Виды и функциональные особенности обратного фланцевого клапана

Любой трубопровод предназначен для транспортировки рабочей среды в заданном направлении. Направление определяется заранее и не должно меняться на противоположное, поскольку это может привести к нежелательным последствиям, вплоть до выхода из строя всей системы.

Чтобы предотвратить такую возможность используются различные технические приспособления, среди которых наибольшее распространение получил обратный фланцевый клапан.

Применение и основные функции

Как и все обратные клапаны, фланцевый клапан предназначен для блокировки транспортируемого носителя (преимущественно жидкости), если она по тем или иным причинам начинает перемещаться в противоположном направлении.

Если в отопительных трубопроводах обратный поток не считается особо опасным явлением, то в нефтепроводах, канализации или водопроводе допускать его образование недопустимо. В этих системах использование запорных клапанов является непременным условием эксплуатации.

Другой опасный фактор, с которым призван бороться обратный клапан – гидравлические удары. Это резкие перепады уровня рабочего давления, провоцирующие прохождение по всей длине трубопровода ударной волны. Такая волна, при многократных повторениях, способна разрушительным образом воздействовать на слабые места конструкции.

Каждый клапан в этом случае выполняет роль своеобразной переборки, разделяющей трубопровод на независимые изолированные друг от друга сектора. Если ударная волна зарождается в одной из секций, она не сможет покинуть ее пределы.

Достоинства и недостатки устройства

К главным достоинствам обратных фланцевых клапанов можно отнести:

• Сравнительно небольшие габариты, позволяющие успешно эксплуатировать устройства практически на любых участках трубопроводов.
• Возможность работы почти со всеми типами рабочих сред, даже с сильно загрязненными.
• Эффективную работу на магистральных трубопроводах, имеющих, как правило, большие диаметры.

Не лишены такие устройства и некоторых недостатков. Несмотря на то, что обратные запорные устройства фланцевого типа обеспечивают защиту от гидроударов, они сами, в некотором роде, выступают причиной их появления. Дело в том, что в момент резкого закрытия створок в жидкой среде неизбежно возникают области повышенного давления.

Подобных недостатков практически лишены клапаны безударного типа, но стоит учитывать, что они подлежат эксплуатации исключительно на горизонтальных участках трубопровода.

Принцип действия

Работа клапана осуществляется благодаря его уникальной, и в то же время достаточно простой, конструкции. Корпус затвора представляет собой цельное стальное или чугунное изделие, во внутреннюю часть которого помещается запорный механизм, функционирующий благодаря давлению металлической пружины.

Она позволяет запорному механизму открываться только при правильном направлении движения носителя, а ее жесткость при необходимости можно регулировать.

При продвижении рабочей среды по трубопроводу, возникает возрастающее давление на запорный механизм. В зависимости от настройки, пружина выдерживает определенный его уровень, после чего обратный клапан начинает открываться, пропуская носитель в нужном направлении.

В том случае, если поток ослабляется, пружина начинает разжиматься, а по достижении нижнего уровня давления – полностью блокирует трубопровод. Весь объем рабочей среды, который успел пройти клапан, будет продвигаться дальше, а вот обратиться вспять он не сможет. Этому будет препятствовать запорный элемент, открывающийся только в сторону движения потока.

В чем отличие от межфланцевых обратных клапанов

Обратные клапаны, конструктивное исполнение которых подразумевает использование фланцев, можно разделить на две больших группы:

1. Межфланцевые.
2. Фланцевые.

Фланцевые устройства чаще находят применение на крупных магистральных трубопроводах, осуществляющих транспортировку рабочих сред в промышленных объемах. Фланец на подающей и обратной стороне привариваются непосредственно к корпусу изделия, составляя с ним одно целое.

Фланцевое соединение позволяет оперативно произвести замену изделия при необходимости, а также обеспечивает удобный доступ для технического обслуживания.

Межфланцевые устройства практически не имеют крепежных элементов. Клапан помещается между двумя фланцами, закрепленными на соединяемых концах трубопровода.

Места установки клапана оснащаются специальным уплотнителем, а сами фланцы жестко стягиваются между собой посредством резьбовых соединений. Клапан оказывается прочно зажат между двумя краями трубы. Надежность такого соединения практически не уступает фланцевому.

Виды и их конструктивные особенности

Различия в конструктивном исполнении обратных фланцевых клапанов во многом определяются задачами, которые ставятся перед этим элементом. Существуют следующие разновидности:

• Подъемный. Роль запорного элемента выполняет золотник, при этом монтаж клапана должен производиться исключительно в вертикальном положении. Под давлением потока золотник перемещается по своей вертикальной оси вверх или вниз.

• Шаровый. Здесь золотник выполнен в виде вращающегося металлического шара со сквозной полостью для прохода рабочей среды. В сравнении с другими моделями, отличается значительными габаритами.

• Поворотный. Запорный элемент представляет собой захлопывающийся металлический диск, закрепленный на стальной оси с пружиной. В открытом положении диск разворачивается параллельно потоку носителя, в закрытом – перпендикулярно ему. Такой клапан доступен по цене и пользуется большой популярностью. Слабое место конструкции – посадочное место поворотного диска, которое при многократных резких захлопываниях быстро изнашивается. Альтернативный вариант – поворотный клапан с более сложным механизмом плавного закрытия, но стоит такой элемент уже гораздо дороже.

• Приемный. Основная сфера применения приемного клапана с сеткой – добывающая промышленность. Сетка позволяет отфильтровывать крупные частицы мусора, а сам запорный механизм препятствует обратному движению перекачиваемого насосом потока.

• Двухстворчатый. Клапан состоит из двух створок, присоединенных к общей пружине. Такие модели устройств отличаются компактными габаритами.

Обратите внимание! При выборе запорного фланцевого клапана следует обращать пристальное внимание на его главные параметры: рабочее давление и диаметр условного прохода (ДУ). Значения этих характеристик можно найти на маркировке изделия.

Наиболее распространенные модели обратных фланцевых затворов:

• 16Ч6П – обратный фланцевый клапан подъемного типа. Корпус изготовлен из ковкого чугуна. Устройство рассчитано на работу с давлением до 1,6 МПа и температурами до 225 °С. Предпочтительная рабочая среда – вода или пар. ДУ может составлять от 65 до 150 мм.
• 16Ч42Р – клапан обратный фланцевого типа с сеткой. Чугунный корпус рассчитан на работу с водой и прочими неагрессивными средами температурой до 50 °С. Рабочее давление среды – не более 2,5 кгс/см. ДУ изделия подбирается из диапазона 50-400 мм.
• 19НЖ76НЖ – обратный фланцевый клапан поворотного типа с захлопкой. Диаметр условного прохода – от 50 до 200 мм. Корпус производится из стали марки 12Х18Н9ТЛ. Изделие подойдет для работы с канализационными жидкостями, водой с твердыми фракциями.

Рекомендации по монтажу

Процесс монтажа проходит в такой последовательности:

• Определяется участок трубопровода, где будет производиться монтаж клапана обратного типа. Этот участок по возможности должен быть открытым для визуального контроля и обслуживания.
• Если монтаж производится в уже готовую трубопроводную систему, нужно внимательно проследить за тем, чтобы габариты трубопровода соответствовали размерам обратного клапана.
• Участок трубопровода, на котором производится монтаж обратного клапана, следует отключить от подачи носителя.
• Необходимо убедиться, что предполагаемое к установке устройство полностью подходит по габаритам, показателям рабочего давления и климатическим характеристикам. Также, следует обращать внимание на разметку на корпусе устройства. Направление стрелки должно совпадать с направлением потока носителя.
• По окончании процесса монтажа в обязательном порядке проводятся испытания всех соединений на герметичность.

Это важно! Поскольку обратные фланцевые клапаны в большинстве своем используются на крупных магистральных трубопроводах, их установкой должны заниматься опытные сотрудники, прошедшие необходимое обучение и имеющие допуск к осуществлению подобного рода работ.