Для чего нужен обратный клапан: принцип работы, устройство, монтаж

Особенности конструкции и назначение обратного клапана

Устройство по размерам небольшое, но без него поддерживать напор воды в системе невозможно. Оно принадлежит к той трубопроводной арматуре, которая предназначена предотвращать изменение направления потока жидкости. Можно встретить насосные станции, в моделях которых заложен обратный затвор. Обычно он идет в комплекте со всасывающим шлангом. Но большинство изделий поставляется без этой детали, ее приходится приобретать отдельно. Принцип действия подобен известному многим клапану вентиляции: пропускает поток в одном направлении и блокирует в другом.

Существует довольно много видов обратных клапанов. Для применения в быту используются:

Пружинные муфтовые. Состоят из двух частей, соединенных резьбой и установленной между ними резиновой прокладкой.
Такие же, но с латунным золотником, имеющим сферическую форму. Отличаются высокой пропускной способностью.
Комбинированные пружинные, включающие кран Маевского, через который стравливают воздух. Благодаря подобным устройствам упрощается обслуживание системы.
Пружинные с полипропиленовым корпусом. Устанавливают на водопровод из аналогичного материала.

Место монтажа: подающая магистраль, ввод в автономную систему непосредственно за насосом или перед ним. В зависимости от расположения обратные клапаны бывают донными и трубопроводными. Первые предохраняют от возвратного тока воды, поднятой из источника, когда оборудование выключено. Вторые предотвращают падение давления в системе. Если в самом начале всасывающей трубы не стоит клапан, то когда насос остановится, вода стекает назад, в магистрали образуются воздушные пробки. При запуске «насухо» разрушаются уплотнители, затем перегорает подмокший электродвигатель.

Насосная станция с донным клапаном

Современные помпы защищены от таких грозных последствий, а старые модели от этого не застрахованы. Но все равно после каждой остановки станции придется заливать воду – так она устроена. Установка запорной арматуры на трубе забора обязательна. Необходимо именно это несложное механическое устройство, потому что никакая электроника не в состоянии преодолеть силу земной тяжести, под воздействием которой жидкость стекает из труб, если не стоит обратный клапан.

Трубопроводная запорная арматура играет несколько иную роль. Она предназначена в большей мере защищать не насос, а систему распределения воды в доме. Перекрывая поток, не дает возвратиться в гидроаккумулятор, поддерживая напор. Монтаж насосной станции без обратного клапана на раздаче вызывает гидравлические удары, работу устройства во внештатном режиме. Установка затвора повышает надежность и эффективность водопровода, продлевает срок службы сантехнического оборудования, бытовых приборов.

Размеры обратных клапанов зависят от сферы применения:

стандартный – используется практически во всех системах водоснабжения;
миниатюрный – устанавливается внутри сгонов водяного счетчика;
небольшой – располагают на выходе прибора учета;
крупный – делают из чугуна, применяются в промышленных системах.

Отливают деталь из латуни: металл устойчив к воздействию солей, минералов и кислот, которые растворены в воде. Материалом для других элементов служит медь и цинк или специальные полимерные составы. Все прокладки резиновые или силиконовые. Также продаются устройства из нержавеющей стали. Они отличаются высокой стоимостью из-за прочности и повышенной устойчивости к коррозии

При возможности приобрести такую деталь не стоит обращать внимание на цену – она служит очень долго. Латунную приходится заменять или ремонтировать довольно часто

Устройство для насосной станции

Сфера применения не ограничивается насосной станцией. В быту обратный клапан используется:

на стояках холодной и горячей воды, если квартира в многоэтажке;
в нагревательных устройствах – бойлер, электрическая или газовая колонка;
для автономного отопления частного дома;
ими оснащается канализация для предотвращения аварийных ситуаций.

Определение и функциональность обратного клапана на воду

Обратный клапан на воду (также известный как затвор обратного потока или рефлюкс-клапан) представляет собой устройство, предназначенное для контроля направления потока воды в системе трубопроводов. Его основная функция заключается в предотвращении обратного потока воды, то есть запрещает возвращение воды в обратном направлении по трубам.

Обратные клапаны на воду имеют важное значение в различных системах водоснабжения и водоотведения, а также в других приложениях, где необходим контроль потока воды. Они выполняют следующие функции:

Предотвращение обратного потока: Основная функция обратного клапана заключается в предотвращении обратного потока воды. Когда в системе возникает разница в давлении, обратный клапан закрывается, блокируя путь для обратного потока. Это предотвращает возможность загрязнения чистой воды или повреждения системы из-за обратного потока грязной или отработанной воды.
Защита насосов и оборудования: Обратные клапаны также служат для защиты насосов и другого оборудования от повреждений, связанных с обратным потоком. При выключении насоса или снижении давления, обратный клапан предотвращает обратный поток воды, что может привести к повышенному износу или повреждению насоса.
Экономия воды и энергии: Использование обратных клапанов позволяет более эффективно использовать воду и энергию в системе. Они предотвращают нежелательный вытекание воды, сохраняя ресурсы и уменьшая потери.
Предотвращение обратного загрязнения: Обратные клапаны также служат для предотвращения обратного загрязнения водопроводной системы. Они предотвращают попадание вредных веществ, бактерий или других загрязнений в систему, обеспечивая безопасность и качество питьевой воды.

Виды клапанов и принцип функционирования

Существует несколько разновидностей канализационных обратных клапанов на 110 и 50 миллиметров, которые различаются сферой применения. Соответственно, все виды механизмов обладают разной конструкцией и принципом функционирования одного элемента.

Когда сточные жидкости подходят, заслонка автоматически поднимается, после чего она снова возвращается в исходное положение. Именно по механизму функционирования заслонки классифицируются модели канализационных обратных клапанов.

Поворотные

Данная разновидность канализационных клапанов обладает подпружиненной мембраной (она называется тарелкой из-за круглой формы). В случае, когда сточные воды перемещаются в верном направлении, тарелка поворачивается и уходит вверх, не препятствуя движению жидкостей.

Однако при обратном направлении стоков подпружиненная мембрана плотно прижимается к внешнему ободку, в результате чего рабочая площадь трубопровода оказывается перекрытой.

Некоторые модели дополнительно имеют встроенную дополнительную заслонку, которая управляется вручную. Подобный запорный механизм можно регулировать при помощи специальной кнопки, находящейся на корпусе устройства.

Таким образом, трубопровод имеет сначала расширяющийся, а затем сужающийся участок, что является возможным местом образования засора канализационной системы. Решением данной проблемы становится размещение вверху корпуса механизма крышки. Сняв ее, возможно легко и быстро убрать появившийся засор.

Подъемный клапан на канализацию

Название данного вида прибора основано на механизме функционирования заслонки. Когда сточные воды перемещаются в правильном направлении, заслонка располагается вверху.

Принцип работы: жидкость оказывает давление на мембрану, которая перекрывает движение стоков, внутренняя пружина сжимается, вследствие чего заслонка поднимается. Если сточные воды не перемещаются, то пружина находится в обычном состоянии, а путь стокам преграждается.

Благодаря нелинейной корпусной форме при движении жидкости в обратную сторону открытие клапана невозможно, что обеспечивает полную безопасность от затопления. Подобный тип обратного клапана для канализации 110 или 50 мм обладает большей надежностью функционирования, чем поворотная (лепестковая) модель, однако существует и недостаток.

Если владелец имеет возможность производить регулярную чистку, то лучше приобретать именно подобный вариант обратного клапана.

Шаровый клапан

В этом типе устройств запирающим элементом является небольшой шарик. Верхняя часть корпуса сконструирована таким образом, что во время протекания сточных вод шарик попадает в отдельное отверстие и позволяет потоку двигаться.

В результате нарушения герметичности может происходить небольшое протекание стоковых вод. Конечно же, вероятность серьезного затопления, как если бы канализационный обратный клапан полностью отсутствовал, минимальна.

Межфланцевый

Основное преимущество подобной разновидности запорного механизма – небольшие габариты, что делает возможной установку даже при отсутствии свободного места за сантехническими приборами. Внешне устройство выглядит цилиндром миниатюрных размеров со специальной поворотной заслонкой.

Межфланцевая модель

Межфланцевый обратный клапан 50-ти мм на канализацию монтируется достаточно редко, т.к. относится к категории оборудования для водоснабжения. Для канализационных систем эффективность его работы довольно низкая.

Запорная арматура – виды и правила монтажа

Клапан располагают на подающей трубе. По конструктивному исполнению различают две модели. Первая имеют диск и пружину, которая от напора воды смещается и пропускает поток. У второй есть поперечные створки, которые открываются и закрываются в зависимости от возникающего давления. Вместе с бытовыми насосами чаще применяется муфтовый, а фланцевый преимущественно в более мощных устройствах. Перед ним устанавливают сетчатый фильтр. Он преграждает путь биологическим загрязнениям и твердым частицам, предупреждая их проникновение в водопроводную систему.

Установка донного устройства

Устройство монтируется в направлении стрелки на корпусе. От дна колодца или скважины выдерживается расстояние в пределах 0,5–1 м. Между поверхностью воды и клапаном выдерживают не менее 30 см. Погружные насосы не оборудуются фильтром перед обратным клапаном. Их конструкция предусматривает встроенную защиту от попадания твердых частиц, которые способствуют износу внутренних поверхностей. Запорное устройство в этом случае устанавливают после помпы перед всасывающим шлангом. Оно предотвращает спад давления в системе.

Трубопроводные клапаны поддержки напора различаются устройством, но принцип работы общий. Они призваны обеспечить движение водного потока в заданном направлении и препятствовать возвращению. Для этого внутри имеется запорный механизм. Под давлением рабочей жидкости он открывается и пропускает ее, а попытке обратного движения препятствует. Трубопровод перекрывается, вода остается в системе, напор сохраняется. Простой клапан состоит из немногих деталей:

корпус с рабочей камерой;
регулирующий орган;
исполнитель – пружина.

Модели отличаются конструктивным исполнением, применяемыми при изготовлении материалами и креплением к трубам. Почти все разновидности используются при монтаже насосных станций, но не всегда установка обратного клапана практична и целесообразна. В системах, где немного точек забора, водопроводная конструкция успешно функционирует без них.

Трубопроводный обратный клапан перед насосом

Основная деталь обратного клапана – запорный элемент, который по отношению к оси трубы передвигается в одном из возможных направлений: параллельном, перпендикулярном и под углом

При монтаже обращают внимание не только на стрелку, указывающую направление потока. В ряде моделей смотрят на расположение крышки, в которой перемещается запорная деталь

Она может выполняться в нескольких вариантах:

Подъемный. Запор двигается вниз или вверх, реагируя на давление воды, закрывается под воздействием пружины. Имеет солидные габариты, поэтому применение нашел преимущественно в промышленном водоснабжении.
Шаровый. Используется шарик из резины или чугуна, пружина не предусмотрена. Самое простое, но эффективное устройство, которое прекрасно справляется со своей задачей.
Поворотный. Затвор в виде откидного лепестка. Модель применяется с трубами, диаметр которых превышает 50 мм.

В быту используют устройства, выполненные последними двумя способами. В отличие от вариантов с движущимся золотником они малогабаритные, не требуют большого пространства для перемещения. В одном случае поток регулируется шариком, который открывает и закрывает отверстие, реагируя на давление и направление движения воды. Во втором – функцию запорного механизма выполняют две половинки диска, размещенные на одном стержне.

Запорная арматура муфтовая и фланцевая

Обратные клапаны отличаются не только внутренним устройством, но и установкой. Вариант предопределяется материалом трубопровода и технологией соединения. С насосными станциями используют изделия:

муфтовые – применяется резьба;
фланцевые – имеются фланцы с обеих сторон и на трубах, между ними устанавливают прокладки;
межфланцевые – собственное крепление отсутствует, присоединяются к фланцам труб длинными шпильками.

Для домашнего водоснабжения предпочтительнее выбирать модели, имеющие подъемно-пружинный запорный механизм и муфтовое соединение. Они легко устанавливаются на ответную резьбу, расположенную на трубопроводе. Отличаются ремонтопригодностью: больное место – пружина, которая иногда подводит, но она просто меняется. В инструкции указывают, из какого материала изготовлена. Если пластиковая – очень мало служит, лучше выбрать из нержавеющей стали.

Где ставить обратный клапан

Зачем нужен обратный клапан в системах отопления

Решая куда и как ставить клапан, следует в первую очередь учитывать, что его присутствие является нежелательным в любой системе. Дело в том, прибор обладает довольно высоким гидравлическим сопротивлением в диапазоне от 0,1 до 1 метра горизонтального трубопроводного участка, что соответствует показателям напора от 0,1 до 1 атмосферы (бара).

Гидросопротивление трубопровода или арматуры в магистрали зависит от скорости потока (объема прокачки), для бытовых систем стандартный диапазон скоростей движения теплового носителя — 0,5 — 1,5 м/с. При данных значениях сопротивление клапана лежит в диапазоне 0,3 — 0,4 м, что соответствует падению напора в магистрали на 0,3 — 0,4 бара.

Котловая часть

Система стандартного отопления включает в себя множество интересных компонентов, где каждый из элементов выполняет особую задачу. Один из таких составляющих — обратный клапан, что следит за потоком теплоносителя.

Во время работы, появляется гидравлическое давление, которое неравномерно распределяется по всем участкам. Это может возникать из-за разных вариантов, но самой частой причиной этих проблем являются:

Неравномерное остывание теплоносителя.
Ошибки при строительстве.
Неправильная сборка системы.

Применение обратных клапанов в котловой части происходит в большинстве случаев, если два котлованы работаю параллельно. К примеру, на производстве используют один электрический и любой другой. Во время работы параллельно на определенную нагрузку на подаче или на выходе устанавливают контуры, чтобы вовремя выхода из строя одного котла, второй продолжал функционировать.

Это позволит не замыкать линии на определенном участке. Кроме того, достаточно близкое расположение позволит нормально шунтировать напорные характеристики и греть второй котел. Такие клапаны способны получать лишнюю отдачу через теплообменник и направлять выход через трубу.

Если котел будет твердотопливным, то это сделает работу «рубашки» радиатора очень сильной с отводом тепла. В котловой части хватит установить клапаны на входы и выходы при параллельной работе, чтобы не заморачиваться.

Особенности установки

Во время установки обратных клапанов в отоплении, необходимо следовать несколькими правилами:

Установка клапана происходит по направлению теплоносителя. Чтобы избежать проблем с монтажом, на корпусе присутствует стрелка направления.
Чтобы уплотнить клапан используют паронитовые прокладки, только учитывают, чтобы диаметр отверстия не уменьшался.
Желательно устанавливать перед клапаном сетку для грубой очистки, чтобы мелкие частицы не попадали в механизм и не создавали повреждений.
Клапан устанавливают так, чтобы другие компоненты не мешали ему при работе. Это позволит избавится от дополнительного давления на клапан.

Способы монтажа

Межфланцевые устройства монтируются между фланцами. Имеют маленький размер и недорогую стоимость.
Фланцевые запорные механизмы. Монтируются с помощью специальных крепежей в форме дисков. Как правило, изготавливаются шаровыми. Благодаря надежности могут использоваться даже для труб большого сечения. Делаются из высокопрочной стали.
Сварные конструкции делаются из стали. Имеют абсолютную герметичность соединения. Из недостатков — невозможность ремонта, сложность установки и демонтажа. Чаще всего применяются в энергетике.
Муфтовые запоры крепятся с помощью резьбы, поэтому просты в установке. В основном изготавливаются дисковыми. Их обычно устанавливают для водопроводов частных домов.

Технология установки

Прежде чем установить обратный клапан на воду, нужно определить месторасположение врезки, а также технологию, которая отличается для различных систем.

Для колодца или скважины, в которых установлена дренажная или вакуумная помпа, защитный клапан крепится на выходе: это позволяет избежать слива жидкости.

Для поверхностных насосов запорные элементы устанавливаются одновременно в нескольких участках — перед гидравлическим аккумулятором и непосредственно на подающем шланге.

Предохранительный клапан для насосной подстанции устанавливается в систему после храповика на всасывающей трубе. В некоторых случаях, при очень сильном давлении, возможна и врезка перед подстанцией.

В системах канализации запорными механизмами лучше всего оборудовать весь санузел — унитаз, кухонную раковину, душевую кабинку.

Технология монтажа клапана обратного давления воды бывает:

Фланцевой — используется для центральных систем водоснабжения и промышленных водопроводов. Фланцы крепятся на болтовых соединениях, между которыми устанавливают уплотнители. Современной разработкой являются регулируемые мембранные модели с электрическим приводом, которые управляются с помощью соленоида — катушки на электромагнитной индукции. В пищевой и медицинской сфере распространены пневматические механизмы.
Муфтовой — клапаны устанавливают с помощью сварки или резьбовым способом. Для бытового использования лучше выбирать резьбу. Это облегчает процесс обслуживания, а для герметизации используется фум-лента или водостойкий герметик.

https://youtube.com/watch?v=vIT81Ujbsrk

Особенности крепления своими руками

Чтобы обратный защитный клапан исправно работал, необходимо не только грамотно подобрать конструкцию с учетом сечения водопроводных труб, материала изготовления и способа установки, но и со всей ответственностью подойти к его монтажу. Есть несколько рекомендаций, которые помогут в установке запорной арматуры:

Монтировать предохранительный механизм необходимо по ходу циркуляции воды. На корпусе устройства всегда находится соответствующая стрелка, которая показывает нужное направление.
Необходимо обеспечить доступ к конструкции для технического обслуживания при поломке. Исключение могут составлять лишь элементы, которые приварены сваркой.
Монтаж клапана на насос выполняется или в начале всасывающей трубы, или непосредственно перед помпой.
Во время установки устройства на бойлер необходимо отсоединить его от электросети, перекрыть подачу воды и опустошить емкость.
Если защитный механизм ставится на счетчик расхода воды, его нужно установить между вентилем и самим прибором.
В магистрали подачи холодной и горячей воды давление отличается, поэтому желательно на каждый трубопровод поставить отдельный клапан. В противном случае начнутся сбои температуры воды.
Чтобы соединения были герметичными, можно воспользоваться паронитовыми уплотнителями. Но необходимо проследить за тем, чтобы они не уменьшили диаметр отверстия трубы, иначе это увеличит давление.
Чтобы запорный механизм не испортился из-за некачественной воды, желательно установить перед ним фильтр очистки. Это повысит срок эксплуатации клапана.
Необходимо исключить чрезмерное давление любых элементов системы на корпус предохранительного клапана.

Установка запорных механизмов позволит избежать аварийных ситуаций в отопительных и водопроводных системах, положительно отразится на работе насосов, исключит заполнение трубопровода воздухом. Но чтобы выполнить монтаж предохранительного клапана быстро и легко, нужно предварительно продумать расположение устройства, а также подготовить требуемые инструменты для установки.

Назначение и принцип действия

Основная функция, которую выполняет обратный клапан для воды, состоит в том, что он защищает систему водоснабжения от критических параметров потока жидкости, транспортируемой по трубопроводу. Наиболее частой причиной критических ситуаций является остановка насосной установки, что может привести к целому ряду негативных явлений – сливу воды из трубопровода обратно в скважину, раскручиванию крыльчатки насоса в обратном направлении и, соответственно, поломке.

Защитить водопроводную систему от перечисленных негативных явлений позволяет установка обратного клапана на воду. Кроме того, обратный клапан для воды предотвращает последствия, которые вызывает гидравлический удар. Использование обратных клапанов в трубопроводных системах позволяет сделать их работу более эффективной, а также обеспечить корректное функционирование насосного оборудования, которым такие системы оснащены.

Принцип работы обратного клапана

Принцип работы обратного клапана достаточно прост и заключается в следующем.

Поток воды, поступающий в такое устройство под определенным давлением, воздействует на запорный элемент и отжимает пружину, при помощи которой данный элемент удерживается в закрытом состоянии.
После сжимания пружины и открытия запорного элемента вода начинает свободно перемещаться через обратный клапан в требуемом направлении.
Если уровень давления рабочего потока жидкости в трубопроводе падает или вода начинает двигаться не в том направлении, пружинный механизм клапана возвращает запорный элемент в закрытое состояние.

Действуя таким образом, клапан обратный предотвращает образование нежелательного обратного потока в трубопроводной системе.

Обратный клапан пружинного типа с золотниковой тарелкой из нейлона

При выборе модели затвора, устанавливаемого на водопровод, важно знать нормативные требования, которые предъявляют к таким устройствам производители насосного оборудования. Техническими параметрами, по которым в соответствии с этими требованиями выбирают обратный клапан для воды, являются:

рабочее, пробное и номинальное давление закрытия;
диаметр посадочной части;
условная пропускная способность;
класс герметичности.

Информация о том, каким техническим требованиям должен соответствовать обратный клапан для воды, как правило, содержится в документации на насосное оборудование.

Клапан обратный однодисковый муфтовый

Для оснащения систем водоснабжения бытового назначения используют обратные клапаны пружинного типа, диаметр условного прохода входит в интервал 15–50 мм. Несмотря на свои компактные размеры, такие устройства демонстрируют высокую пропускную способность, обеспечивают надежность эксплуатации трубопровода, низкий уровень шума и вибрации в трубопроводной системе, на которой их устанавливают.

Еще одним положительным фактором использования обратных клапанов в системе водоснабжения является то, что они способствуют снижению давления, создаваемого водяным насосом, на величину 0,25–0,5 Атм. В связи с этим обратный клапан для воды позволяет снижать нагрузку как на отдельные элементы оснащения трубопроводов, так и на всю систему водоснабжения в целом.