Клапаны обратные двустворчатые чугунные межфланцевые
Клапаны обратные двустворчатые чугунные межфланцевые: конструкция, применение и технические аспекты
Обратный двустворчатый клапан межфланцевый чугунный представляет собой защитную трубопроводную арматуру, предназначенную для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды в трубопроводных системах. Основная функциональная задача устройства — пропуск потока в одном направлении и его автоматическая блокировка при изменении направления потока на противоположное. Конструктивной особенностью является расположение корпуса между фланцами соседних трубопроводных элементов, что обуславливает его компактность и относительно малую строительную длину.
Конструктивные особенности и принцип действия
Клапан состоит из литого чугунного корпуса, внутри которого на оси вращения установлены две симметричные створки (захлопки). Створки, как правило, изготавливаются из чугуна с покрытием или из коррозионно-стойких материалов (латунь, нержавеющая сталь) и оснащаются уплотнительными элементами из резины, EPDM, NBR или иных полимеров, обеспечивающими герметичное перекрытие проходного сечения. Ось вращения створок вынесена за пределы проходного сечения, что минимизирует гидравлическое сопротивление при открытии.
Принцип действия основан на использовании энергии потока рабочей среды. Под давлением прямого потока створки поворачиваются вокруг оси, складываясь внутрь корпуса и открывая проход. При снижении давления прямого потока ниже критического уровня или при возникновении противотока, створки под действием силы тяжести и/или обратного потока захлопываются, прижимаясь к уплотнительным поверхностям седла в корпусе, и блокируют канал.
Материалы исполнения и условия эксплуатации
Основной материал корпуса — серый чугун (GG-25 по DIN, аналог СЧ25) или высокопрочный чугун с шаровидным графитом (GGC-40, аналог ВЧ40). Чугун обеспечивает необходимую прочность, литейные качества и приемлемую коррозионную стойкость для широкого спектра сред, однако не применяется для высокоагрессивных или абразивных сред. Комплектующие элементы (оси, пружины, уплотнения) выполняются из материалов, совместимых с рабочей средой.
- Рабочие среды: Вода (холодная и горячая), воздух, пар низкого давления, нейтральные газы, нефтепродукты.
- Температурный диапазон: От -15°C до +120°C (для стандартного исполнения с EPDM-уплотнениями). При использовании специальных уплотнений (например, Viton) верхний предел может повышаться.
- Давление (PN): Стандартные ряды: PN10, PN16, PN25. Для чугунных межфланцевых клапанов редко превышает PN25.
- Монтажное положение: Монтаж возможен как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах (с направлением потока строго снизу вверх) и наклонных участках. Требуется соблюдение ориентации корпуса, указанной стрелкой на корпусе.
- Крайне малая строительная длина и вес по сравнению с обратными клапанами других типов (поворотными, подъемными), что упрощает монтаж в стесненных условиях и снижает нагрузку на систему.
- Низкое гидравлическое сопротивление в открытом состоянии, так как створки в сложенном положении не создают существенных турбулентных завихрений.
- Быстрое срабатывание на закрытие, минимизирующее явление гидравлического удара. Наличие демпферов или пружин в некоторых моделях позволяет дополнительно контролировать скорость закрытия.
- Простота конструкции, обслуживания и ремонта (часто возможна замена уплотнений без демонтажа клапана с линии).
- Экономическая эффективность для диаметров от DN50 до DN600.
- Ограниченное применение для сред с высоким содержанием твердых взвесей, которые могут препятствовать плотному закрытию створок.
- Чувствительность к условиям монтажа: требуется прямолинейный участок до и после клапана для формирования равномерного потока (обычно не менее 5 диаметров трубопровода).
- Ограничение по температуре и давлению, связанное с материалом корпуса (чугун) и уплотнений.
- Более высокие требования к герметичности по сравнению с шаровыми обратными клапанами в условиях низких давлений.
- Энергетика и ЖКХ: Установка на нагнетательных линиях насосов для защиты от обратного потока при остановке насосного агрегата. Монтаж в тепловых пунктах, в системах циркуляции теплоносителя.
- Противопожарные системы: Обеспечение одностороннего движения воды в спринклерных и дренчерных системах.
- Вентиляция: Предотвращение обратной тяги в системах принудительной вентиляции и дымоудаления.
- Общая промышленность: Защита оборудования (компрессоров, фильтров, счетчиков) на трубопроводах сжатого воздуха и других нейтральных газов.
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Области применения
Данный тип арматуры широко используется в системах тепло- и водоснабжения, вентиляции и кондиционирования, на насосных станциях, в противопожарных системах, в обвязке оборудования на технологических линиях. Основные сферы:
Критерии выбора и таблицы типоразмеров
При подборе клапана необходимо учитывать следующие параметры: условный диаметр (DN), условное давление (PN), тип рабочей среды и ее температуру, требования к герметичности, монтажное положение, наличие/отсутствие ударного гасителя.
Примерная таблица основных размеров и весов (стандарт DIN/EN):
| Условный диаметр (DN) | Условное давление (PN) | Строительная длина L (мм), approx. | Масса (кг), approx. |
|---|---|---|---|
| 50 | 16 | 45 | 3.5 |
| 80 | 16 | 50 | 6.0 |
| 100 | 16 | 55 | 8.5 |
| 150 | 16 | 70 | 17.0 |
| 200 | 16 | 80 | 28.0 |
| 300 | 16 | 110 | 65.0 |
| 400 | 16 | 140 | 120.0 |
Таблица соответствия материалов уплотнений рабочей среде:
| Материал уплотнения | Рабочая среда | Температурный диапазон | Примечание |
|---|---|---|---|
| NBR (Нитрил-бутадиеновый каучук) | Вода, воздух, нефтепродукты | -20°C … +100°C | Стандартное, наиболее распространенное исполнение. |
| EPDM (Этилен-пропиленовый каучук) | Горячая вода, пар, щелочи, слабые кислоты | -40°C … +140°C | Устойчив к старению, озону, применяется в системах отопления. |
| FKM (Viton®) | Агрессивные среды, масла, углеводороды | -20°C … +180°C | Повышенная химическая стойкость, высокая стоимость. |
| Чугун по чугуну (без уплотнения) | Воздух, газы, где допустима неполная герметичность | До +300°C | Для некритичных систем вентиляции. |
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж осуществляется путем зажима корпуса клапана между фланцами ответных трубопроводов. Между фланцами должны быть установлены уплотнительные прокладки, соответствующие рабочей среде. Затяжка болтов фланцевого соединения должна производиться крест-накрест для обеспечения равномерного прилегания. Обязательна проверка направления монтажа по стрелке на корпусе, указывающей направление прямого потока.
Эксплуатация не требует постоянного вмешательства персонала. Техническое обслуживание заключается в периодической проверке герметичности закрытия и визуальном контроле состояния при плановых остановках системы. При износе уплотнительных элементов возможна их замена, для чего многие модели предусматривают разборку без снятия корпуса с трубопровода.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем двустворчатый клапан принципиально отличается от поворотного обратного?
Поворотный обратный клапан имеет одну захлопку, которая откидывается на корпус. Это создает большее гидравлическое сопротивление, требует больше места для открытия (большая строительная длина) и характеризуется более медленным закрытием с риском мощного гидроудара. Двустворчатая конструкция компактнее, быстрее и создает меньше потерь давления.
Можно ли устанавливать клапан на вертикальный трубопровод с нисходящим потоком?
Нет, категорически нельзя. При таком монтаже створки будут постоянно находиться в открытом состоянии под действием силы тяжести и не смогут выполнить свою функцию при остановке потока. На вертикальных участках монтаж допустим только при направлении потока строго снизу вверх.
Что такое клапан с демпфером и когда он необходим?
Это модификация, в которой к оси створок добавлены пружины и гидравлический демпфер (амортизатор). Он плавно гасит энергию створок в момент закрытия, предотвращая резкий удар и, как следствие, явление гидравлического удара. Такие клапаны необходимы в системах с высоким давлением и на трубопроводах большого диаметра, где инерция обратного потока значительна.
Какой класс герметичности у этих клапанов?
Согласно ГОСТ 27477-87 или ISO 5208, для обратных клапанов наиболее распространен класс герметичности «B» (допустимая незначительная протечка). Для ответственных систем выбирают клапаны с классом «А» (полная герметичность), что обеспечивается качественными уплотнениями и точной обработкой седла.
Почему возникает вибрация и гул в клапане при работе?
Основные причины: 1) Неправильный монтаж (отсутствие прямого участка до клапана, приводящее к турбулентному потоку). 2) Работа в режиме частичного открытия, когда давление потока недостаточно для полного открытия створок, и они находятся в неустойчивом промежуточном положении. 3) Износ или разрушение уплотнений, осей вращения. Необходимо проверить соответствие расхода и давления проектным параметрам системы.
Допустимо ли использование чугунного клапана на паропроводе?
Да, но с существенными ограничениями. Как правило, для насыщенного пара низкого давления (до 10-12 бар) и температуры, не превышающей максимальную для материала уплотнений (для EPDM ~ +140°C). Для пара высоких параметров применяются стальные обратные клапаны.
Как правильно подобрать диаметр клапана?
Диаметр клапана (DN) должен соответствовать диаметру трубопровода. Однако ключевым является проверка на пропускную способность (Kv) и потери давления. Каталог производителя должен содержать график или таблицу потерь давления в зависимости от расхода. Потери не должны превышать допустимых для данной системы значений.