Обратный клапан: виды и конструкция устройства, принцип работы и сфера использования

Где возможна установка предохранительного клапана?

Водопровод и канализация – не исчерпывающие места, где инсталляция обратного клапана не просто желательна, но просто необходима. Другими ее локациями могут быть:

вход в бойлер – обратный клапан, вмонтированный перед водонагревателем, препятствует движение нагретой водной массы назад в трубу с холодной водой;
контур автономного отопления – помещение, в котором есть теплый пол или батареи, которые кардинально отличаются по своим напорным и гидравлическим характеристикам остро нуждаются в запорном блоке. Он ставится перед газовым котлом и призван уравновесить их технические показатели;
перед счетчиком воды – учетные механизмы, к которым принадлежит бытовой счетчик расхода воды, чувствительные к любым изменениям в системе водоснабжения. Каждый гидроудар – это очередное испытание для прибора, которое он может не пройти. К тому же, исправный и качественный затворный механизм – одна из причин того, что турбина не начнет приворачиваться против своего хода;
погружной насос – если система подачи воды завязана на скважине или колодце, установка погружного насосного агрегата является ключевым моментом. в его задачи входит подъем воды с глубины и доставка под напором потребителю. В случае отключения от источника электропитания, подкачанная жидкость естественным образом стекает вниз напорного резервуара. Чтобы этого не случилось, устанавливают обратный клапан на насос.

Виды клапанов

Клапаны принято классифицировать по трем критериям, в каждом из которых выделяют два типа устройств:

По скорости срабатывания:

Пропорционнальные. Открываются постепенно, позволяя пару плавно выходить из контура. Не вызывает гидроудара при закрытии, поэтому может использоваться как в сжимаемых, так и в несжимаемых средах.

Двухпозиционные. При достижении пограничного давления резко открывается, освобождая большое количество воды или газа. Используется в контурах как с жидкостями, так и с газом

Но важно учитывать, что при резком закрытии жидкость может вызвать гидроудар, поэтому двухпозиционные клапаны рекомендуют использовать только с сжимаемыми средами

По высоте подъем запора:

Частично подъемные. Открываются на небольшое расстояние, из-за чего не могут резко высвободить большой объем газа. Рекомендуется использовать только в контурах с жидкостями
Полностью подъемные. Открываются полностью, благодаря чему могут применять и в газовых, и в жидкостных системах. Позволяют выпускать большой объем среды, значительно снижая давление внутри контура.

По устройству механизма:

Пружинные. Пружина может со временем потерять герметичность, сложно регулировать давление на запорное кольцо. Можно применять на трубах небольшого диаметра в квартирах и частных домах.
Рычажно-грузовой. Выше стоимость, но давление можно менять с помощью системы грузов. Ограниченность применения трубами широкого диаметра.

На что обратить внимание при выборе?

Способ монтажа

•Фланцевый. С помощью приварных дисков-фланцев, имеющихся по краям, чаще всего крепятся шаровые клапаны. Это очень прочное соединение, востребованное на магистралях больших диаметров.

•Межфланцевый. В таком исполнении обычно выпускают поворотные клапаны. Изделие размещают между фланцами и стягивают их резьбовыми шпильками. Этот метод монтажа может показаться ненадёжным, но на деле он не уступает по прочности остальным.

•Муфтовый. Установка муфтового обратного клапана в трубопроводе осуществляется за счёт резьбы. Эти модели просто навинчиваются на концы труб и герметизируются. Они не подходят для промышленных магистралей, зато отлично приживаются в быту.

Размер

Диаметр проходного отверстия должен совпадать с диаметром трубопровода. Для правильной установки обратного клапана на трубу узнайте её фактический размер и округлите число до ближайшего из стандартного ряда (6, 8, 10 (3/8”), 15 (1/2”), 20 (3/4”), 25 (1”), 32 (1 1/4”), 40 (1 1/2”), 50 (2”), 65 (2 1/2”), 80 (3”), 100 (4”), 125, 150, 200 и далее).

Материал

Если вы ищете клапан для горячего водоснабжения, приобретите латунное изделие с никелевым покрытием или же стальное. Клапаны из ПВХ или полипропилена в условиях экстремальных температур прослужат вам меньше заявленного срока. При этом не стоит списывать их со счетов: это практичное решение для других повседневных задач.

Рабочее давление

Лучше, если номинальное давление клапана будет в два раза больше фактических нагрузок. Это залог того, что устройство исправно проработает долгие годы.

2 Разновидности кранов

Для регулировки воды в системе отопления существуют специальные устройства — краны.

На полках магазинов можно найти много видов таких устройств, однако некоторые из них имеют более широкое распространение:

Шаровые. Такое название устройство получило благодаря тому, что внутри прибора находится запорный механизм в форме шара с отверстием. Устройство может находиться только в двух положениях — закрытом и открытом. Поэтому принцип работы вентиля очень простой: при простом повороте на 90 ⁰C перекрывается подача тепла по трубам. Устройства шарового типа считаются самими распространенными. Такие краны бывают из различных материалов, но чаще всего можно встретить из латуни, стали, бронзы и полипропилена. По конструкции шаровые краны могут быть угловые и прямые. А также устройства различают по пропускной способности, которая бывает полнопроходная и стандартная. Для того чтобы эффективность работы была выше, следует выбирать регулировочный кран для отопления полнопроходного типа. К радиаторам вентиль присоединяют при помощи «американки» или гайки.
Кран Маевского. Такой тип устройства используется для удаления воздуха из системы отопления, который попадает туда вместе с водой, и существенно снижает эффективность нагрева. Воздух скапливается в самой верхней точке, поэтому кран Маевского устанавливают сверху на батарее. Но стоит помнить, что устройство имеет небольшую пропускную способность, поэтому его лучше устанавливать только на радиаторы последнего поколения, которые изготавливают из алюминия или стали. Открыть такой тип устройства можно с помощью обычной отвертки или специального ключа. Конечно же, лучше отдавать предпочтение механизму, который открывается отверткой, так как ключ можно легко потерять. Периодически необходимо спускать воздух в системе, для этого вентиль следует повернуть против часовой стрелки. Характерное шипение говорит о наличии воздуха в трубах, когда оно прекращается, кран следует закрыть. Главное, стоит помнить, что если к системе подключен насос, то перед тем как спускать воздух, его обязательно следует отключить.
Конусные. Благодаря тому, что механизм устройства работает плавно, с помощью вентиля можно легко регулировать напор воды. Такие краны производят из бронзы, латуни и полипропилена.
Терморегулирующие. С помощью вентилей этого типа можно автоматически управлять не только потоком воды, но и поддерживать оптимальную температуру в комнате. Терморегулирующий кран представляет собой сифон, в котором находится ёмкость с жидкостью или газом. Принцип работы такого устройства состоит в том, что во время повышения температуры жидкость или газ в сифоне расширяется, давя на шток, который затем опускается, перекрывая доступ воды в радиаторе. И наоборот, если температура снижается, то шток поднимается, и поток воды в батарее увеличивается. Стоит заметить, что модели с газовым наполнением быстрее реагируют на изменения температуры, нежели устройства с жидкостью, хотя цена у них практически одинаковая.

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.

Виды механизмов

Запорные устройства условно делятся по нескольким критериям. Наиболее распространенные механизмы:

Дисковый или пружинный клапан. Внутри находится пружинка с запирающим элементом. Когда жидкость циркулирует в правильную сторону, пружина сжимается и дает проход воде. Во время обратного потока пружинка разжимается, закрывая затвор. Эти клапаны недорого стоят и не нуждаются в техобслуживании. Но со временем внутри появляются минеральные отложения. В этом случае устройство нужно полностью менять.
Подъемный запирающий клапан характеризуется тем, что затвор производит вертикальные поступательные движения. Когда вода циркулирует под давлением, затвор перемещается вверх, открывая ей путь.
Шаровой запорный механизм сделан в форме шара, покрытого износостойким герметиком. Шарик приподнимается, когда жидкость циркулирует в нужном направлении, и опускается, закрывая проход воде при передвижении потока в другую сторону. Устройства этого типа не обязательно заменять после износа. Они легко ремонтируются. При этом поломки бывают довольно редко, так как элементы не трутся внутри конструкции. Из недостатков — требуется большое пространство, чтобы установить подъем клапана.
Двустворчатый механизм является разновидностью поворотного клапана. Имеет два лепестка, которые открываются от прямого направления воды. У этих конструкций высокое гидравлическое сопротивление, то есть скорость циркуляции жидкости снижена. Чаще всего их используют в сложной рабочей среде (грязная вода, нефть), так как в этом случае можно подобрать подходящий уплотнитель.
Поворотный или лепестковый клапан представляет собой конструкцию из пластин-лепестков, установленных на шарнирах, открывающихся во время прямого потока жидкости и закрывающихся при обратном направлении. В этом случае нет пружин, собирающих минеральные отложения.

Правила выбора запорного устройства

Выбор обратного клапана, предназначающегося для отопительной системы, — мероприятие ответственное. Если знания в этой области минимальны, лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Это гарантирует, что новая система отопления будет работоспособной и безопасной.

Нужно знать, что вне зависимости от своего типа все обратные клапаны различаются по способу подключения к трубопроводу.

Муфтовые обратные клапаны очень просты в монтаже. Однако резьбовое соединение не может выдержать большого давления, поэтому они имеют ограничения в использовании

Муфтовые устройства оборудуются соединительным резьбовым узлом, что значительно облегчает их подключение к магистрали. Чаще всего таким узлом оснащаются дисковые клапаны, предназначенные для установки в автономных отопительных системах квартиры или же частного дома. Их отличительная черта – небольшой диаметр. Чаще всего он не больше ДУ-50.

Фланцевые изделия представляют собой конструкцию, собранную на основе детали, имеющей отверстия под крепления. При помощи последних она соединяется с основным трубопроводом. Фланцевое соединение намного более прочное, чем резьбовое.

По этой причине фланцевые клапаны широко применяются при обустройстве магистралей большого диаметра. Наиболее востребованы устройства шарового типа.

Межфланцевые приборы предназначены для установки между двумя фланцами труб. Они отличаются небольшим весом и компактностью. Очень часто в межфланцевом исполнении выпускают обе разновидности клапанов лепесткового типа.

В продаже можно найти обратные клапаны, которые устанавливаются путем сварки. Такой вариант может использоваться, к примеру, при обустройстве отопления из полипропиленовых труб.

Обратные клапаны фланцевого типа надежно крепятся на трубу. Такое соединение выдерживает высокое давление, что позволяет использовать устройства в централизованных магистралях

Еще один важный критерий выбора – материал, из которого изготовлено устройство. Это может быть нержавеющая сталь. Такой вариант считается оптимальным для магистралей диаметром менее 0,04 м.

Металл практически не подвержен коррозийным процессам, способен выдержать нагрузку до 10 атм. Это позволяет клапану работать в системе безаварийно и очень долго, однако его стоимость довольно велика. Меньшая цена у латунных затворов. Они подвержены коррозии, но этот процесс идет очень медленно, что значительно увеличивает срок эксплуатации.

Однако их механическая прочность намного ниже, чем у нержавеющей стали. Тем не менее нагрузки, возникающие в бытовой сети, они выдерживают довольно легко. Самые прочные клапаны изготавливают из чугуна — они успешно справляются с критическими значениями давления, имеют значительные габариты и внушительную массу.

В силу особенностей производства, из чугуна могут быть изготовлены только корпуса деталей диаметром больше 40 мм. По этой причине для обустройства автономных отопительных систем они используются крайне редко.

Желательно, чтобы не только корпус, но и все внутренние элементы обратного клапана были выполнены из металла. Пластик обычно обладает меньшей прочностью, что может привести к преждевременному выходу детали из строя

Выбирая обратный клапан, нужно помнить еще об одном правиле — его диаметр должен точно соответствовать параметрам проходного отверстия

Очень важно, чтобы рабочее давление системы не превышало максимально допустимые для эксплуатации значения, установленные производителем выбранной модели

Как изготовить обратный клапан для компрессора своими руками

На современном рынке предлагается большое разнообразие обратных клапанов для компрессоров различного типа и мощности. Между тем при желании сэкономить можно изготовить клапан для компрессора своими руками. Для того чтобы сделать такой клапан, необязательно знать устройство воздушного компрессора, достаточно понимать, как такой компрессор работает. Более того, вам не потребуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование, а также специальные знания, навыки и опыт выполнения работ подобного плана.

Чтобы изготовить обратный воздушный клапан для ресивера, компрессора, вакуумной камеры или любого другого элемента пневмосистемы, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

обычный штуцер или сгон с резьбой на 15;
штуцеры, которыми оснащаются шланги для подключения сантехнических устройств;
болт диаметром 3 мм и длиной 40–50 мм;
две гайки соответствующего диаметра;
кусочек резины, отрезанный от старой автомобильной камеры;
пружина, диаметр которой соответствует поперечному размеру болта;
стандартный набор слесарных инструментов.

Штуцер для клапана можно взять со старого сантехнического или газового шланга

Изготавливается обратный клапан на компрессор своими руками по следующему алгоритму.

Из металлического листа небольшой толщины вырезается прямоугольная пластинка, которая будет выступать в качестве ограничителя для болта, используемого для фиксации клапана. В средней части такой пластины просверливается отверстие, в которое должен свободно проходить болт.
На торцевой части штуцера-сгона выпиливается посадочное место, на которое будет опираться фиксирующая пластинка.
Из куска автомобильной камеры вырезается клапан соответствующего диаметра, в средней части которого выполняется отверстие под болт.
На болт надевается металлическая пластинка-фиксатор, пружина, а затем на его резьбовую часть накручивается гайка, надевается резиновый клапан, который через шайбу фиксируется второй гайкой.
Собранная конструкция вставляется в штуцер-сгон и фиксируется с двух сторон гайками, снятыми с сантехнического шланга.

Работа обратного клапана

Работа обратного клапана заключается в следующем, при подводе жидкости к отверстию “А” затвор клапана приподнимается над седлом, преодолевая усилие возвратной пружины. Перепад давления жидкости на клапане зависит от расхода жидкости через него, а давление, при котором клапан открывается, припуская через себя минимальный расход, зависит только от усилия пружины и составляет от 0,05 до 0,3 мПа (от 0,5 до 3 кгс/см2).

Шаровой кран — материал корпуса

Материал корпуса – это то, на что в первую очередь следует обратить внимание, когда выбираешь шаровой кран. Самыми надежными считаются шаровые краны из латуни, а не из цинково-алюминиевого сплава (ЦАМ), который часто используют некоторые производители

Цинково-алюминиевый сплав представляет собой сплав, содержащий 96–98 % цинка, 2–3 % алюминия и до 1 % меди. Этот сплав широко применяется в автомобилестроении, например, для производства корпусов карбюратора.

Использование этого материала для изготовления трубопроводной арматуры ограничивается временными дачными схемами. Если кран из сплава будет установлен в инженерной системе дома, то уже через пару лет он может выйти из строя.

Отличается шаровой кран из латуни от крана из ЦАМ по весу. Шаровой кран из сплава значительно легче, т.к. удельный вес ЦАМ составляет 6,7 г/см3, а у латуни – 8,4–8,7 г/см3. Если снять гальванопокрытие на корпусе крана, то латунь можно опознать по чуть приметной желтизне, которая через пару дней окислится до характерного цвета. Что касается цвета ЦАМ, то он серебристый и не меняется при окислении. Лучше всего покупать шаровой кран, у которого латунь видна из-под гальванопокрытия на какой-либо его части.

Где ставить обратный клапан

Для начала пару слов о том, как обозначается обратный клапан на воду на схемах. Для него существует специальный значок. Это два треугольника, развернутые вершинами друг к другу. Один их треугольников закрашен, один нет. Направление движения рабочей среды указывается стрелкой. В обратном направлении поток закрыт.

Графическое обозначение обратного клапана на схемах

В общем-то, четкого указания, где именно надо ставить обратный клапан, нет

Важно, чтобы он выполнял свои функции, а место его установки — дело вторичное. Надо, чтобы система водоснабжения или отопления работала правильно. А конкретное его место определяете по параметрам системы и по удобству обслуживания

А конкретное его место определяете по параметрам системы и по удобству обслуживания

Исключение — ввод воды в квартире. Тут вам четко скажут, обратный клапан ставим перед счетчиком и никак иначе

А конкретное его место определяете по параметрам системы и по удобству обслуживания. Исключение — ввод воды в квартире. Тут вам четко скажут, обратный клапан ставим перед счетчиком и никак иначе.

Где ставить обратный клапан на воду при вводе ее в квартиру — после счетчика

Например, в обвязке бойлера на подающем трубопроводе должен стоять обратный (запорный) клапан. Он предотвращает попадание горячей воды в систему, которое может произойти, когда вода нагреется и этим создаст повышенное давление, которое может «передавить» водопроводное. В таком случае лучше ставить обратник поближе к источнику горячей воды, чтобы не подвергать тепловой нагрузке другие элементы обвязки и трубы холодной воды, которые далеко не всегда сегодня из металла.

На скважине или в колодце с погружным насосом

Если будете искать информацию, где ставить обратный клапан на погружной насос, информация может быть противоречивой. Одни советуют ставить сразу на выходе насоса, другие — на входе в дом или в приямке, если речь идет о скважине. Как ни странно, все три варианта рабочие. Просто для разных случаев.

Место установки обратного клапана в системе водоснабжения выбираем в зависимости от параметров системы и оборудования

Поставить обратный клапан в доме или в приямке над скважиной можно, если вертикальный участок трубопровода не превышает 7 метров. Длина горизонтального участка (если он без наклона) роли не играет. При такой протяженности трубопровода вода не будет стекать обратно в колодец или скважину.

Место установки обратного клапана в системе водоснабжения с погружным насосом

Если зеркало воды находится ниже семи метров (насос тянет воду с глубины более 7 метров), обратный клапан ставим после насоса. Можно сразу (как на фото выше), а можно поставить фильтр, потом обратный клапан. Допустимо установить клапан на пару метров над уровнем воды. Это уже не играет большой роли. Но такой способ установки — на глубине — неудобный для обслуживания. Рано или поздно клапан придется либо чистить, либо менять. Если он в скважине или в колодце, надо все вынимать на поверхность. Сама замена занимает считанные минуты. На то, чтобы открутить резьбу, снять старый, проверить/почистить или поставить новый, нужно минут пять. А вот все подготовительные работы — это тяжело, мокро и неприятно. Так что по возможности, переносим обратный клапан в дом или приямок.

С насосной станцией

Как уже говорили, некоторые модели насосных станций имеют обратный клапан. Нужно ли ставить второй на всасывающем трубопроводе? Снова-таки, если поднимается вода менее чем на 7 метров, можно обойтись без него или поставить на входе в дом.

Для насосной станции лучше обратный клапан с фильтром

Если вертикальный подъем больше, ставить надо на входе. Зачем? А потому что при выключенном насосе вода будет стекать обратно. И при включении, качать будет воздух, и только потом воду. И сразу скажем, что далеко не все станции нормально переносят такой режим. Поэтому если слышите, что вода после выключения насоса возвращается в колодец или скважину, лучше переделайте систему.

Обратный клапан с фильтром для установки с насосной станцией

Как видите, в данной схеме обратный клапан устанавливается на конце трубы. Так как он чувствителен к загрязнениям, лучше воду предварительно очистить. Можно накрутить стандартные фильтры, а можно поставить со встроенной сеткой. Какой вариант лучше? Наверное, все-таки, первый. Во-первых, можете собрать последовательно столько фильтров, сколько надо, чтобы подавать относительно очищенную воду. Во-вторых, менять один фильтр или один клапан дешевле, чем фильтр с клапаном. Возни при монтаже больше, но не критично.