Обратный клапан с поворотным диском предотвращает обратный поток благодаря диску, вращающемуся вокруг точки опоры, расположенной выше центральной линии отверстия клапана. Именно это положение точки опоры отличает его от стандартного поворотного обратного клапана. Диск не вращается на верхнем шарнире, а наклоняется. Это наклонное движение уменьшает ход диска для открытия и закрытия, поэтому такая конструкция закрывается быстрее, с меньшим гидроударом и меньшим падением давления, чем традиционные поворотные обратные клапаны в большинстве условий эксплуатации.
Что такое обратный клапан с поворотным диском?
Обратный клапан с поворотным диском — это самодействующий односторонний клапан, в котором диск вращается вокруг вала, расположенного немного выше и впереди центра тяжести диска. Такая смещенная геометрия поворотного механизма означает, что диск всегда находится в слегка несбалансированном состоянии. Прямой поток легко открывает его. Уменьшение потока или обратное направление позволяют весу диска и любому обратному давлению быстро опрокинуть его обратно к седлу.
Корпус обычно имеет полный проходной сечение и доступен в вариантах с дисковым, фланцевым или фланцевым соединением. Корпуса обратных клапанов с наклонным диском имеют те же варианты установки, что и поворотные обратные клапаны, но с более компактными габаритами. Профиль диска разработан таким образом, чтобы в открытом состоянии точно следовать за внутренним диаметром трубы, минимизируя препятствия потоку и турбулентность, создающую падение давления.
Как работает механизм наклонного диска
Вал поворота расположен выше осевой линии клапана и немного выше по потоку от центра масс диска. В закрытом положении диск плотно прилегает к седлу. Давление потока создает момент вокруг оси поворота, который наклоняет переднюю кромку диска вниз по потоку, поворачивая его в открытое положение. При полностью открытом направлении потока диск занимает почти параллельное положение, обеспечивая минимальную площадь поперечного сечения для потока.
Когда скорость потока уменьшается, момент силы тяжести вокруг оси начинает тянуть диск обратно к седлу еще до того, как поток полностью прекратится. Диск не ждет, пока давление обратного потока закроет его. Закрытие диска под действием силы тяжести и импульса начинается во время фазы замедления потока. Именно это преимущество во времени снижает гидроудар по сравнению с традиционными конструкциями поворотных обратных клапанов, где диск остается открытым до тех пор, пока обратный поток физически не закроет его.
Скорость закрытия зависит от геометрии диска, расстояния смещения оси вращения и скорости замедления потока. В системах с быстрым отключением насоса или высокоскоростным потоком геометрия наклонного диска обеспечивает более быстрое закрытие, чем поворотный обратный клапан эквивалентного диаметра.
Преимущества обратных клапанов с поворотным диском перед поворотными: обратный клапан с наклонным диском против поворотного обратного клапана
Сравнение поворотного дискового обратного клапана и обратного клапана с качающимся механизмом часто встречается в энергетике, нефтегазовой отрасли и при проектировании трубопроводов большого диаметра. Различия реальны и измеримо влияют на производительность системы.
В таблице ниже сравниваются оба типа по факторам, влияющим на решения о выборе инженерного решения.
| Фактор | Обратный клапан с наклонным диском | Поворотный обратный клапан |
| механизм закрытия | Гравитация и импульс, проактивный подход | Зависимость от обратного потока, реактивность |
| Риск гидроудара | Ниже, закрывается во время замедления | Рост, закрытие после начала разворота |
| Падение давления | Нижний диск, почти параллельный потоку. | В верхней части диска частично перекрывается отверстие. |
| Расстояние между лицами | Короче, чем аналогичная проверка удара | Требуется более длинное тело |
| Диапазон скорости потока | Подходит для высокоскоростного обслуживания | Лучше подходит для более низкой скорости. |
| Установка | Горизонтальный или вертикальный поток вверх | Предпочтительный горизонтальный |
Класс давления: КЛАСС 150-КЛАСС 2500 (PN10-PN420)
Падение давления является существенным преимуществом в системах с высоким расходом. Наклонный диск в открытом положении точно совпадает с направлением потока. Поворотный обратный клапан в открытом положении имеет поверхность, частично пересекающую отверстие, даже при полном открытии. Это геометрическое различие напрямую приводит к снижению потерь энергии в конструкции наклонного диска при работе с высокими скоростями потока.
Гидравлический удар — ещё одно важное преимущество. Скачок давления при остановке насоса — это состояние, которое наносит наибольший ущерб в системах с обратными клапанами. Поворотный диск начинает закрываться по мере замедления потока. Откидной обратный диск остаётся открытым до начала обратного потока. Это разные моменты закрытия, и они вызывают измеримо разные скачки давления в трубопроводе после насоса.
В чём основное преимущество обратного клапана с поворотным диском по сравнению с клапаном с качающимся диском при работе в условиях высоких скоростей потока?
Меньшее падение давления и более быстрое закрытие. Наклонный диск в открытом состоянии располагается почти параллельно потоку, уменьшая сопротивление потоку по сравнению с поворотным обратным диском, который частично перекрывает отверстие. Кроме того, диск начинает закрываться во время замедления потока, а не ожидает изменения направления, что снижает скачок давления при остановке насоса.
Типичные области применения: энергетика и нефтегазовая промышленность.
Обратные клапаны с наклонным диском постоянно используются в тех областях применения, где одновременно требуются высокая скорость потока, частое включение и выключение насоса, а также защита от гидроударов.
Основным сектором применения является производство электроэнергии. Напорные линии питательных насосов котлов работают с высокой скоростью и часто циклически переходят в действие при изменении нагрузки. Обратный клапан с поворотным диском справляется как с работой при высокой скорости потока с меньшим падением давления, так и с частыми циклами работы, обеспечивая более быстрое закрытие, чем альтернативные варианты с поворотным обратным клапаном. В системах охлаждения электростанций они используются на напорных коллекторах насосов большого диаметра, где сочетание большого диаметра, высокого расхода и чувствительности к гидроударам делает конструкцию с поворотным диском стандартной спецификацией.
В нефтегазопроводах на напорных трубопроводах компрессорных станций и выходных коллекторах насосных станций используются обратные клапаны с поворотным диском. Высокая скорость потока газа или жидкости соответствует характеристикам низкого перепада давления, характерным для конструкции с поворотным диском. Быстрое закрытие при остановке компрессора или насоса снижает скачки давления в нижележащем участке трубопровода.
В водопроводных магистралях на напорных линиях насосов большого диаметра используются конструкции с поворотным диском, тогда как обычные поворотные обратные клапаны создают недопустимый гидроудар при отключении насоса.
Компания CTGV производит полнопроходные поворотные обратные клапаны и подъемные обратные клапаны из нержавеющей стали, изготовленные в соответствии со стандартами качества. API 6D, API 594 и ASME B16.34 Подходит для различных классов давления от Class 150 до 4500. Для инженеров, выбирающих обратные клапаны с поворотным диском или поворотные обратные клапаны для применения в энергетике, нефтегазовой отрасли или водоснабжении, CTGV предоставляет технические рекомендации в течение 2 часов. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить условия вашей линии и получить рекомендации по выбору клапана.
Часто задаваемые вопросы
Что такое обратный клапан с наклонным диском?
Односторонний клапан с самоприводом, в котором диск вращается вокруг вала над центральной осью клапана. Поток, направленный вперед, открывает диск. При уменьшении потока сила тяжести и инерция диска закрывают его до полного разворота. Обеспечивает меньшее падение давления и более быстрое закрытие, чем обычные поворотные обратные клапаны.
В чём принцип работы дискового клапана?
Диск перемещается, открывая или закрывая канал для потока в зависимости от перепада давления или условий потока. В обратном клапане давление прямого потока открывает диск. Обратный поток или пониженное давление прямого потока закрывает его. Геометрия диска и положение оси вращения определяют скорость закрытия и характеристики падения давления.
В чём принцип работы обратного клапана?
Обратный клапан автоматически открывается под действием давления прямого потока и закрывается при прекращении или изменении направления потока. Ручное или автоматическое управление не требуется. Работа выполняется за счет давления в трубопроводе. Механизм закрытия различается в зависимости от конструкции: поворотный диск за счет силы тяжести, наклонный диск за счет силы тяжести и инерции, подпружиненный диск за счет силы пружины.
В чём разница между поворотным обратным клапаном и обратным клапаном с наклонным диском?
Обратные клапаны с поворотным диском используют диск с верхним шарниром, закрывающийся под действием силы тяжести и обратного давления потока. Обратные клапаны с наклонным диском используют смещенный поворотный диск, который закрывается под действием силы тяжести во время замедления потока до начала обратного потока. Конструкции с наклонным диском обеспечивают меньшее падение давления, более быстрое закрытие и лучшую защиту от гидроударов при работе с высокой скоростью потока.
