Клапаны стали важнейшей частью всех отраслей промышленности. Основная задача клапанов — регулировать поток жидкости. Поэтому они используются в различных бытовых и промышленных приложениях. Существует несколько типов клапанов, и обратный клапан — один из них. Обратный клапан также известен как ножной клапан, удерживающий клапан, рефлюксный клапан, обратный клапан (NRV) или односторонний клапан.
Обратный клапан используется для остановки обратного потока жидкости. Чтобы остановить обратный поток, эти клапаны требуют большего давления на стороне всасывания, чем давление на стороне нагнетания. Если давление на стороне всасывания не будет превышать давление на стороне нагнетания, клапан не закроется и не остановит обратный поток жидкости. В этой статье мы в основном обсудим работу обратного клапана, различные типы, применение, преимущества и недостатки.
Что такое обратный клапан?
Обратный клапан — это механическое устройство, используемое для остановки обратного потока жидкости в трубопроводах и трубопроводных системах. Обратный клапан также известен как обратный клапан (NRV) или односторонний клапан, поскольку он позволяет жидкостям течь только в одном направлении.
Символ или стрелка на внешнем корпусе обратного клапана обозначает направление потока.
Символ обратного клапана
Обратный клапан (NRV) или ножной клапан работает по принципу перепада давления. Проще говоря, он открывается только тогда, когда давление в нижнем бьефе меньше давления в верхнем бьефе. Когда давление в нижнем течении становится выше давления в верхнем течении, клапан закрывается, чтобы предотвратить обратный поток жидкости.
Для открытия и закрытия обратного или одностороннего клапана используется понятие давления растрескивания (разность давлений между входной и выходной сторонами). Поэтому обратные клапаны имеют определенное давление растрескивания, которое можно обозначить как специфическое давление растрескивания.
Эти клапаны имеют автоматические операции. Поэтому для закрытия и открытия этого клапана, в отличие от других клапанов, не требуется трудозатрат. Как следствие, в большинстве случаев обратные клапаны не имеют штока или ручки. Максимальные клапаны изготавливаются из металла или пластика.
Эти клапаны изготавливаются из различных материалов, имеют различную конструкцию и размеры. Обратные клапаны чаще всего используются в компрессорах, двигателях, насосах, турбинах, котлах, печах и т.д. Это недорогие, простые и небольшие клапаны.
Этот тип клапана имеет два отверстия. Проще говоря, он имеет два отверстия, одно для всасывания жидкости, а другое для ее выпуска. В настоящее время различные типы обратных клапанов используются в промышленности для различных применений. Обратный, или ножной, клапан также очень популярен для бытового применения.
Принцип работы обратного клапана
Обратный клапан работает по принципу перепада давления. В обратном клапане минимальный перепад давления на входе (разница давлений на выходе и входе) называется давлением срыва.
Для открытия и закрытия обратного клапана давление растрескивания играет важную роль. Это давление растрескивания зависит от размера и конструкции различных обратных клапанов.
Когда давление на входе становится равным давлению растрескивания, клапан открывается, и жидкость начинает поступать внутрь клапана.
Когда давление растрескивания становится выше давления восходящего потока, жидкость пытается перетечь со стороны нагнетания на сторону всасывания. В этот момент клапан закрывается и предотвращает обратный поток жидкости.
Процесс закрытия клапана меняется в зависимости от размера и конструкции клапанов. Гравитация или давление пружины помогают закрыть клапан.
Максимальные обратные клапаны имеют на своем корпусе знак стрелки, который обозначает направление потока жидкости.
Обратные, или ножные, клапаны обычно устанавливаются в системах, где есть проблемы с обратным потоком жидкости. Однако эти клапаны имеют высокую эффективность, низкую стоимость и отличные эксплуатационные характеристики. Эти типы клапанов являются простыми решениями потенциальных проблем.
Если жидкость обратного потока содержит загрязнения, это может создать проблемы и загрязнить среду выше по течению. Например, в системах канализационных трубопроводов установлены обратные клапаны, обеспечивающие сброс шлама или мусора и препятствующие его повторному попаданию в систему.
Термины, используемые в обратном клапане
Ниже перечислены основные термины, которые необходимо понимать для работы обратного клапана.
1) Давление срабатывания
Для открытия обратного клапана необходимо самое низкое давление в системе (разница давлений между всасывающей и нагнетательной сторонами). Когда он касается этого самого низкого давления, он пропускает поток жидкости.
Давление растрескивания — это самое низкое давление на входе, при котором клапан открывается. Поэтому для правильной работы клапана необходимо убедиться, что он создает достаточное давление крекинга.
2) Давление закрытия
Давление, при котором обратный или односторонний клапан закрывается, называется давлением закрытия.
Когда давление на входе становится меньше давления открытия/крекинга и жидкость перемещается со стороны нагнетания на сторону всасывания, тогда донный клапан закрывается. Этот механизм закрытия варьируется в зависимости от конструкции клапана. Проще говоря, обратное давление толкает мембрану, шар, затвор или диск к отверстию и герметизирует его. В зависимости от конструкции, процесс закрытия может поддерживаться силой тяжести или пружинами.
Типы обратных клапанов
- Встраиваемый клапан с пружиной
- Y
- Шаровой клапан
- Мембранный клапан
- Подъемный ножной клапан
- Поворотный клапан
- Запорный обратный клапан
- Утконосный обратный клапан
- Клапан-бабочка или вафельный клапан
1) Пружинный обратный клапан
Эти типы обратных клапанов имеют простую конструкцию и легкое управление. Это самый распространенный тип обратного клапана. Он известен как пружинный обратный клапан, так как в нем используется пружина для закрытия клапана. На приведенной ниже схеме изображен пружинный обратный клапан.
На приведенной ниже схеме показаны детали и направление потока внутри клапана. Когда жидкость пытается попасть во всасывающее отверстие клапана, в нем возникает давление, достаточное для преодоления силы пружины и давления растрескивания. После преодоления давления растрескивания жидкость давит на диск и открывает отверстие.
Когда отверстие клапана открывается, жидкость начинает поступать в клапан. Если давление жидкости на всасывающем патрубке становится ниже давления растрескивания, то сила пружины и давление растрескивания или противодавление заставляют диск двигаться в обратном направлении к отверстию и закрывают клапан.
Короткий путь, проходимый пружиной для диска, ускоряет время реакции закрытия клапана.
Конструкция этого обратного клапана (NRV) способна остановить колебания давления в трубопроводе и остановить возникновение гидроударов. Гидроудар возникает из-за внезапной остановки потока жидкости в системе.
Наиболее известными типами пружинных обратных клапанов в трубопроводе являются бесшумные клапаны или сопловые клапаны. Эти типы клапанов могут устанавливаться горизонтально или вертикально.
Преимущества пружинных рядных клапанов
Преимущества пружинного рядного клапана
- Он отличается простотой эксплуатации.
- Он имеет простую конструкцию.
- Этот клапан имеет низкую стоимость.
- Вы можете установить его в любом направлении в зависимости от направления потока.
- Он предотвращает повреждение системы из-за обратного потока.
- Он также работает как клапан сброса давления для обеспечения безопасности системы.
- Эти клапаны не дают загрязнениям течь обратно к впускной стороне.
- Это автоматический клапан.
Недостатки Пружинные впускные клапаны
- Для осмотра или обслуживания этих клапанов необходимо полностью удалить их из системы.
2) Пружинный клапан Y
Этот донный клапан имеет очень похожую работу, как и пружинный рядный клапан. В случае пружинного Y-образного клапана гибкий диск и пружина установлены под определенным углом. Под этим углом клапан образует форму буквы «Y», поэтому он известен как пружинный Y-клапан.
Эти типы обратных клапанов работают так же, как и пружинные линейные клапаны, но их не нужно отсоединять от системы для ремонта и очистки. Пружинный Y-образный клапан имеет большой вес, и для его установки требуется больше места в системе.
Преимущества и недостатки Y-образного клапана с пружинной загрузкой
3) Шаровой обратный клапан
Шаровой клапан — это механическое устройство, в котором используется перфорированный полый шар для управления жидкостью, проходящей через шар. Этот клапан открывается при совмещении отверстия шара с входным потоком и закрывается при повороте ручки клапана на 90 градусов, чтобы остановить поток.
Он имеет подпружиненный шар, который используется для открытия и закрытия отверстия клапана. Этот шар устанавливается на уплотнительное седло. Это коническое седло, которое помогает направить шар внутрь седла и обеспечивает отличное уплотнение для остановки обратного потока.
Когда давление жидкости на всасывающем конце клапана становится больше, чем давление растрескивания, шар отходит от седла и пропускает поток жидкости.
Когда давление на всасывающем конце становится меньше давления растрескивания или давление на нагнетательной стороне клапана становится больше давления на всасывающей стороне, шар возвращается в исходное положение, закрывает отверстие и прекращает обратный поток жидкости.
Преимущества и недостатки шаровых кранов
4) Диафрагменный клапан
Диафрагменный клапан имеет более одного отверстия (т.е. всасывающее и нагнетательное), корпус клапана, резиновую мембрану и седло, или водослив, или седло, на котором сидит мембрана. Он известен как мембранный обратный клапан, поскольку в нем используется мембрана для управления потоком жидкости.
Корпус или корпус этого NRV (обратного клапана) изготавливается из дерева, металла, пластика или другого материала в зависимости от типа клапана. Он представляет собой двунаправленный дроссельный клапан типа «включено-выключено».
Мембранный клапан использует мембрану для запуска и перекрытия потока жидкости. Эта мембрана или диафрагма изготавливается из резины. На приведенной ниже схеме представлен нормально открытый мембранный обратный клапан.
Этот клапан не использует концепцию давления растрескивания для открытия и закрытия клапана. Он использует свободно плавающую самоцентрирующуюся мембрану для нормального открытия (NO) и нормального закрытия (NC). Этот клапан также нуждается в более высоком давлении со стороны всасывания для преодоления эластичности мембраны.
Когда давление со стороны всасывания становится выше давления со стороны нагнетания, резиновая мембрана прогибается, и большое количество жидкости начинает вытекать.
При снижении давления на всасывании или на входе мембрана герметизирует отверстие и останавливает обратный поток. Такие ножные клапаны лучше всего подходят для вакуумных систем или систем низкого давления.
Преимущества и недостатки мембранного клапана
5) Подъемный ножной клапан
Этот обратный клапан использует направляющий диск для регулирования потока жидкости. Этот диск поднимается от седла клапана, чтобы обеспечить поток жидкости. Этот тип ножного клапана используется в системах с высоким давлением и высокой скоростью потока жидкости.
Этим клапанам необходимо давление взлома, чтобы поразить пружину или силу тяжести, и направляющая, чтобы удерживать диск в вертикальном направлении, чтобы диск мог снова опуститься с надлежащим уплотнением и выравниванием на исходную позицию.
В случае подъемного обратного клапана для разгрузки жидкость должна повернуться под углом 90 градусов.
Когда давление со стороны всасывания становится ниже давления растрескивания или жидкость пытается перетечь обратно с нагнетания на сторону всасывания, пружина или сила тяжести используют для закрытия клапана. Если сила пружины недоступна для закрытия подъемного клапана, в этом случае сила тяжести играет важную роль в повороте диска для закрытия клапана.
Подъемные клапаны доступны в исполнениях WYE, T и прямом проходном. Вы можете установить подъемные клапаны в вертикальном или горизонтальном направлении, но те клапаны, которые полагаются на силу гравитации, должны быть установлены для перемещения диска в вертикальном направлении.
Преимущества и недостатки подъемных клапанов
6) Поворотный клапан
Поворотный клапан также известен как обратный клапан с «наклонным диском». Этот клапан имеет диск, входное и выходное отверстия. Диск сидит на цапфе, которая открывается, когда давление на входе преодолевает давление крекинга.
Когда давление на входе становится ниже давления обратного потока, этот клапан поворачивается и закрывает клапан. Когда сила пружины недоступна, ориентация гравитации играет важную роль в повороте и закрытии клапана.
Угол между вертикальной плоскостью и седлом клапана называется углом посадки. Диапазон этого угла варьируется от 0 до 45 градусов. В максимальных случаях диапазон этого угла составляет от 5 до 7 градусов.
Увеличивая угол седла, можно уменьшить расстояние перемещения диска клапана. Таким образом, диск будет быстрее перекрывать поток жидкости и минимизировать возможность гидроударов. Угол вертикального седла составляет 0 градусов.
Преимущества и недостатки поворотного клапана
7) Запорный обратный клапан
Работа стоп-клапана очень похожа на работу подъемного клапана или пружинного y-образного обратного клапана, но стоп-клапан имеет характеристику ручного доминирования. Эта характеристика стоп-клапана позволяет ему работать как обычному обратному клапану и предотвращает обратный поток. Но внешний механизм может использоваться для его преодоления и поддержания правильной функции закрытия и открытия клапана.
Стопорный клапан имеет очень низкую стоимость и высокую эффективность. Они могут использоваться в самых разных областях, от бытовых до промышленных.
Эти типы обратных клапанов используются на гидроэлектростанциях, в системах безопасности, охлаждения турбин, парогенераторов и котлов.
Преимущества и недостатки запорного клапана
Преимущества запорного клапана
- Эти типы клапанов имеют простую конструкцию.
- Их легко обслуживать.
- Запорному клапану требуется очень мало времени для закрытия и открытия.
- Он имеет длительный срок службы.
Недостатки запорного клапана
- Они имеют низкие показатели регулирования.
- Они не подходят для вязких жидкостей.
- Эти клапаны не подходят для жидкостей с крупными частицами.
8) Обратный клапан типа «утконос
Эти типы обратных клапанов пропускают жидкость через мягкую трубу плоской формы с естественным уплощенным концом. Этот уплощенный конец похож на утконоса, который пропускает поток жидкости. Когда давление на стороне всасывания ослабевает, конец утконоса возвращается к своей уплощенной форме и блокирует поток жидкости.
Этот клапан изготавливается из синтетического эластомера или резины. Утконосные клапаны чаще всего используются в медицине, очистных сооружениях, приливах и отливах для предотвращения попадания примесей из-за обратного потока.
Преимущества утконосного клапана
- Он не нуждается в обслуживании.
- Утконосный клапан имеет очень низкую стоимость.
- Он не требует ручного управления или внешнего источника энергии.
9) Клапан-бабочка или пластинчатый клапан
Обратный клапан типа «бабочка» или «вафельница» могут использоваться как взаимозаменяемые. Эти типы обратных клапанов имеют пластину или диск типа «бабочка», установленный на пружине и шарнире.
Обе стороны или отверстия клапана открываются, когда давление на стороне всасывания становится выше давления растрескивания. Когда давление на стороне всасывания падает или возникает обратный поток, пружина заставляет диск закрыть клапан. Поворотный клапан позволяет жидкости течь напрямую с незначительным засорением.
Максимально большие поворотные затворы имеют редуктор и рукоятку, установленные на штоке клапана. Это упрощает работу клапана, но в ущерб скорости. На вращающемся валу закреплен диск.
Диск располагается в середине трубы. Когда эти клапаны полностью закрыты, они полностью перекрывают трубу. При попытке открыть клапан полностью, диск клапана образует угол 90 градусов с потоком среды.
Клапаны-бабочки используют для изменения или регулировки операций. Эти клапаны известны благодаря высокой скорости работы, низкой стоимости, малым размерам, легкости и простоте доступа. Эти клапаны могут использоваться с рукоятками, шестернями или автоматическими приводами.
Преимущества и недостатки поворотных клапанов
Преимущества и недостатки обратных клапанов
Обратный или ножной клапан имеет следующие преимущества и недостатки:
Преимущества обратного клапана
- Эти клапаны предотвращают повреждение компрессора и насоса из-за обратного потока.
- Эти типы клапанов снижают потери производства, которые могут возникнуть из-за нестабильной остановки клапанов.
- Обратный клапан имеет очень низкий перепад давления.
- Эти клапаны требуют небольших затрат на обслуживание.
- Обратный клапан устраняет дребезг и снижает вероятность внезапного отказа клапана.
- Эти клапаны занимают меньшую площадь, чем обычные обратные клапаны.
- Обратный или невозвратный клапан предотвращает обратный поток.
- Он поддерживает давление.
- Эти клапаны можно использовать как вертикально, так и горизонтально.
- Гибкая поддержка для различных условий потока.
- Заменяются на большинство традиционных обратных клапанов без необходимости дорогостоящих изменений трубопровода.
- Используются в качестве резервной системы.
- Быстро решают проблемы.
Недостатки обратного клапана
- Эти клапаны позволяют жидкости течь только в одном направлении.
- Они не подходят для пульсационной системы.
- Обратные клапаны создают проблемы гидроударов в системе.
- Он не может проверять в открытом или закрытом состоянии.
- Внутренние компоненты обратного клапана невозможно осмотреть в рабочих условиях.
- При открытии клапана диск может быть зажат.
Каковы области применения обратного клапана?
Обратные клапаны используются в следующих областях:
- Гидравлические системы самолетов
1) Насосы
В некоторых типах насосов часто используются обратные клапаны. Диафрагменные и поршневые насосы (например, насосы для хроматографии и дозирующие насосы) часто используют выпускные и впускные шаровые обратные клапаны.
Обратный клапан обычно выглядит как небольшой цилиндр и соединяется с головками насоса на выходном и входном трубопроводах. Многие насосы, как механизмы, используются для перемещения больших объемов жидкости без использования обратных клапанов (например, шаровых обратных клапанов). Эжекторный насос или насос питательной воды, подающий воду в паровой котел, оснащен такими клапанами для предотвращения обратного потока.
Эти типы клапанов также используются в насосах, подающих воду на водные горки. Вода с горок поступает по трубам, а башня закрепляет лестницу на горку. Когда сооружение с горками закрывается на ночь, обратный клапан предотвращает протекание воды по трубопроводу. Когда на следующий день объект снова открывается, клапан открывается, поток продолжается, и горки снова становятся доступными.
2) Промышленные процессы
- Эти типы альвов используются в химической промышленности.
- Эти клапаны используются в электростанциях.
- Ножной клапан используется в ирригации, питьевой воде и сточных водах.
- Эти клапаны используются в нефтяной и газовой промышленности.
- Используется в пищевой промышленности и производстве напитков.
- Для предотвращения обратного потока жидкости.
- Чтобы избежать загрязнения из-за обратного потока.
- Эти клапаны используются для поддержания вакуумного уплотнения.
- Чтобы избежать сифонирования.
3) Котлы
Обратные клапаны используются в различных котлах для предотвращения обратного потока горячей воды. Эти клапаны также используются для управления потоком воды из питательного насоса в котел.
4) Компрессор
В компрессорах обратный клапан используется для остановки обратного потока сжатого воздуха или газа. Эти клапаны используются на входе и выходе компрессоров.
Раздел часто задаваемых вопросов
Что делает обратный клапан?
Обратный клапан останавливает обратный поток жидкости. Он предотвращает повреждение системы из-за обратного потока.
Для чего используется обратный клапан?
Обратный клапан используется для остановки обратного потока внутри системы.
Является ли обратный клапан разновидностью клапана сброса давления?
Обратный клапан — это тип клапана сброса давления. Это односторонний клапан, который позволяет жидкости течь только в одном направлении.
Какова функция обратного клапана?
Основная цель и функция обратного клапана — остановить обратный поток.
Каковы распространенные проблемы обратного клапана?
- Они создают сильный шум.
- Они имеют проблемы с гидроударами.
- Они имеют проблемы с утечкой и обратным потоком.
- Обратные клапаны также имеют проблемы с вибрацией.
Остановит ли обратный клапан гидроудар?
Если обратный клапан действует быстро, он может остановить проблемы гидроударов. Этот процесс останавливает колебания давления, которые могут создавать ударные волны во всей жидкости. Эти образовавшиеся ударные волны могут привести к полному разрушению или повреждению разорванного трубопровода, опор трубопровода или оборудования.
Почему мой обратный клапан не работает?
- Медленное закрытие клапана.
- Если в клапане не установлен фильтр, происходит обратный поток загрязнений. Из-за отсутствия фильтра эти загрязнения застревают между корпусом и диском клапана, что заставляет клапан быть открытым в течение всего времени работы.
- Коррозия или износ материала клапана может привести к повреждению седла или диска клапана. Из-за этого повреждения клапан не сможет должным образом герметизировать обратный поток. Это может привести к обратному току.
Какой клапан является NRV?
Обратный клапан, ножной клапан, удерживающий клапан или односторонний клапан известен как NRV (обратный клапан).
