Обратные клапаны являются двухходовыми клапанами, то есть они имеют два отверстия в корпусе клапана, одно для входа жидкости, а другое для выхода жидкости. Существуют различные типы обратных клапанов, которые используются в самых разных областях. Обратные клапаны обычно являются частью обычных бытовых предметов. Хотя они бывают разных размеров и цен, обратные клапаны часто очень маленькие, простые или недорогие. Обратные клапаны работают автоматически, и большинство из них не контролируются людьми или каким-либо внешним управлением; в результате большинство из них не имеют никаких ручек или штоков клапана. Корпус (корпус) большинства обратных клапанов изготовлен из пластика или металла. Важной концепцией для обратного клапана является давление открытия, которое представляет собой минимальный перепад давления на входе и выходе при работе клапана. Обычно обратные клапаны проектируются и, следовательно, могут указывать определенное давление открытия.
Тип обратного клапана
Шаровой обратный клапан
Сферический обратный клапан — это обратный клапан, в котором запорной частью, подвижной частью, для блокировки потока, является шар. В некоторых сферических обратных клапанах шар подпружинен, чтобы удерживать его закрытым. Для тех конструкций, в которых нет пружины, требуется обратный поток, чтобы переместить шар к седлу и создать уплотнение. Внутренняя поверхность основного седла шарового обратного клапана более или менее коническая, чтобы направить шар в седло и создать положительное уплотнение, когда обратный поток остановлен. Шаровые обратные клапаны обычно очень маленькие, простые и недорогие. Они обычно используются в дозаторах жидких или гелевых микронасосов, распылительных устройствах, некоторых резиновых шариках для перекачивания воздуха и т. д., ручных воздушных насосах и некоторых других насосах, а также в многоразовых дозирующих шприцах. Хотя шарики обычно изготавливаются из металла, они могут быть изготовлены из других материалов; в некоторых особых случаях он изготовлен из высокопрочных или инертных материалов, таких как сапфиры. Высоконапорные насосы HPLC и аналогичные приложения обычно используют небольшие впускные и выпускные сферические обратные клапаны с седлами из (искусственных) рубиновых шариков и сапфиров [6] или шариков и рубиновых седел [7], твердость и химическая стойкость. После длительного использования этот обратный клапан со временем износится или седло треснет и его необходимо будет заменить. В результате клапан можно заменить, иногда в небольшом пластиковом корпусе, который плотно входит в металлический фитинг, который может выдерживать высокое давление и ввинчиваться в головку насоса. Существуют похожие обратные клапаны, где диск не является шаром, а имеет какую-то другую форму, например, тарельчатый клапан, возбуждаемый пружиной. Шаровой обратный клапан не следует путать с шаровым клапаном, который представляет собой другой тип клапана, в котором шар действует как управляемый ротор для остановки или направления потока.
Клапан обратный поворотный
Обратный клапан с поворотным обратным клапаном или обратный клапан с наклонным диском — это обратный клапан, в котором при перемещении диска подвижная часть блокирует поток, а шарнир или ось на повороте либо блокирует обратный поток на седле, либо покидает седло, чтобы обеспечить прямой поток. Поперечное сечение отверстия седла может быть перпендикулярно центральной линии между двумя портами или под углом. Хотя поворотные обратные клапаны могут иметь различные размеры, большие обратные клапаны, как правило, являются поворотными обратными клапанами. Распространенная проблема, вызванная поворотными обратными клапанами, известна как гидравлический удар. Это происходит, когда поворотный обратный клапан отключается, и поток внезапно останавливается, вызывая колебания давления, которые вызывают высокоскоростные ударные волны, воздействующие на трубы и клапаны, оказывая большое давление на металлы и вибрации в системе. Необнаруженный гидравлический удар может повредить насосы, клапаны и трубы в системе. Перегородчатый клапан в механизме смыва туалета является примером этого типа клапана. Давление бака, которое держало его закрытым, преодолевалось путем ручного подъема перегородки. Затем он остается открытым до тех пор, пока бак не опустеет и перегородка не упадет под действием силы тяжести. Другой вариант механизма — это клапанный диск, который используется в таких приложениях, как противопожарная защита и системы пожарной безопасности. Шарнирная дверь остается открытой только в направлении притока. Диск также обычно имеет пружину, которая удерживает затвор закрытым, когда нет прямого давления. Другим примером является обратный клапан (используемый в системе санитарного дренажа) для предотвращения затопления, вызванного обратным потоком сточных вод. Этот риск чаще всего возникает в системах санитарного дренажа, подключенных к системам комбинированной канализации и ливневого дренажа. Это может быть связано с сильными дождями, таянием или наводнением.
Подъемный обратный клапан
Подъемный обратный клапан — это обратный клапан, в котором диск, иногда называемый элеватором, может быть поднят из своего седла более высоким давлением впускной или восходящей жидкости, чтобы обеспечить поток к выпускной или нисходящей стороне. Направляющая удерживает диск в вертикальном положении, поэтому клапан можно будет правильно переустановить позже. Когда давление больше не высокое, сила тяжести или более высокое нисходящее давление заставят диск опуститься на свое седло, закрыв клапан и остановив обратный поток. Встроенный обратный клапан — это обратный клапан, похожий на подъемный обратный клапан. Однако клапан обычно имеет пружину, которая «поднимается», когда на восходящей стороне клапана есть давление. Давление, необходимое на восходящей стороне клапана для преодоления натяжения пружины, называется «давлением открытия». Когда давление, проходящее через клапан, ниже давления открытия, пружина закроет клапан, чтобы предотвратить обратный поток в процессе.
Области применения
Обратные клапаны используются во многих жидкостных системах, таких как химические и электростанции, а также во многих других промышленных процессах. Типичными применениями в ядерной промышленности являются системы управления питательной водой, линии сброса, подпиточная вода, различные системы обработки, системы N2 и системы мониторинга и отбора проб. В авиационном и аэрокосмическом секторе обратные клапаны используются там, где есть высокие вибрации, большие перепады температур и едкие жидкости. Например, управление топливом для космических аппаратов и ракет-носителей для систем управления реакцией (RCS) и систем управления ориентацией (ACS), а также для гидравлики самолетов. Обратные клапаны также обычно используются, когда несколько газов смешиваются в один поток. Обратный клапан устанавливается на каждом отдельном газовом потоке, чтобы предотвратить смешивание газов в исходном газе. Например, если необходимо смешать топливо и окислитель, обратный клапан часто используется на источнике топлива и окислителя, чтобы гарантировать, что исходный цилиндр остается чистым и, следовательно, невоспламеняющимся. В 2010 году Лаборатория реактивного движения НАСА немного модифицировала простую конструкцию обратного клапана, предназначенного для хранения жидких образцов, свидетельствующих о жизни на Марсе, в различных резервуарах устройства без опасения перекрестного загрязнения.