Зворотний клапан – це пристрій, який пропускає потік води у трубопроводі лише в одному напрямку, як ніпель у автомобільній шині. Зворотні клапани є пристроями прямої дії, це означає, що для їх роботи не потрібні джерела енергії або зовнішнього управління; відкриття і закриття клапана відбувається за рахунок руху потоку води крізь нього.
Принцип роботи зворотного клапана полягає в тому, що у своєму початковому стані він закривається: під дією пружини захлопка перекриває клапан. Якщо тиск води на вході зростає, тобто вода тисне на захлопку сильніше, ніж пружина, клапан відкривається і пропускає потік води крізь себе. Коли тиск на вході падає, клапан знову закривається, тому що на якийсь момент потік води зупиняється (тиск на вході та на виході однаковий) і сили пружини вистачає, щоб закрити клапан. Вода з боку вихідного отвору зворотного клапана так само тисне на захлопку і не дає їй відкритися.
Види зворотних клапанів
За внутрішнім пристроєм та призначенням зворотні клапани для води поділяються на такі види:
- Пружинний. Це найкомпактніша конструкція серед усіх видів. У пружинного клапана затвором служить диск (пластина) з притискним елементом - пружиною. У робочому стані диск під тиском води віджимається, забезпечуючи вільну протоку. У разі зниження тиску пружина притискає диск до сідла, перекриваючи проточний отвір. Діапазон розмірів зворотного клапана 15 – 200 мм.
- Двостулковий.У складних гідросистемах при зупинці насоса може статися гідроудар, який може завдати пошкодження системі. У таких системах застосовуються двостулкові клапани: у великих та складних системах – з амортизаторами для пом'якшення гідроударів. В них запірний диск під впливом потоку води складається навпіл. Зворотний потік повертає диск у вихідний стан, притискаючи його до сідла. Діапазон розмірів 50 мм – 700 мм, ще більший, ніж у пружинних дискових клапанів.
- Міжфланцевий. Основними перевагами міжфланцевих зворотних клапанів є менші розміри та мала вага. У їхній конструкції відсутні фланці для кріплення до трубопроводу. За рахунок цього вага знижується в 5 разів, а загальна довжина у 6-8 разів у порівнянні зі стандартними зворотними клапанами даного прохідного діаметра.
Переваги: простота монтажу, експлуатації, можливість встановлювати крім горизонтальних ділянок трубопроводу, також на похилі та вертикальні. Недолік – необхідний повний демонтаж під час ремонту клапана.
Клапан зворотний поворотний або пелюстковий.
У цій конструкції запірним елементом є золотник - «захлопка». Вісь повороту «захлопки» знаходиться вище за прохідний отвір. Під дією напору «захлопка» відкидається і не перешкоджає проходженню води. При зниженні тиску нижче допустимого золотник падає і закриває прохідний канал.
У зворотних клапанах великого діаметра відбувається сильний удар золотника об сідло, що призводить до швидкого виходу конструкції з ладу.
При подальшій експлуатації це спричиняє виникнення гідравлічного удару при спрацьовуванні зворотного клапана.
Тому поворотні зворотні клапани розбиваються на дві групи:
- Прості– клапани діаметром до 400 мм. Їх застосовують у системах, де ударні явища не можуть серйозно вплинути на роботу гідросистеми та самого клапана.
- Безударні – клапани з пристроями, що забезпечують плавну та м'яку посадку золотника на сідло.
Перевагою поворотних клапанів є здатність забезпечувати роботу в системах великих розмірів та невисока чутливість до забруднення середовища. Недолік – необхідність застосування демпфера у клапанах великого діаметра.
Зворотній кульовий
Принцип роботи зворотного кульового клапана аналогічний принципу дії пружинного міжфланцевого дискового клапана. Запірним елементом у ньому є куля з пружиною, що притискає його до сідла. Кульові зворотні клапани застосовують у системах із трубами невеликого діаметру, найчастіше у сантехніці.
Клапан зворотний шаровий програє пружинному дисковому клапану в габаритах.
Зворотній підйомний
У зворотному підйомному клапані запірним елементом є підйомний золотник. Під впливом тиску води золотник піднімається, пропускаючи потік. При падінні тиску золотник опускається на сідло, перешкоджаючи зворотному ходу потоку.
Такі клапани встановлюються лише на горизонтальних ділянках трубопроводів. Обов'язкова умова – вертикальне розташування осі клапана.
Перевага зворотного підйомного клапана - можливість ремонту без демонтажу клапана. Недолік – висока чутливість до забрудненості середовища.
Клапани поділяються на чотири групи за способом кріплення:
- Кріплення під приварювання. Зворотній клапан кріпиться до трубопроводу зварюванням. Застосовується під час роботи у агресивних середовищах.
- Фланцеве кріплення. Зворотний клапан з'єднується із трубопроводом через фланці з ущільненням.
- Муфтове кріплення. Зворотний клапанк ріпиться до трубопроводу через різьбову муфту. Застосовується у системах невеликого діаметра.
- Міжфланцеве кріплення. Зворотний клапан не має кріпильного вузла. Затискається між фланцями трубопроводу. Застосовується на ділянках з обмеженням за габаритами.
Зворотні клапани застосовуються, наприклад, у системі водопостачання: при працюючому насосі вода подається в трубопровід під тиском, клапан відкривається і «пропускає» воду далі трубопроводом, а коли насос вимикається, зворотний клапан закривається і не випускає воду назад. Тиск до зворотного клапана знижується, але після нього залишається.
