Обратный клапан с пружинным механизмом предотвращает обратный поток, используя пружинный диск, который закрывается до того, как поток фактически изменит направление. В этом ключевое отличие от поворотного обратного клапана. Поворотные обратные клапаны ждут, пока обратный поток заставит диск закрыться. Пружинные конструкции закрываются, как только скорость прямого потока падает. Именно этот временной промежуток вызывает гидроудар в одной конструкции и предотвращает его в другой.
Что такое пружинный обратный клапан?
Обратный клапан с пружинным механизмом — это односторонний клапан, в котором сжатая пружина удерживает диск прижатым к седлу, когда отсутствует прямой поток. Давление прямого потока преодолевает сопротивление пружины и открывает клапан. Когда прямой поток падает ниже давления открытия, пружина прижимает диск обратно к седлу, прежде чем сможет возникнуть обратный поток.
Давление срабатывания — это минимальное давление на входе, необходимое для открытия клапана против пружины. В большинстве промышленных применений оно находится в диапазоне от 0,5 до 5 PSI. Более низкое давление срабатывания подходит для систем с низким расходом. Более высокое подходит для систем, где противодавление значительное, и жесткое перекрытие при почти нулевом прямом потоке является обязательным требованием.
Как работает пружинный механизм
Пружина расположена между диском и корпусом клапана, расположенным ниже по потоку. Закрытое положение: пружина удерживает диск прижатым к седлу. Давление в прямом направлении превышает давление срабатывания: диск поднимается, жидкость протекает через зазор вокруг него. Насос останавливается или давление в прямом направлении падает: пружина начинает закрывать диск до того, как изменится направление потока.
В этом-то и суть. Закрытие пружины происходит до реверса, а не из-за него. Обратный клапан остается открытым до тех пор, пока обратный поток физически не закроет его. К этому моменту уже формируется скачок давления. Подпружиненный клапан уже закрывается, в то время как прямой поток все еще замедляется. Скачку давления негде развиться.
Жесткость пружины имеет значение. Более жесткая пружина закрывается быстрее, что приводит к большему давлению срабатывания, большему сопротивлению потоку и большему падению давления. Более мягкая пружина закрывается медленнее, что приводит к меньшему давлению срабатывания и меньшему падению давления. Правильная жесткость пружины зависит от скорости потока, допустимого падения давления и того, какой риск гидроудара система может выдержать.
Обратный клапан с пружинным механизмом против поворотного обратного клапана: клапан без рывков против обратного клапана с пружинным механизмом
Нон слэм Сравнение пружинного обратного клапана и пружинного клапана — это то, к чему обращаются инженеры при выборе между двумя конструкциями для конкретного применения.
В таблице ниже показано, какое место занимает каждый тип по факторам, влияющим на решение о выборе.
| Фактор | Обратный клапан с пружинным механизмом | Поворотный обратный клапан |
| Закрывающий механизм | Подпружиненный механизм, закрывается перед разворотом. | Зависимость от гравитации и обратного потока |
| Риск гидроудара | Низкий | Более высокие, удары диска при обратном потоке |
| Падение давления | Более высокое значение обусловлено сопротивлением пружины. | Нижний, свободный от препятствий путь потока |
| Ориентация при установке | Любая ориентация | Только по горизонтали или по определенной вертикали |
| Обслуживание | Необходима периодическая проверка пружин. | Проще, меньше компонентов |
| Лучше всего подходит для | Выход насоса, вертикальные линии, пульсирующий поток | Горизонтальный поток, низкий риск ударов молотка. |
Пружинная конструкция значительно снижает гидроудар в большинстве случаев. Полное устранение зависит от системных факторов, выходящих за рамки самого клапана. Длина трубы, скорость потока и частота остановок насоса — все это влияет на ситуацию. Клапан заблаговременно закрывает диск. Достаточно ли этого в конструкции системы.
Снижение уровня шума и гидроударов
Гидравлический удар — это скачок давления, возникающий, когда движущийся столб жидкости внезапно останавливается или меняет направление потока. Обратный клапан остается открытым до тех пор, пока поток не изменит направление. Затем он резко ударяется. Этот удар создает волну давления, которая распространяется по трубопроводу в виде шума и механического напряжения на каждом фитинге и соединении в системе.
Для подавления гидроударов используются пружинные конструкции на напорных трубопроводах насосов, вертикальных стояках и в системах, где часто происходят циклы запуска и остановки насоса. В системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в системах инженерного обеспечения зданий, где шум распространяется по трубопроводам в жилые помещения, разница между резким хлопком и тихим закрытием может привести к возникновению потенциальных проблем в работе.
В чём разница между бесшумным обратным клапаном и стандартным поворотным обратным клапаном?
Бесшумный обратный клапан использует пружинный механизм для закрытия диска до того, как поток изменит направление. Стандартный поворотный обратный клапан использует силу тяжести и давление обратного потока для закрытия диска. Бесшумный обратный клапан исключает резкое хлопанье диска и связанный с ним скачок давления. Поворотная конструкция проще и имеет меньшее падение давления, но генерирует шум и гидроудар при закрытии. Для систем, где важны как шум, так и гидроудар, пружинная конструкция является правильным решением.
Приложения
Обратные клапаны с пружинным механизмом устанавливаются там, где одновременно необходимы предотвращение обратного потока и контроль гидроударов.
Основное применение — это нагнетательные линии насоса. Каждый раз, когда центробежный насос останавливается, поток замедляется и пытается вернуться в обратное направление через рабочее колесо. Подпружиненный запорный клапан предотвращает это до запуска. Защищает насос от обратного вращения. Защищает трубопровод от скачков давления.
Для вертикальных трубопроводов необходима пружинная поддержка, поскольку поворотные обратные клапаны работают за счет силы тяжести и не могут корректно функционировать при вертикальном нисходящем потоке. Пружина обеспечивает усилие закрытия независимо от ориентации, поэтому пружинные конструкции являются стандартным решением для вертикальных стояков.
В системах охлаждения и отопления, а также в контурах охлажденной и горячей воды используются бесшумные обратные клапаны, предотвращающие термосифонный поток при выключенных насосах и устраняющие шум в зданиях, где шум от работы механических систем является реальной проблемой.
В системах впрыска химических реагентов используются подпружиненные поршневые обратные клапаны, предотвращающие попадание технологической жидкости в линии дозирующего насоса. Давление срабатывания устанавливает определенный пороговый уровень, ниже которого клапан остается закрытым независимо от колебаний давления на выходе.
CTGV производит полнопроходные поворотные обратные клапаны и обратные клапаны из нержавеющей стали Изготовлены в соответствии со стандартами API 6D, API 594 и ASME B16.34. Для систем, требующих пружинного механизма закрытия, линейка обратных клапанов CTGV включает в себя клапаны с направляющим диском и вариантами уплотнения «металл-металл» или «мягкое уплотнение» в диапазоне классов ANSI от 150 до 4500. Свяжитесь с нами, и мы предоставим вам техническую рекомендацию в течение 2 часов.
Класс давления: КЛАСС 150-КЛАСС 2500 (PN10-PN420)
Часто задаваемые вопросы
Для чего используется пружинный обратный клапан?
Предотвращает обратный поток в напорных трубопроводах насосов, вертикальных трубопроводах, контурах систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в системах впрыска химикатов. Пружина закрывает диск до того, как поток изменит направление, защищая насосы от обратного вращения и предотвращая гидроудар, при котором поворотные обратные клапаны резко захлопываются.
Как работает пружинный клапан?
Давление, направленное вперед, преодолевает силу пружины и открывает диск. Когда поток, направленный вперед, падает ниже давления срабатывания, пружина закрывает диск до того, как возникнет обратный поток. Закрытие происходит до обратного потока, а не из-за него. Эта разница во времени устраняет скачок давления.
В каких случаях следует использовать обратный клапан?
Обратный клапан следует устанавливать всякий раз, когда обратный поток может повредить оборудование, загрязнить жидкость, поступающую выше по потоку, или создать угрозу безопасности. К распространенным причинам обратного потока относятся напорные трубопроводы насосов, вертикальные стояки, системы с несколькими зонами давления, а также любые места, где обратный поток вызывает гидроудар или обратное вращение насоса.
Каково наиболее распространенное применение подпружиненного клапана?
Защита от нагнетания насоса. Пружина закрывает диск при замедлении насоса, предотвращая обратный поток через рабочее колесо и скачок давления, возникающий при резком закрытии поворотного обратного диска при воздействии реверсивного потока жидкости.
