данная разновидность устанавливается на взрывоопасных производственных участках. Размерный ряд включает в себя широкий спектр моделей, включая обратный клапан для вентиляции 125 мм, а также 1 000 мм. Такие устройства выполняются с круглым и прямоугольным сечением.

Очень распространена модель под названием “Бабочка”. Эти клапаны изготавливаются из оцинкованной стали и снабжены двумя лопастями, которые крепятся на оси, расположенной по центру сечения. При отключении вытяжного вентилятора лопасти закрываются. Как видно, подобный принцип задействован практически во всех устройствах такого рода. Обратный клапан бабочка для вентиляции представлен небольшим количеством вариантов исполнения. Размерный ряд начинается от 100 мм и заканчивается значением 315 мм.

Существует также модернизированная модель “Бабочки”, которая оснащена резиновым уплотнителем, что в значительной мере снижает шумовой эффект от движения лопастей. Весьма распространен обратный клапан для вентиляции бытовой лепесткового типа (или жалюзи). Его конструкция подразумевает наличие нескольких горизонтально расположенных лопастей. Такие устройства часто используются в квартирах, где требуется усовершенствовать вентиляционную систему.

На что обратить внимание при выборе

Выбирая обратный клапан для естественной вентиляции, следует учитывать скорость воздушного потока, чтобы лопасти поддавались давлению даже еле заметного дуновения ветра. Слабая тяга является основной проблемой при обустройстве естественной вентиляции. Поэтому такое устройство монтируется в комплекте с вытяжным вентилятором. С целью повышения привлекательности помещения на входе вентиляционного канала устанавливается декоративная решетка.

Эффективность работы обратного клапана зависит также и от правильно подобранного вентилятора.

Если вытяжное устройство не обеспечивает достаточную тягу, то обратный клапан будет просто выполнять функцию заслонки воздуховода. Мощность вентилятора выбирается с учетом объемов помещения. Если это кухня, то для расчета принимается значение коэффициента, равное 10, для санузла – 7.

При выборе обратного клапана внимание обращается на температуру окружающей среды в данной местности, а также на скорость образования засоров, что напрямую может быть связано с регулярным воздействием ветра на открытых участках местности. Если эти параметры учтены, то можно таким образом несколько продлить сок службы вентиляционной системы

Например, конструкция “Бабочка” подвержена воздействию низких температур, что может привести к обледенению механизма. Что касается засоров, то данный фактор будет негативно влиять практически на любую конструкцию клапана.

Выбирая обратный клапан для вентиляции цена является не последним параметром, который учитывается. Стоимость складывается из ряда параметров, среди которых:

• тип сечения;
• размеры клапана;
• используемый материал;
• конструкция;
• целевое назначение;
• марка производителя.

Цена обратных клапанов находится в пределах от 300 до 3 500 руб. Наиболее дорогие модели подразумевают наличие в комплекте вытяжного вентилятора. С учетом целого ряда особенностей к выбору такого устройства следует подходить очень серьезно. От того, насколько верно подобран клапан и вытяжной вентилятор, будет зависеть помимо продуктивности циркуляции воздушных потоков, но также и отсутствие/наличие посторонних запахов в помещении.

Однако такие клапаны позволяют не только обезопасить себя от проникновения запахов извне, но также обеспечивают качественный отток загрязненного воздуха из помещения. Известно, что слабо организованная вентиляционная система наряду с разгерметизированным воздуховодом может явиться серьёзной проблемой для организации доступа свежего воздуха. Поэтому следует продумать все детали, вплоть до размера сетки декоративной решётки, так как и этот элемент, хоть косвенно, но все же участвует в процессе воздухообмена.

Как правильно выбрать

При выборе устройства следует учитывать следующие факторы:

1. PN номинальное давление, что означает максимальное давление, при котором клапан будет безопасно функционировать. Значения условного давления PN также имеются в Государственном стандарте Союза ССР «Соединения трубопроводов и арматура» ГОСТ 26349–84. Кроме того, используются международные стандарты ISO, немецкие DIN и североамериканские ANSI.
2. Место установки.
3. Степень загрязнения окружающей среды.
4. Способ крепления к водопроводу.

По способу крепления клапаны бывают:

1. Крепление к полипропиленовым трубам с помощью сварки.
2. Фланцевое крепление, при котором фланцы крепятся с трубопроводом через фланцы.
3. Муфтовое крепление через резьбовую муфту. Обычно применяется при монтаже с трубами небольшого диаметра.
4. Межфланцевое крепление, когда клапан зажимается между фланцами трубопровода.

Затворка также бывают ударными (закрываются с ударом, который никак не влияет на работу системы) и безударные (закрываются мягко). Затворка могут быть выполнены из бронзы, титана, латуни, стали, чугуна и неметаллических материалов. В зависимости от способа исполнения затворки устройства делятся на типы:

1. Подъёмного типа. Под действием давления потока воды клапан поднимается, ослабляя давление пружины.
2. Шарового типа. У такого клапана вместо затворки находится шар, который в случае прекращения потока воды опускается, не давая воде идти обратно.
3. Поворотного типа. В нём затворка выполнена в виде откидной створки.
4. Межфланцевый. В нём также затворка выполнена в виде диска или створок, которые не дают воде идти обратно в случае отключения насоса.

Какие виды есть

Клапан обратный межфланцевый V 275. Ду 15−100

• защита водопровода от обратного потока;
• монтируется в трубопровод, транспортирующий воду, пар;
• максимально допустимая температура -250С;
• максимально допустимое давление — 16 бар;
• материал корпуса — латунь.

Обратный клапан шаровой V6516 (Ду 50−500, Ру 10) и RD12 °F (Ду 50−500, Ру 16)

• защита водопровода от обратного потока;
• монтируется в трубопровод, транспортирующий сточные воды, техническую воду, жидкости рН 4−8;
• максимально допустимая температура -70С;
• максимально допустимое давление — 10 бар;
• материал корпуса — чугун.

Затвор обратный поворотный ГРАНЛОК, межфланцевый, стальной

• защита водопровода от обратного потока;
• монтируется в трубопровод, транспортирующий воду, пар;
• максимально допустимая температура -110С;
• максимально допустимое давление — 16 бар;
• материал корпуса — нержавеющая сталь.

Обратный клапан подъемный фланцевый серии RD50 °F стальной

• защита водопровода от обратного потока;
• монтируется в трубопровод, транспортирующий воду, пар;
• максимально допустимая температура -350С;
• максимально допустимое давление — 40 бар;
• материал корпуса — сталь.

Преимуществом межфланцевых обратных клапанов является их малый вес и небольшой размер. Их можно монтировать не только горизонтально, но также вертикально и под наклоном. Часто они монтируются с полипропиленовыми трубами. Их надо устанавливать строго по направлению потока воды. В аварийной ситуации при остановке работы насоса может случиться гидроудар, который может привести к повреждению гидросистемы. В этом случае применяются двухстворчатые клапаны. В случае, когда водный поток идёт обратно, створки складываются и не допускают проникновения воды в систему. Диаметр таких клапанов 50−700 мм.

Простые обратные клапаны имеют диаметр до 400 мм и используются в системах, где удары затворки в случае остановки работы системы не навредят дальнейшей работе гидросистемы. В гидро- и воздушных системах большого размера используются безударные поворотные клапаны. Также они не слишком требовательны к загрязнению воды.

Шаровые обратные клапаны используются чаще всего в сантехнике. Обратный подъёмный устанавливается только вертикально. Также такое устройство чувствительно к чистоте окружающей среды.

Классификация

По конструктивным особенностям эти устройства делятся на:

• Дисковые пружинные.
  У этой разновидности клапана запорным механизмом является диск со штоком на пружине. При наличии нормального давления диск находится в открытом положении и пропускает поток воды. Когда давление падает и жидкость стремится в обратном направлении, она прижимает диск к седлу, перекрывая отверстие.
• Шариковые пружинные.
  Механизм состоит из металлического шарика и пружины. При отсутствии давления жидкости шарик прижимается к стенкам отверстия, перекрывая его. Такое устройство предназначено для труб с небольшим диаметром.
• Подъемно-поворотные.
  Основа конструкции – крышка, закрепленная на оси. При нормальном движении воды крышка находится в открытом положении, при обратном токе – захлопывается.
• Подъемно-золотниковые.
  Принцип работы заключается в том, что подпружиненный золотник прижимается давлением оттекающей обратно воды и запирает отверстие.
• Двустворчатые
  . Используются для труб большого диаметра. Защищают крупные системы от гидроударов, смягчают их действие.

Основные металлы, из которых изготавливаются запорные механизмы – это латунь, чугун, нержавейка
. Наиболее подходящими для использования в быту специалисты считают латунные конструкции.

Места установки клапанов

Обратные клапаны для воды устанавливают в квартирах с системой центрального водоснабжения.

При резком превышении давления горячей воды она через смеситель может пойти в трубопровод с холодной водой. Чтобы предотвратить подобную ситуацию устанавливают обратные клапаны.

Для счетчика воды также желательно установить обратный клапан. Он защищает счетчик от гидроударов, появляющихся в системе при использовании неисправных сантехнических приборов. Устанавливается после прибора учета.

В домах с автономным отоплением применяют насосы для подачи воды в отопительную систему.

Перед насосом обязательно устанавливается клапан обратного хода воды.

Он предотвращает сток воды из трубопровода при остановке насоса, следовательно, отпадает необходимость заполнения системы водой при следующем включении насоса.

Доставка воды к потребителю происходит без перебоя. Перед насосом устанавливаются обратные клапаны с подпружиненными дисками.

Для более долгой безупречной работы их желательно устанавливать строго вертикально.

При автономном водоснабжении применяются скважинные погружные насосы. Обратный клапан также необходим для предотвращения слива воды при остановке насоса.

Поток сливающейся воды раскручивает рабочее колесо насоса в обратном направлении, что крайне нежелательно.

Как и на любой насосной станции обратный клапан устанавливается перед насосом. Поскольку клапан находится в погруженном состоянии необходимо его изготовление из антикоррозионных материалов: бронзы, латуни или нержавеющей стали.

Подключение станции с поверхностным насосом

Насосные станции с поверхностным насосом можно использовать только при условии, что расстояние от зеркала воды до патрубка входа насоса составит не больше 8 м.

Например, если у вас есть колодец или скважина глубиной 12–13 м, и расстояние к зеркалу воды 10 м, то насосную станцию необходимо «закопать» на глубину 2,5–3 м.

В таких случаях устраивают приямки или более технологичное решение — использование кессона.

Следует помнить, что, хотя все производители называют свои изделия самовсасывающими, ни вихревой, ни центробежный насос такими не являются. Чтобы насос работал и не вышел из строя, необходимо заполнить корпус насоса и трубу подачи водой. Это обеспечит надежный запуск насоса.

Конец всасывающей трубы должен находиться на максимальной глубине, при этом высота от дна не должна быть меньше 100–120 см.

Монтаж следует начинать с установки на трубу обратного клапана с фильтром грубой очистки. Фильтр не даст крупным примесям в виде камней и песка попасть в водопровод. Обратный клапан обеспечит подпор водяного столба и защиту насосной станции от холостого хода. Соединения необходимо тщательно уплотнить во избежание попадания воздуха в систему водопровода.

1 — обратный клапан с фильтром; 2 — насосная станция; 3 — переходник на пластиковую трубу; 4 — запорный вентиль; 5 — кессон; 6 — к водоснабжению дома

На вход насосной станции монтируют запорный кран, американка, при необходимости, колено и переходник с муфтой на пластиковую трубу.

К выходу насоса присоединяют систему водоснабжения.

Как работает обратный клапан для воды?

Если детально рассмотреть клапан для воды, можно заметить, что его конструкция похожа на автомобильный ниппель. Задача приспособления заключается в том, чтобы пропускать воду только в одном направлении. То есть, как только создается давление насосом, перегородка открывается и пропускает через себя в воду. Когда давление уравновешено, либо после обратного клапана давление больше, система уже не сработает.

Корпус изготавливается из латуни, чугуна или нержавайки. Внутри находится пружина, которая давит на захлопку за счет собственного усилия и обратного давления воды в контуре. Когда давление на потоке усиливается, вода поднимает захлопку вверх и дает клапану возможность пропустить через себя жидкость. Т.е в нормальном положении контур всегда закрыт. Как только давление снаружи становится больше давления внутри, захлопка открывается, и контур за обратным клапаном наполняется.