Как работает обратный клапан и как проверить, что он держит

Обратный клапан стоит после насоса, на вводе водопровода, перед бойлером, на линии сжатого воздуха, в гидравлике и в системах дренажа. Устроен он проще большинства арматуры, у него нет привода и рукоятки, и поэтому о нём вспоминают, когда он уже перестал держать. Чем отличаются конструкции, показывают виды обратных клапанов, а принцип работы и способы проверки у них общие.

Прямой поток открывает затвор, обратный перепад закрывает

Затвор, тарелка, диск или шар, лежит на седле. Когда давление на входе выше, чем на выходе, разница давлений на площади затвора создаёт силу, которая поднимает его против пружины или веса. Пока есть прямой поток, затвор висит в нём. Когда насос остановился или давление на входе упало, сила потока исчезает, затвор под действием пружины или веса возвращается к седлу, а встречное давление прижимает его.

Давление открытия у клапанов с пружиной указано в паспорте: это перепад, который нужен, чтобы сдвинуть затвор. Он добавляет к напору насоса небольшое сопротивление, поэтому на самотёчных линиях и всасывании ставят клапаны с минимальным усилием открытия или без пружины.

Как работает обратный клапан?

Обратный клапан работает за счёт перепада давлений на затворе: когда давление на входе больше давления на выходе, затвор отходит от седла и пропускает поток, а когда поток останавливается или разворачивается, пружина, вес затвора и встречное давление прижимают затвор к седлу. Клапан не требует управления и закрывается сам, поэтому его герметичность зависит только от состояния седла, уплотнения и затвора.

Клапан держит лучше при большом встречном давлении

Сила, с которой встречная среда прижимает затвор, пропорциональна давлению. Пример расчёта (условные данные): затвор клапана DN 50, площадь около 0,002 м². Против насоса с напором 0,3 МПа затвор прижат силой около 600 Н, и даже металлическое седло с притиркой держит. Против столба воды 1 м, то есть 0,01 МПа, сила всего около 20 Н, и тут металлическая пара с малейшей риской пропускает.

Отсюда выбор уплотнения: при малом встречном давлении, на водоснабжении, дренаже, всасывании, герметичность даёт мягкое уплотнение затвора из резины или эластомера, которое прилегает к седлу без большой силы. При высоком давлении и температуре работает металл или фторопласт, а резину ограничивают температура и среда. Для пищевых и питьевых линий материал мягкого уплотнения подбирают с допуском к контакту с продуктом.

В клапане изнашиваются седло, уплотнение затвора и ось

Корпус обратного клапана служит долго, изнашиваются подвижные детали и уплотнения:

Резиновые затворы и шары работают в воде с песком лучше металлических, но набухают в маслах и стареют от горячей воды, если марка резины не подходит. Мембранные и лепестковые конструкции, где затвор целиком из резины, описывает текст о резиновых обратных клапанах. Износ седла и уплотнения проявляется одинаково у всей арматуры, и признаки того, что клапан не держит, совпадают.

На насосе клапан проверяют после остановки

Самая простая проверка не требует разборки. На напорной линии нужен манометр за задвижкой, которая стоит после клапана, а на насосе желательно видеть вал или муфту. Если манометр стоит между клапаном и задвижкой, вывод в шаге 5 обратный: при закрытой задвижке о течи клапана говорит продолжающееся падение.

1. Запустите насос и запишите давление после клапана.
2. Остановите насос и смотрите на манометр после клапана в течение нескольких минут.
3. Посмотрите на вал или муфту: вращение в обратную сторону означает, что вода идёт назад через насос.
4. Если давление держится, а вал стоит, клапан держит.
5. Если давление уходит, закройте задвижку после клапана: падение остановилось, значит, утечка через клапан и насос.

Для пары рабочий и резервный насос признак течи клапана заметен ещё проще: резервный насос, стоящий на месте, начинает вращаться в обратную сторону, когда работает основной.

Как проверить обратный клапан?

Обратный клапан на насосе проверяют после остановки: давление на манометре напорной линии за задвижкой, стоящей после клапана, должно держаться, а вал насоса не должен вращаться в обратную сторону. Если давление падает и падение прекращается после закрытия задвижки за клапаном, утечка идёт через затвор. Снятый клапан проверяют давлением со стороны выхода: на входе не должно появляться ни капли, а затвор должен свободно ходить от руки или от небольшого прямого давления.

Снятый клапан проверяют давлением со стороны выхода

Дерево на схеме ведёт от признака к решению. Давление после остановки держится: клапан исправен. Давление падает, но задвижка за клапаном его останавливает: течь через затвор, клапан снимают. Если и задвижка падение не останавливает, утечка дальше по линии, и клапан здесь ни при чём. Снятый клапан осматривают и проверяют давлением с выхода: если течёт по уплотнению затвора, меняют уплотнение; если по седлу, седло притирают или меняют; если затвор заедает, чистят направляющую и проверяют пружину.

Для стенда хватает заглушки с штуцером и манометром: давление подают со стороны выхода и смотрят на вход. Прямое открытие проверяют малым давлением со стороны входа: затвор должен открываться без рывков и возвращаться без заеданий. Клапан с мягким уплотнением после долгого простоя иногда «прилипает» к седлу, и это тоже признак замены уплотнения.

Стук при закрытии означает позднюю посадку

Если при остановке насоса слышен удар, затвор садится слишком поздно: поток уже развернулся, разогнался назад, и затвор захлопывается против движущейся воды. Возникает гидроудар, который бьёт по седлу, оси и фланцам. Так ведут себя поворотные клапаны без пружины на высоких вертикальных напорных линиях. Решение в конструкции: клапан с пружиной и малым ходом затвора, который закрывается раньше разворота потока, или плавная остановка насоса.

Удар повреждает и уплотнения: мягкое кольцо затвора рассекается о кромку седла, прокладки фланцев рядом с клапаном выдавливаются. Если после каждого стука растёт течь на соседнем фланце, менять одну прокладку бесполезно.

Уплотнения затвора и седла изготавливают по образцу

В обратном клапане от ремонта к ремонту меняется одно и то же: всё, что касается седла. Это обрезиненный диск или шар, кольцо в тарелке, мягкая вставка седла, реже втулки оси и прокладка крышки. Наша компания производит стандартные и нестандартные формовые РТИ и уплотнения для трубопроводной арматуры по чертежу, эскизу, фото или образцу, а обрезинивание металла подходит для затворов-дисков, которые восстанавливают с новым слоем резины.

Для расчёта нужны снятый затвор или его размеры, среда, температура и давление, тип клапана. Если клапан стоит на питьевой воде или пищевой линии, это указывают сразу: от этого зависит марка резины. Заказ возможен от одного затвора, минимальная сумма 9 000 ₽ с НДС.