Обратный клапан для воды для насоса: принцип действия

Принцип работы и виды обратных клапанов

В системах водоснабжения обратный клапан играет важную роль. Он обеспечивает непрерывную подачу воды и поддерживает ее давление.

Чаще всего конструкция устанавливается перед насосной станцией или на самом насосе. Зависит место установки от особенностей и характеристик системы.

Принцип работы прибора состоит в том, что находящийся в нем золотник, пластина или другой запор препятствует движению воды назад к насосу и удерживает при этом в водопроводе необходимое давление.

Существует несколько видов обратных клапанов для насоса, которые различаются по назначению и внутреннему устройству.

Межфланцевые дисковые клапаны – пружинный и двустворчатый

Среди всех видов клапанов пружинная конструкция является самой компактной. Затвором в ней служит оборудованная пружиной пластина (диск). Размеры такого прибора могут быть от 15 до 200 миллиметров.

В случае понижения давления в трубопроводе пружина прижимает пластину к седлу, тем самым перекрывая проточное отверстие. После того как давление восстанавливается, пружина отжимается и воде обеспечивается свободный проток.

В сложных и больших гидросистемах применяются двустворчатые конструкции с амортизаторами. Они смягчают гидроудар при остановке насоса, который может нанести повреждения системе.

Принцип их действия в том, что под действием потока среды запорная пластина складывается пополам. Обратный поток прижимает пластину к седлу, возвращая ее в исходное положение. Размеры конструкции могут быть от 50 до 700 миллиметров.

Преимущества межфланцевых обратных клапанов:

Небольшой вес и маленькие размеры. В конструкции отсутствуют фланцы, за счет чего ее длина меньше в 6–8 раз, а вес в 5 раз стандартных обратных клапанов идентичного проходного диаметра.
Возможность установки не только на горизонтальных, но и на вертикальных и наклонных участках водопровода.
Простота эксплуатации и монтажа.

Недостатком межфланцевого устройства является то, что для его ремонта необходим полный демонтаж.

Обратный подъемный клапан

В таких конструкциях роль затвора играет подъемный золотник. Если давление воды в трубопроводе небольшое, то золотник опускается на седло, перегораживая тем самым среде обратный путь. При высоком давлении клапан поднимается, пропуская воду.

Подъемные конструкции применяются только на горизонтальных участках трубопроводов, при этом ось золотника должна располагаться вертикально.

Обратные подъемные конструкции разделяются по способу крепления:

Устройства с межфланцевым креплением не имею своего крепежного узла, поэтому устанавливаются между фланцами труб. Используются на ограниченных по габаритам участках.
Приборы с муфтовым креплением монтируются в системы небольшого диаметра с помощью резьбовой муфты.
Конструкции с фланцевым креплением оборудованы специальными фланцами с уплотнителями, с помощью которых их устанавливают в водопровод.
Устройства с креплением под приварку монтируются при помощи сварки и применяются в агрессивных средах.

При поломке прибора его можно ремонтировать без демонтажа всей конструкции. К минусам обратного подъемного клапана относится их высокая чувствительность к загрязненности воды.

Обратный шаровой клапан

Запорным элементом в конструкции является шар, оборудованный пружиной, которая прижимает его к седлу. Принцип действия шарового устройства идентичен работе межфланцевого пружинного прибора, однако в габаритах проигрывает.

Обратные шаровые клапаны чаще всего используются в сантехнике в трубах с небольшим диаметром.

Обратный поворотный или лепестковый клапан

Роль запорного элемента в такой конструкции играет золотник, который называется «захлопка». Ее ось располагается выше проходного отверстия, поэтому под напором воды «захлопка» откидывается и вода проходит беспрепятственно. В случае понижения давления в водопроводе золотник падает, перекрывая канал.

В поворотных устройствах большого диаметра золотник ударяется о седло, что может привести к быстрой поломке конструкции. Поэтому лепестковые клапаны подразделяются на две группы:

Безударные конструкции оборудованы специальными устройствами, которые смягчают посадку «захлопки» на седло.
Простые клапаны устанавливаются в тех системах, где ударные явления на работу конструкции и самой системы не влияют.

Обратные поворотные клапаны для насосов нечувствительны к загрязнению среды и могут быть установлены в системах с большим диаметром.

Минус такой конструкции большого диаметра – обязательное применение демпфера.

Особенности монтажа на скважинных насосах

Такое оборудование может дополняться несколькими клапанами одновременно. Обычно один элемент устанавливается в нижней части патрубка, которая затем будет опущена в колодец или скважину, а второй – на участке перед гидробаком. Установка выполняется с помощью фитингов и муфт подходящего диаметра. Это делается по стандартной схеме с применением средств герметизации – например, ФУМ-ленты

С точки зрения размещения устройства, важно, чтобы обратный клапан на воду для скважинного насоса по направлению открытия совпадал с движением среды. Если же планируется интеграция такого клапана в систему автономного снабжения, то учитывать следует уровень рабочего давления и диаметр условного прохода

Особенности конструкции

Материал корпуса

Самым распространённым материалом из которого делают корпус обратного клапана латунь. Данный материал обладает высокой устойчивостью к воздействию химических веществ, которые могут находится в воде (минеральные соли, кислород, соединения железа, марганец сера и другие).

титан, чугун, сталь, бронза в основном применяется в промышленных системах

Пластик применяют в полипропиленовых трубопроводах с температурой воды до 90 градусов

Резиновая или силиконовая уплотнительная прокладка.

Устройство обратного клапана

Затворный элемент

Бывает в форме шара, конуса, «тарелки». Также в насосных станциях и в системах водоснабжения используются двухстворчатые обратные клапаны. У них затвор в форме двух полукруглых фрагментов. Чаще всего изготовлен из латуни

Возвратный механизм.

Что бы вернуть затвор закрытое состояние, в устройстве имеется пружина

Для изготовления пружины (важного элемента затвора) чаще всего используют нержавеющую сталь. Но также есть модели где под давлением затвор поворачивается на шарнирах

Нюансы выбора

Купить клапан для аквариума (электромагнитный или обратный) можно в профильных магазинах, которые торгуют аквариумным оборудованием.

Рынок переполнен предложениями такого рода — сейчас аквариум имеется у многих людей, как дома, так же офисах или кабинетах. Причем в продаже есть как продукция отечественного производства так и зарубежных компаний.

Выделить среди всего множества можно:

Aqua Szut;
Tetra;
Atman;
Ferplast;
ODE;
Camozzi (Италия);
Eheim;
Dennerle (Германия);
Hagen (Канада).

Ряд из них пользуется популярностью во многих странах.

Обратный клапан для аквариума

К примеру — электромагнитный клапан для аквариума Camozzi (Италия) на сегодняшний день получил наибольшее распространение среди любителей аквариумистики, благодаря своему качеству и долговечности.

Ценовой диапазон электромагнитных клапанов довольно велик, но все зависит от того, какой конечный продукт покупатель хочет получить.

Купить аквариумный клапан Camozzi (Италия) можно за 5$ или за 255$, но при покупке стоит учитывать все влияющие факторы: объем аквариума, дополнительное оборудование, которое будет использоваться, количество «обитателей», количество растений.

Кстати, по сути, вышеперечисленные параметры являются ключевыми при выборе подходящей модели. Отправляясь в магазин, Вы обязательно должны их знать — иначе подобрать нужный вариант не получится.

Купить обратный клапан для аквариума Camozzi (Италия) тоже не составит труда, особенно учитывая что стоимость его чаще всего колышется в пределах от 1$ за «китайца» до 10$ за качественного «европейца» с именем.

Тут уже все зависит от того, сколько Вы не пожалеете отдать за такое изделие. Модели Camozzi (Италия), имеющие хорошее качество, будут стоить примерно от 3-4$.

Нюансы монтажа

Теперь упомянем о том, как правильно установить столь важный механизм своими руками.

Следует прежде всего отметить, что незаменимым он является только тогда, если компрессор в Вашем аквариуме располагается ниже уровня воды (к примеру — в тумбочке, под аквариумом).

Сам процесс установки Camozzi (Италия) выглядит примерно следующим образом:

Шланг, по которому поступает воздух — разрезается. Делать это можно на любом месте. Желательно — перед тем, как шланг заходит в сам аквариум.
Проверив направление работы (на корпусе обязательно должна быть отметка, указывающая, как именно требуется проводить установку своими руками) клапана — он устанавливается на места разреза.

Обратный клапан для воды насоса или насосной станции

Для насосных станций обратный клапан является обязательным элементом, однако в предпродажную комплектацию бытовой установки защитный затвор не входит

При покупке обратного клапана обращают внимание на присоединительные размеры устройства

Обратные клапаны для погружных насосов

Если защитную арматуру устанавливают на всасывающую линию трубопровода, то ее диаметр должен совпадать с диаметром трубы. При установке клапана на всасывающий патрубок погружного насоса, размеры деталей должны обеспечивать герметичность соединения.

Комплект автоматики с обратным клапаном для погружного насоса

Производители защитной арматуры позаботились о том, как установить обратный клапан на насос:

перед обратным клапаном для водяного насоса рекомендуют установку фильтров грубой механической очистки;
современные модели глубинных и скважинных насосов оснащают защитной арматурой прямого действия на стадии разработки оборудования;
особая защита необходима приемному обратному клапану для скважинного насоса, который устанавливают на всасывающей линии из скважины, колодца или открытого водоема. Сетчатую или перфорированную обойму из нержавеющей стали соединяют с обратным клапаном при помощи резьбы.

Обратные клапаны для насосных станций

Обратный клапан для поверхностной насосной станции выполняет те же функции, что и защитное устройство для скважинного агрегата. Разница заключается в том, что прибор устанавливают на всасывающем патрубке самовсасывающего нагнетателя давления.

Обратный клапан с сетчатым фильтром для насосной станции

Классификация по способу монтажа

Фланцевый клапан

При таком типе устройства обратный фланец и фланец на подающей части привариваются к корпусу клапана и получается единая конструкция.

В основном такой тип клапанов используется в промышленных системах для труб большого диаметра.

Из-за больших размеров может стать причиной гидравлического удара, так как в момент закрытия в системе создается повышенное давление. Что бы избежать этого в системах используют затворы безударного типа с плавным закрытием.

Преимущества возможность работы в системах с загрязнением воды. Применение на магистральных трубопроводах, у которых большие диаметры труб.

Межфланцевый

Эти устройство практически не имеют приспособления для крепежа. Сам клапан монтируется между двумя фланцами, на концах соединяемых труб. В местах установки размещают специальный уплотнитель. После этого фланцы стягивают между собой резьбовыми соединениями (болтами или шпильками).

При правильном монтаже, клапан будет надежно зафиксирован. По надежности этот тип соединения почти не уступает фланцевому.

Муфтовый

Самый распространённый в бытовом водопроводе.

При таком подключении клапан присоединяется к трубе при помощи муфты с резьбой.

Плюсы не нужно использовать дополнительные крепежные элементы. Не подходит для труб с большим диаметром.

Обратный клапан для погружного насоса

Обратные клапана для насосов служат для того, чтобы предотвращать обратный ток воды в трубах или смешение горячей и холодной воды, в зависимости от того, где его устанавливать. В последнее время широкое распространение получили обратно-прямоточные клапана, сделанные по API стандарту, рассчитанные на давление от 10 до 170 бар, и размерами сварки труб внахлест ANSI B16.11.

Место обратного клапана при установке скважинного насоса

Клапана для насоса могут быть откидными или подъемными. В откидных механизмах над седлом крепится шарнирный затвор, который открывается под действием водяного потока. Подъемный затвор срабатывает, перемещаясь вверх и вниз по вертикальному цилиндру. Прекращение потока воды происходит в момент прижатия затвора к седлу.

Затворы делают из пластика или металла. Металлические заслонки используют для отопительных систем, и они длиннее пластиковых на сантиметр при одном и том же диаметре. В нерабочем состоянии заслонка находится в закрытом состоянии.

Обязательно ли ставить обратный клапан на насос?

Начнем с того, что обратный запорный механизм может быть затворный или пружинный. А сам затворный механизм состоит из конуса либо шарика с пружинкой. Но пружина при этом предназначена только для преодоления силы трения, когда затвор опускается в седло.

К тому же пружины увеличивают перепады уровней давления внутри запорного механизма в насосе, поэтому пружины для них выбирают с минимальной жесткостью.

Установка обратного клапана обычно производится либо после насоса, либо до него. Погружные насосы с обратным клапаном, если у вас есть скважина и установленный водяной электронасос, могут обеспечить дом водой уже при включении напорной установки, не ожидая, когда вода вытеснит воздух из труб.

Если же запорный механизм (клапан) не установлен, вода будет поступать в дом с задержкой. Поэтому поставленный клапан просто облегчит вам жизнь и ускорит процесс поступления воды в трубы, но, обязательным он не является. Решать вам.

Как установить обратный клапан?

На просторах интернета существует два абсолютно противоположных мнения о том, снизу или сверху скважины нужно осуществлять монтаж обратнозапорного клапана. Кроме того спорят часто о том, насколько важна ориентация в пространстве самого механизма. Давайте разберемся.

С одной стороны, подпружиненная мембрана, установленная внутри корпуса запорного механизма, вроде как и не требует обязательной вертикальной установки. Но, в итоге – именно она обязательна, если вы не хотите осуществлять периодический ремонт с полной заменой затворных аппаратов, которые в горизонтальном варианте установки со временем просто забиваются отложениями осадка и грязи и на самой мембране и на стенках корпуса. Эта грязь приводит к тому, что пружина затвора не держит воду.

Теперь о том, где именно устанавливать обратнозапорный механизм. В абиссинских скважинах – однозначно – вверху. Потому что в противном случае скважина работать нормально не будет. Когда происходит бурение абиссинской скважины, то обратнозапорный механизм нужно герметично поставить вверху сразу после попадания в водоносную жилу.

И именно установка обратнозапорного устройства снизу не даст вам отследить момент попадания в жилу потому, что не будет давать оттока воды. Если установить его снизу, то понять уходит ли налитая вода в водоносный слой можно будет только при помощи ручного или ножного устройства.

Теперь, что касается погружных центробежных насосов в глубоких скважинах. Давайте включим голову и подумаем логически. Если обратнозапорный механизм служит для поддержки постоянного вакуума в скважине, и весь механизм подачи воды осуществляется за счет вакуума, производимым центробежным насосом, то главное в этом вопросе: что происходит в момент выключения напорного аппарата.

А происходит следующее: обратнозапорный механизм наглухо закрывается, переводя саму скважину в ждущий режим. При этом вакуум, который создала напорная установка, остается на прежнем уровне, и удерживает воду у самой поверхности трубы, не дает ей опускаться снова вниз.

То есть вода постоянно держится на уровне напорного аппарата и сразу после включения начинает подачу воды в трубу. Согласитесь, что при таком подключении обратнозапорного механизма значительно снижается нагрузка на сам насос.

Но, здесь важна герметичность всех частей водопровода, чтобы не шел подсос воздуха. Кроме того, при любом методе подключения перед обратнозапорным механизмом следует устанавливать сеточку, чтобы в клапан не попадала случайная грязь, мелкий мусор и камешки.

Где применяется

Обратный клапан очень полезен в водоснабжении частного дома.

Если по какой-то причине остановился насос, он не даёт воде стекать обратно в колодец или скважину. В случае отключения электричества или отключения насоса, нет необходимости заново заполнять систему водой.

На трубах водопровода.

Подача горячей и холодной воды в частных и многоквартирных домах производится по разным трубам. Иногда разное давление воды приводит к тому, что горячая вода заполняет трубы с холодной водой. Клапан позволяет привести давление к норме.

Перед счетчиком холодной и горячей воды.

Поможет защитить от поломки в случае гидроудара.

На входе в водонагреватель.

Заполнение бойлера происходит под напором. При прогреве и повышении давления, вытесненный теплоноситель будет направляться обратно в холодную трубу. Предотвращает отток

Способы монтажа

Межфланцевые устройства монтируются между фланцами. Имеют маленький размер и недорогую стоимость.
Фланцевые запорные механизмы. Монтируются с помощью специальных крепежей в форме дисков. Как правило, изготавливаются шаровыми. Благодаря надежности могут использоваться даже для труб большого сечения. Делаются из высокопрочной стали.
Сварные конструкции делаются из стали. Имеют абсолютную герметичность соединения. Из недостатков — невозможность ремонта, сложность установки и демонтажа. Чаще всего применяются в энергетике.
Муфтовые запоры крепятся с помощью резьбы, поэтому просты в установке. В основном изготавливаются дисковыми. Их обычно устанавливают для водопроводов частных домов.

Технология установки

Прежде чем установить обратный клапан на воду, нужно определить месторасположение врезки, а также технологию, которая отличается для различных систем.

Для колодца или скважины, в которых установлена дренажная или вакуумная помпа, защитный клапан крепится на выходе: это позволяет избежать слива жидкости.

Для поверхностных насосов запорные элементы устанавливаются одновременно в нескольких участках — перед гидравлическим аккумулятором и непосредственно на подающем шланге.

Предохранительный клапан для насосной подстанции устанавливается в систему после храповика на всасывающей трубе. В некоторых случаях, при очень сильном давлении, возможна и врезка перед подстанцией.

В системах канализации запорными механизмами лучше всего оборудовать весь санузел — унитаз, кухонную раковину, душевую кабинку.

Технология монтажа клапана обратного давления воды бывает:

Фланцевой — используется для центральных систем водоснабжения и промышленных водопроводов. Фланцы крепятся на болтовых соединениях, между которыми устанавливают уплотнители. Современной разработкой являются регулируемые мембранные модели с электрическим приводом, которые управляются с помощью соленоида — катушки на электромагнитной индукции. В пищевой и медицинской сфере распространены пневматические механизмы.
Муфтовой — клапаны устанавливают с помощью сварки или резьбовым способом. Для бытового использования лучше выбирать резьбу. Это облегчает процесс обслуживания, а для герметизации используется фум-лента или водостойкий герметик.

Особенности крепления своими руками

Чтобы обратный защитный клапан исправно работал, необходимо не только грамотно подобрать конструкцию с учетом сечения водопроводных труб, материала изготовления и способа установки, но и со всей ответственностью подойти к его монтажу. Есть несколько рекомендаций, которые помогут в установке запорной арматуры:

Монтировать предохранительный механизм необходимо по ходу циркуляции воды. На корпусе устройства всегда находится соответствующая стрелка, которая показывает нужное направление.
Необходимо обеспечить доступ к конструкции для технического обслуживания при поломке. Исключение могут составлять лишь элементы, которые приварены сваркой.
Монтаж клапана на насос выполняется или в начале всасывающей трубы, или непосредственно перед помпой.
Во время установки устройства на бойлер необходимо отсоединить его от электросети, перекрыть подачу воды и опустошить емкость.
Если защитный механизм ставится на счетчик расхода воды, его нужно установить между вентилем и самим прибором.
В магистрали подачи холодной и горячей воды давление отличается, поэтому желательно на каждый трубопровод поставить отдельный клапан. В противном случае начнутся сбои температуры воды.
Чтобы соединения были герметичными, можно воспользоваться паронитовыми уплотнителями. Но необходимо проследить за тем, чтобы они не уменьшили диаметр отверстия трубы, иначе это увеличит давление.
Чтобы запорный механизм не испортился из-за некачественной воды, желательно установить перед ним фильтр очистки. Это повысит срок эксплуатации клапана.
Необходимо исключить чрезмерное давление любых элементов системы на корпус предохранительного клапана.

Установка запорных механизмов позволит избежать аварийных ситуаций в отопительных и водопроводных системах, положительно отразится на работе насосов, исключит заполнение трубопровода воздухом. Но чтобы выполнить монтаж предохранительного клапана быстро и легко, нужно предварительно продумать расположение устройства, а также подготовить требуемые инструменты для установки.

Изготовление и установка обратного клапана своими руками

Хотя на рынке и предлагается большой выбор разновидностей устройств для решения тех или иных задач, некоторые люди решают самостоятельно изготовить клапан. Для этого нужно будет приобрести отдельные элементы будущего изделия и средства крепления.

Необходимые инструменты и материалы

Чтобы самостоятельно смастерить запорную арматуру шарового типа для воды, необходимо заранее приготовить необходимые материалы:

Тройник с внутренней резьбой.
Для седла затвора нужно взять муфту с наружной резьбой.
Пружина из нержавеющей стали. Она должна входить в отверстие свободно.
Пробка. Она будет служить заглушкой для всего устройства и опорой для пружины.
Шарик стальной, диаметр которого чуть меньше номинального диаметра тройника.
ФУМ-лента.

Ход работ

Когда все материалы готовы, можно приступать к процессу сборки изделия. Для этого можно воспользоваться нижеприведенной инструкцией:

Первым делом в тройник закручивают муфту, которая будет служить седлом для затворного элемента. Вкручивать необходимо до тех пор, пока муфта не перекроет боковое отверстие тройника примерно на 2 мм. Это нужно для того, чтобы шарик не выскакивал в боковой проход.
Через противоположное отверстие сначала вставляют шарик, а затем пружину.
Проводят заглушку отверстия, через которое вставляли пружину. Делают это при помощи резьбовой пробки с использованием уплотнительной ленты.
Такое самодельное устройство будет пропускать воду в боковое отверстие за счет того, что прямой поток будет давить на шарик и на пружину, а при отсутствии потока шарик закупоривает проход, вернувшись в изначальное положение под действием пружины.

При самостоятельном изготовлении устройства рекомендуется правильно отрегулировать пружину. Она не должна отклоняться в момент, когда давление в системе низкое, и не быть слишком тугой, чтобы не препятствовать нормальному току жидкости.

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Есть ряд правил и рекомендаций, которых необходимо придерживаться при проведении монтажных работ:

При помощью задвижки отключить подачу воды полностью или только на участке проведения монтажных работ.
Устройства, в которых рабочий элемент приходит в закрытое положение благодаря силе тяжести, следует монтировать в горизонтальном положении. На вертикальных магистралях такие устройства будут работать только в том случае, если вода движется по трубопроводу снизу вверх. Все остальные виды затворов можно закреплять как на горизонтальных, так и на вертикальных трубах.
Стрелка на корпусе прибора должна совпадать с направлением движения воды.
Перед устройством рекомендуется установить сетчатый фильтр, который будет задерживать мусор, присутствующий в жидкости.
Чтобы в будущем можно было диагностировать состояние прибора, на выходе из устройства можно закрепить манометр.
Не рекомендуется разрушать лакокрасочное покрытие на корпусе прибора, так как оно выполняет защитную функцию.

Схема подключения

В системах отопления и водоснабжения выбор места установки затвора определяется теми участками, где требуется поток воды или теплоносителя только в одном направлении, а гидравлические особенности системы могут привести к току жидкости в обратном. Эти запорные арматуры следует монтировать в соответствии со всеми требованиями нормативных документов. Существуют следующие схемы подключения:

Если в системе находятся несколько насосов, установленных паралельно друг другу, то клапан следует монтировать на присоединительном патрубке каждого насоса. Делается это для того, чтобы вода не оттекала в обратном направлении через вышедший из строя насос.
Если в систему установлены датчики расхода тепла или счетчики потребления воды, то на их патрубках следует установить клапан. Отсутствие затвора может привести к тому, что вода будет течь в обратном направлении через приборы учета, что приведет к неправильной работе этих приборов и некорректным показателям.
В отопительных системах с общим центром теплоснабжения прибор необходимо установить в узлах смешения на перемычке. Если этого не сделать, то теплоноситель может перейти из подающей трубы в обратную, минуя систему отопления.
В отопительной системе клапан устанавливают на участке, по которому теплоноситель поступает из нагревательного прибора в прибор отопления, если есть вероятность падения давления в этом участке. Это поможет предотвратить обратный отток воды из трубопровода при падении давления в наружной сети. В этом случае на обратном участке необходимо установить редуктор давления, работающий по принципу «до себя».

Схема подключения.

Электрическая часть

Двигатель станции запитывается непосредственно от электрического счетчика через автоматический выключатель.

Для защиты насоса, быстрого обесточивания двигателя в случаях нестабильного электроснабжения или перегруза ротора, автомат желательно подбирать на 10 % больше номинальной мощности. Для используемого в примере двигателя станции номинальная мощность составляет 0,77 кВт, с учетом требований нужно применять автомат на 3,85 А ((770 Вт + 77 Вт) / 220 В), но самый ближний параметр – 5 А. Можно применить автоматический выключатель с дифференциальным управлением.