Многообразие обратных клапанов

Назначение обратного клапана перекрыть проход среды в обратную сторону. Очень важный параметр обратного клапана — это надежность, другими словами, при падении давления в системе запорный элемент должен за определенное время и в нужный момент плотно перекрыть поток рабочей среды.

В зависимости от технологических линий, на которых работают клапаны, формируются требования к конструкции оборудования. На трубопроводном рынке представлены обратные клапаны от Ду 80 и до Ду 3200 мм. На протяжении многих десятков лет производители улучшали конструкцию и технические характеристики обратных клапанов, что позволило расширить сферу их применения. Сегодня обратные клапаны могут работать при температуре до 3500С, выдерживать давление до 64 атмосфер, наличие резинового уплотнения гарантирует высокий уровень герметичности.

Для простоты рассмотрим два варианта обратных клапанов – под жидкость и под газ (пар). Из школьного курса физики известно, что пар и газ сжимаются, а жидкости практически нет. Физические свойства рабочей среды полностью определяют работу обратных клапанов, например, клапан обратный, установленный в насосной станции, должен быть укомплектован демпфером, потому что быстрое и неуправляемое закрытие затвора в данной ситуации не допустимо. А если клапан обратный стоит на трубопроводе, идущем от турбины, по которому распространяется пар, скорость закрытия его затвора должна быть менее одной секунды.

Рабочая среда – жидкость.

Для управления жидкими средами требуется, чтобы обратный клапан работал следующим образом: пока давление прямого потока рабочей среды падает до указанной отметки затвор клапана закрывается и к моменту, когда поток полностью «успокаивается», затвор приходит в положение «ЗАКРЫТО».

Рассмотрим на примере металлургического завода случай, когда быстрое неуправляемое закрытие затвора может привести к поломке клапана, а в худшем случае к повреждению насосов и магистрали. Пусть насосная водозаборная станция качает воду на высоту 80 метров по трубам диаметром 1,2 м, длина которых несколько сотен метров. Остановка насоса провоцирует гидравлический удар. Он возникает, потому что обратный клапан быстро закрывается и захлопывается. Во время перепадов давления издаются сильные шумы. Неуправляемое захлопывание создает ударную нагрузку на седло и на диск, что приводит к разрушению затвора. Избежать поломок и разрушений можно установив гидротормоз (демпфер).

Клапаны с демпфером.

Демпфер позволяет контролировать скорость закрытия затвора, а значит уменьшить гидроудар, в результате чего ударная нагрузка сводится на нет. На рынке представлены затворы с одним демпфером и с двумя демпферами. Конструкции некоторых затворов позволяют менять положение демпферов, в этом случае производитель должен предоставить подробные инструкции. Идеальный вариант — когда положение демпферов оговаривается с производителем на этапе согласования технической документации. По своему желанию заказчик для клапанов небольших диаметров может заказать один большой демпфер или два маленьких по бокам, лишь бы их было достаточно для компенсации обратного потока рабочей среды. Для клапанов больших диаметров обычно устанавливают два демпфера, потому что один демпфер сравнительно с самим клапаном будет очень громоздким. С обеих сторон клапана должно быть обеспечено синхронное торможение для чего гидротормоза синхронизируют при помощи маслошланга.

Обратный клапан, он же дроссель, он же задвижка

            Для обеспечения более плавного закрытия конструкция клапана делается двухступенчатой или трехступенчатой. Трехступенчатый клапан плавно перекрывает поток, поворачивая затвор на заданный угол хода в течении времени, определенного заказчиком. Иначе говоря, трехступенчатые клапаны можно отрегулировать в зависимости от требований насосной станции.

            Есть более «продвинутые» модели обратных клапанов с демпфером - комбинированные клапаны, с их помощью управляют потоками рабочей среды. Эти обратные клапаны можно использовать не только по прямому назначению, а и для понижения давления рабочей среды (как запорную арматуру). Многофункциональные обратные клапаны с демпферами незаменимы на насосных станциях с маленькой площадью. Иногда просто нет возможности на необходимом расстоянии друг от друга разместить и задвижку, и дроссель, и обратный клапан. Есть модификации клапанов, которые могут работать только в двух режимах: обратного клапана и задвижки.

Управление клапаном при помощи привода

Для того, чтобы клапан обратный, находясь в любом положении, мог автоматически закрываться обратным потоком рабочей среды, ему следует поставить в приоритет функции обратного клапана. Это делается при помощи специального соединения привода и вала клапана. Если давление рабочей среды достаточно небольшое это не помешает обратному потоку закрыть клапан. Для этого случая клапан обратный комплектуется специальным рычагом с грузом, расположенным со стороны гидроторморза. Обратные клапаны обеспечивают герметичность затвора по классу «А» при ручном приводе, и при электроприводе. При помощи приводов клапан может понижать давление рабочего потока.

Обратные клапаны аварийного закрытия

На АЭС, ТЭЦ, ГРЭС насосные станции оборудуют клапанами аварийного закрытия, управление которыми выполняется при помощи сервоприводов (электрогидроприводами). Особенность работы этой арматуры заключается в том, что при запуске насосов клапаны должны открываться по сигналу гидросервопривода. В обычном режиме запорный элемент клапана находится в открытом положении. Обычный обратный клапан не работает в системах с маленькой скоростью рабочего потока. В этом случае на помощь приходит клапан аварийного закрытия, он уменьшает потери давления в трубопроводе. Когда насосы перестают работать клапан закрывается. Герметичность закрытия обеспечивает рычаг с грузом, а плавность закрытия контролирует гидротормоз (демпфер). Таким образом система трубопроводов защищена от гидроудара. В комплекте с клапанами обратными поставляются маслостанции высокого давления и электрошкафы, которые устанавливаются на клапане или на маслостанции.

Для того, чтобы во время осмотра трубопровода, особенно это касается трубопроводов больших диаметров, обратный клапан находился в закрытом положении используют блокировку диска или блокировку вала. Блокировка выполняется в ручном режим