Възвратен клапан за помпена станция: за какво служи и как се монтира

При обзавеждане на автономна система за водоснабдяване се налага внимателно да се подбират не само помпата, но и разнообразна защитна тръбопроводна арматура. Сред важните приспособления едно от значимите места заема възвратният клапан за помпена станция, който помага да се поддържа стабилно налягане в хидросистемата.

Той предотвратява преждевременното износване на помпеното оборудване и предупреждава смущения в работата.

Видове и предназначение на обратно-запорната арматура

Размерите на възвратния клапан са малки, но без тази дреболия налягането във водопроводната система няма да може да се поддържа. Той спада към тази категория тръбопроводна арматура, чиято основна задача се състои в предотвратяване на промяната на потока на водата в тръбите на системата за водоснабдяване в обратна посока.

Битовото помпено оборудване не е проектирано за нейното движение в необичайна посока.

Възвратният клапан се използва за пропускане на водния поток само в една посока, като напълно му прегражда пътя назад (+)

На пазара има модели помпени станции, в чиято комплектация производителите включват наличие на възвратен клапан. Към подобни варианти се прилага маркуч за засмукване с вграден възвратен клапан. Но в повечето случаи тази арматура се налага да се закупува самостоятелно.

Подобни затвори се поставят както на смукателния тръбопровод, така и на входа във вътрешнодомовата водопроводна система веднага след помпата с хидроакумулатор или пред помпената станция.

В зависимост от мястото на инсталиране в схемата на системата за водоснабдяване възвратните клапани се разделят на:

• Дънни. Пречат на обратното движение на водата, издигната от източника, при изключване на помпеното оборудване. Създават условия за експлоатация на агрегата без постоянно запълване с вода преди стартиране на самия него и на смукателния тръбопровод.
• Тръбопроводни. Сред тях са осеви и шарнирни разновидности. Предотвратяват спадане на работната стойност на налягането в системата.

Ако в края на смукателната тръба на помпената станция липсва възвратен клапан, то при спиране на помпата водата под действието на силата на тежестта ще започне да се стича обратно. В резултат на това в тръбопровода ще се образуват въздушни тапи, при условия на “сух ход” уплътнителите ще започнат да се разрушават. Като последствие, водата ще проникне в електропомпата и ще предизвика нейното прегаряне.

Възвратният клапан може да бъде монтиран не само в началната точка на смукателния тръбопровод. За осигуряване на поддържане на налягането, той се инсталира на тръбопровода пред помпената станция или пред хидроакумулатора, когато той е разположен отделно.

В по-голямата си част съвременните помпи имат защита от такива процеси. Но водата за пускане в тях ще трябва да се налива след всяко спиране на агрегата.

В отделни модели помпи е възможно дори обратното въртене на работното колело, което може да доведе до неговата повреда. Монтирането на тази арматура на линията за засмукване на течност от източника е задължително, в противен случай никаква електронна защита няма да помогне на водонапорния агрегат.

При свързване на няколко помпени станции в един възел, възвратните клапани защитават изключения агрегат от налягането на работещите устройства

С тръбния възвратен клапан ситуацията е малко по-различна. Тук той защитава повече не помпата, а системата за водоснабдяване вътре в къщата. Като заключва водата в тръбите, не позволявайки ѝ да се върне обратно в хидроакумулатора, възвратният клапан помага за поддържане на необходимото работно налягане в системата. Без него водата ще се стреми обратно към акумулиращия резервоар, принуждавайки го да работи в ненормален режим.

Възвратните клапани повишават ефективността и надеждността на работата на помпената станция, като същевременно защитават помпата, водопроводната арматура и водопроводната система от хидравлични удари. Като цяло – незаменимо устройство. Но за отварянето на клапана водата трябва да изразходва усилия, което намалява налягането на потока след преминаването му с 0,1–0,3 атм.

Дънен възвратен клапан

Дънните разновидности на възвратните клапани се монтират на входа на смукателния тръбопровод. Използват се за оборудване на повърхностни помпени системи с цел защита от спад на налягането.

Задачата на дънния възвратен клапан е да запази водата в системата и да поддържа работното ниво на налягането (+)

Според конструктивните си особености дънните възвратни клапани се разделят на:

• Пружинни. Работният заключващ механизъм се състои от пружина и диск, който при свиване на пружината под напора на водата се премества по дължината на корпуса на устройството и пропуска потока.
• Створкови. Основният елемент представлява едно или две напречни крила, които се отварят под напора на изпомпваната вода и се връщат на мястото си при неговото спиране.

Според начина на закрепване към края на смукателния маркуч или тръба, дънните клапани се разделят на муфтови и фланцови. В тандем с битови помпени агрегати най-често се използва муфтовият вид.

Под налягането на водата пружината на устройството се свива, а прикрепеният към нея запорен диск отваря път на потока само в една посока

Муфтовите съединения на възвратните клапани са по-лесни за монтаж, но изискват периодичен контрол на състоянието, особено при работа с вибрационна помпа

Възвратният клапан с крило – най-простият в експлоатация ремонтопригоден вариант на устройството, чиято створка се отваря само в една посока под налягането на изпомпваната вода (+)

Преди дънния възвратен клапан се препоръчва инсталиране на мрежест филтър. Той трябва да изключва проникването в помпената система на биологични замърсявания и твърди частици, които имат абразивен ефект.

Устройството трябва да се монтира според посоката, указана на корпуса със стрелка. Разстоянието от дъното на водоприемното съоръжение до възвратния клапан трябва да бъде не по-малко от 0,5 – 1,0 м в зависимост от класа на агрегата и препоръките на производителя. Между водното огледало в кладенеца или сондажа и клапана трябва да има воден слой не по-малко от 0,3 м.

Помпените системи с потопяема помпа се оборудват с възвратен клапан без филтър, тъй като са оборудвани с вградени пречиствателни устройства за защита на функционалния “пълнеж” от триене. Възвратният клапан в този случай се монтира пред подаващата тръба веднага след помпения агрегат. Използва се за предотвратяване на спадане на налягането в мрежата.

Възвратният клапан в помпената система с потопяема помпа се монтира веднага след агрегата на входа на смукателната тръба

Възвратен клапан за поддържане на налягане

Съществуват няколко конструкции на възвратни клапани за тръбопроводи с общ принцип на работа. Всички те трябва да осигуряват еднопосочно движение на работната течност, за което вътре имат запорен механизъм. Той се отваря по посока на потока, без да му пречи, а при опит за обратен ток на водата незабавно се затваря.

При пряко движение на водата, затварящият елемент в клапана се отмества настрани, а при обратното – затваря тръбата плътно (+)

Обикновеният обратен клапан се състои от:

• корпус;
• запорно-регулиращ елемент (работен орган);
• пружина (при някои модели липсва).

Енергията на напора на водата, течаща в права посока, избутва запорния елемент от седлото, като по този начин създава работен отвор за безпрепятствено движение на течността. А при промяна на потока в обратна посока, този затвор под действието на пружината и водното налягане се връща на първоначалното място, затваряйки тръбопровода.

Изделията от този вид тръбна арматура се различават конструктивно, по използваните при щамповане материали, както и по начина на закрепване към тръбите. При това практически всички разновидности на обратни клапани могат да се използват при монтаж на помпени станции, но не винаги това е практично и целесъобразно.

Конструктивни разновидности на изделията

Запорният елемент може да се движи успоредно, перпендикулярно и под ъгъл спрямо оста на тръбопровода. Най-често при сухи тръби той се спуска в седлото под собственото си тегло. Устройството осигурява нормално налягане във водопровода, предотвратявайки обратния поток на водата, подавана към водочерпенето.

Ето защо при монтажа на отделни модели обратни клапани е необходимо да се следи не само за стрелката на посоката на потока, но и за правилното разположение на капака, където е разположен водачът за движещата се запорна част.

В зависимост от конструкцията, затворът в обратния клапан се измества, завърта или повдига (+)

Вътрешният запор в обратния клапан може да бъде изпълнен под формата на:

• златник, състоящ се от прът и затварящи плочи;
• цял диск или разделен на две крила диск;
• топче с пружинен механизъм и уплътнителни прокладки.

При клапани с диаметър над 400 mm дискът при връщане в седлото удря доста силно корпуса, което неизбежно води до повреда на устройството. За да се избегне преждевременното износване на арматурата, подобни затвори се оборудват с хидравлични демпфери, които правят хода на диска плавен.

В бита обаче такива безоткатни обратни клапани не се използват. В продажба има по-прости и по-евтини аналози.

Ако е необходим обратен клапан с малък размер, тогава трябва да се избере или топков, или двукрил модел. В първия случай вътре се движи малко топче напред и назад с движението на водата, а във втория – преграждането на тръбата се осъществява от две половини на диск, закрепени на един прът. Корпусът на двете изделия се получава малогабаритен поради липсата на движещ се златник с голям ход на движение.

Съществуват и конструкции от невъзвратен тип с принудително отваряне/затваряне на затвора. Управлението на потока в този случай се осъществява чрез механични или ръчни устройства. Подобна възвратно-спирателна арматура обаче в бита с помпени станции не се прилага. Тя просто не е необходима за помпите.

Класификация по тип на закрепване

Освен конструктивните различия в работния елемент, възвратните клапани, използвани за инсталации с помпени станции, се различават и по начина на закрепване. Изборът тук зависи от материала на тръбопроводите и технологията на тяхното свързване.

Муфтовият възвратен клапан с повдигащо-пружинен механизъм се състои от месингов корпус с резбова нарезка (1, 2), златотвор (3), пружина (4), златотворна плочка-запор (5) и уплътнение (6).

По начин на свързване с тръбите възвратните клапани се подразделят на:

1. Муфтови.
2. Фланцови.
3. Междуфланцови.
4. Заваръчни (за заваряване).

Първият вид се свързва с тръбопроводите посредством резбов преход, а вторият се свързва благодарение на фланци с уплътнения. Междуфланцовите възвратни клапани изобщо нямат собствени закрепвания, те се фиксират между фланците на други елементи на водопровода с помощта на дълги шпилки.

Вариантът за заваряване е повече предназначен за използване в тръбопроводи, по които се преместват агресивни среди. С помпени станции те не се монтират. Възвратните клапани с междуфланцово закрепване се произвеждат само в дисково или двукрило изпълнение.

За водоснабдителни системи най-често се избират възвратни клапани с повдигащо-пружинен механизъм на запор и муфтово съединение. Те са по-лесни за монтиране и демонтиране, както и за ремонт чрез подмяна на пружината, която е най-слабото звено в тази тръбна арматура.

Междуфланцовите изделия се отличават с малки габарити и доста висока цена, позволява се да се инсталират на тръби както хоризонтално, така и вертикално

Вариации по материал на изработка

Корпусът на възвратния клапан може да бъде:

• бронзов;
• месингов;
• чугунен;
• стоманен от неръждаема стомана;
• пластмасов.

Най-издръжливи са моделите от неръждаема стомана, те са най-малко податливи на корозионни процеси. От чугун обратните клапани стават обемисти, затова в бита рядко могат да се срещнат. Те основно се прилагат на тръби с голямо сечение. Към битови помпени станции подобни тръби не се свързват.

Най-популярните изделия са от месинг. Този метал е сравнително евтин, не ръждясва и оптимално подхожда на всички видове тръби. Пластмасовите изделия трябва да се вземат само за магистрали с малък напор и полипропиленови тръбопроводи.

Основните повреди на обратните клапани се дължат на износване на пружината, за вила трябва да се избере изделие с възможност за замяна от собствените ръце (+)

Работният затварящ елемент се изработва от:

• неръждаема стомана;
• алуминий;
• пластмаси.

По принцип всички тези материали са еднакво добри. Затварящите части са малки по размер и винаги се изработват високоустойчиви и дълготрайни. Повредите най-често възникват в пружинния механизъм. Затова пружините в преобладаващото мнозинство модели са от неръждаема стомана, която е известна със своите антикорозионни характеристики и надеждност.

В магазините също могат да се намерят комбинирани обратни клапани, корпусите и капаците на които са изработени от различни материали. Всеки производител се стреми да направи продукцията си по-евтина и да предложи на пазара някаква новост. За щастие цялата арматура преминава изпитания, трябва само да се изисква сертификат за съответствие на съответните норми и стандарти.

За да се постигне херметичност на затвора при спускането му в седлото, се прилагат уплътнения от гума, пластмаси и наварки от твърди метални сплави в различни комбинации.

Монтаж на клапаните с помпена станция

При избора на обратен клапан трябва да се вземе предвид неговото номинално налягане, пропускателна способност и проходен диаметър. Всички тези данни се съдържат в техническия паспорт.

Монтажът може да се извърши самостоятелно, като се следва инструкцията за помпената станция. В нея производителят задължително посочва препоръчителните места за инсталиране на цялата необходима арматура.

Вариант за инсталиране на ОК на потопяема центробежна помпа:

Главното тук е да се установи наличието/отсъствието на възвратен клапан в блока на помпената станция. Ако той вече е стандартен елемент на инсталацията за подаване на вода, не си струва допълнително да се монтира тази арматура.

В този случай клапанът само ще намали пропускателната способност на тръбите, а полза от него няма. Не си струва да харчите пари и време за инсталиране на ненужен елемент, който освен това ще създава, макар и малки, затруднения за водния поток.

Стандартните места за монтаж на възвратни клапани са най-долната точка на смукателния тръбопровод и входа в напорната магистрала непосредствено след помпената станция

Ако схемата на водоснабдителната система предполага възможност за изпразване на напорната магистрала или работа на помпата в режим на реверс, горният възвратен клапан не трябва да се монтира след водонапорния агрегат. Той просто няма да допусне подобни действия, блокирайки водния поток към водонапорния агрегат.

Последователността на инсталиране на комплекта „клапан + шибър“ зависи от технологията за пускане на помпата. Има модели, които първоначално са проектирани за пускане на затворен шибър. В тези случаи възвратният клапан трябва да се монтира след спирателния кран.

Производителите препоръчват възвратният затвор да се монтира в „долната“ позиция винаги заедно с мрежест филтър за грубо почистване. Водата първо трябва да бъде подложена на пречистване от пясък. Вътрешните части на системата ще се износват по-бързо от контакт с абразивни частици.

По-добре е веднага да вземете възвратен затвор със сменяема или несменяема мрежа. Тя ще предпази устройството от пясък, с нея няма да се налага да инсталирате допълнителен филтър.

Избирайки точка за монтаж на възвратен клапан, е необходимо да се вземе предвид:

• посока на водния поток;
• достъпност на арматурата за последващ ремонт и обслужване;
• ограничения за строга хоризонталност или вертикалност на монтажа на някои типове възвратни затвори;
• наличие на пясък във водата, което може да доведе до запушване.

Най-малко податливи на замърсяване са пружинните възвратни клапани с повдигащ затварящ елемент. Най-бързо и лесно се монтира тръбна арматура с междуфланцов тип съединение. Но по-често за водопроводи в частни домове се избират евтини аналози с фланцово или муфтово закрепване.

При използване на потопяема помпа възвратният клапан се монтира в края на тръбата, спускана във водоприемника, пред помпеното устройство

При монтажа на възвратен клапан е важно да го инсталирате правилно. Оста на клапана трябва да бъде разположена строго вертикално. А при монтажа на въртящо се изделие оста на въртене на „клапата“ винаги трябва да се окаже над централната линия на водния поток.

Стрелката върху корпуса позволява да се контролира посоката на водния поток и правилното разположение на възвратния клапан. Трудно е да не я забележите, още по-трудно е да сгрешите с монтирането на спирателното устройство в правилното положение.

Изводи и полезно видео по темата

Видео #1. Всичко за технологията на монтиране на възвратен клапан за вода:

Видео #2. Преглед на спирателната арматура за блокиране на обратния поток:

Видео #3. Кой вариант на възвратен клапан да предпочетете за водоснабдителната система на вилата:

Използването на възвратни клапани опростява експлоатацията на помпените станции и намалява риска от аварии във водопроводната система. Не си струва да пестите от това малко, но важно изделие.

Производителите в момента предлагат маса варианти на тази арматура с различен типоразмер, начин на действие на спирателния механизъм и тип на закрепване. За всяка водоснабдителна система и вид помпа лесно ще можете да подберете оптимално решение.

Ще се радваме да научим вашето мнение. Желаещите да изяснят сложни технически моменти, да споделят опит или да посочат недостатък на материала в разположения по-долу блок могат да оставят коментари.