Обратный клапан на воду: что это такое, виды, устройство и принцип работы, как установить своими руками

Обратный клапан на воду: что это такое, виды, устройство и принцип работы, как установить своими руками

В системе водоснабжения или отопления необходимо поддерживать заданное направление потока жидкости. Если допустить отток жидкости в обратном направлении, то может возникнуть разница в давлении, что приводит к гидроударам и выводит из строя приборы, подключенный к трубопроводу. Жидкость также не должна возвращаться через насос снова в колодец. Чтобы обеспечить все это, в систему необходимо установить обратный клапан.

Что это такое и для чего он нужен

Клапан обратного давления воды — это запорная арматура, который обеспечивает поток теплоносителя только в одном направлении, и предотвращает ее отток в обратном. Это необходимый элемент в конструкции любой системы водоснабжения и отопления, так как он поддерживает оптимальное давление и защищает гидросистему от резких скачков напора жидкости. Это приспособление работает только за счет энергии рабочей жидкости, т.е. функционирует в автономном режиме.

Иногда из-за утечки в трубопроводе напор воды снижается. Такое может произойти при неисправности насосного оборудования. В этом случае установленный в систему клапан предотвращает отток воды в колодец, и после устранения неполадок не нужно будет всю систему заново заполнять водой.

Назначение и сферы применения

Ключевым предназначением обратного клапана является защита насоса от поломки. При неработающем насосе вода может снова вернуться в скважину, раскрутив при этом крыльчатку насоса в обратном направлении, что способствует износу и поломке насоса. А при установленном запорном оборудовании вода не может обратно оттечь в колодец, так как тарелка клапана закрывается под действием пружины.

Клапан рекомендуется устанавливать в следующих местах:

1. Перед водонагревателем. Нагретая в бойлере вода имеет высокое давление и может снова вернуться в трубопровод. Однако установленный перед ним клапан предотвращает это.
2. На приборах учета. Постоянные скачки давления текущей жидкости могут вывести измерительные приборы из строя. Установленный на счетчике клапан поможет защитить его от поломок. Также это устройство предотвращает вращение крыльчатки счетчика в обратном направлении.
3. После погружного насоса. Автономные водопроводные системы предусматривают установку погружного насоса в скважине. Клапан, установленный после насосного оборудования, предотвращает отток жидкости из системы обратно в скважину, если по каким-то причинам работа насоса остановилась.

Управление и технические характеристики

Обратные клапаны управляются автоматически за счет энергии рабочей среды. При покупке устройства нужно обратить внимание на следующие технические характеристики:

1. Номинальный диаметр (DN) — диаметр условного прохода присоединительного патрубка. Это значение применяется при монтаже клапана к трубопроводу.
2. Номинальное давление (PN) — это значение, указывающее на наибольшее давление рабочей среды при температуре 20ºС, в условиях которого прибор может функционировать бесперебойно.
3. Коэффициент пропускной способности (Kvs) — это величина, численно равная объемному количеству воды, проходящей через полностью открытый затвор при разнице давления в 1 бар. Коэффициент пропускной способности измеряется в кубических метрах и применяется для расчета потерь напора.
4. Давление открытия клапана — это величина, численно равная разнице давления жидкости до и после устройства, при которой обеспечивается полное открытие затвора.

Тип подключения

Запорное устройство может монтироваться одним из следующих способов:

1. При фланцевом типе подключения клапан присоединяется к участку трубопровода между дисками двух фланцев труб с использованием крепежных элементов и уплотнительного кольца. Преимуществом такого способа является легкость и простота разборки на тот случай, если нужно будет заменить детали или устранить поломку.
2. При муфтовом типе подключения арматура присоединяется к трубе при помощи резьбы с мелким шагом, находящийся на внутренней стороне патрубка. Наружная сторона имеет форму шестигранника, чтобы можно было воспользоваться ключом. Плюсом данного типа подключения является отсутствие необходимости в использовании дополнительных крепежных элементов, среди минусов можно отметить трудоемкость процесса наворачивания патрубка на трубопровод.
3. При межфланцевом типе подключения арматура зажимается между фланцами на концах участков труб. Такое соединение имеет высокие показатели герметичности.
4. При сварном соединении патрубки арматуры монтируются в систему при помощи сварки. Такой способ применяется в тех случаях, когда в качестве рабочей среды выступают ядовитые газы или жидкости, так как сварное подключение обеспечивает полную герметичность системы.

Устройство

В конструкцию устройства входят следующие элементы:

1. Металлический корпус.
2. Зоны подключения к трубопроводу. В зависимости от типа присоединения они могут иметь разные формы.
3. Тарелка со штоком, который выполняет роль заслонки.
4. Пружина, что способствует автоматическому закрыванию заслонки при снижении давления.
5. Уплотнительная лента, которая способствует надежной посадке тарелки на седло.

Принцип работы

Все обратные клапаны предназначены для того, чтобы обеспечить ток жидкости в одном заданном направлении. Как только насос, подающий воду, прекращает свою работу, затвор перекрывает проход. Это может произойти за счет пружины, которая удерживает тарелку, или же за счет собственной массы тарелки. Когда насос заработает и давление на входе в арматуру превысит давление на выходе, рабочий элемент отодвинется в сторону, обеспечивая ток воды.

Виды и конструкции

В зависимости от типа рабочих элементов и от способа крепления различают пружинные, лепестковые, шаровые и подъемные типы конструкций клапанов. Выбор той или иной разновидности зависит от особенностей насосной станции, от диаметра трубопровода и от характеристик рабочей жидкости.

Пружинный муфтовый

В моделях этого типа в качестве рабочего элемента выступает диск, который при отсутствии потока удерживается пружиной в прижатом к седлу положении. Устройства данного типа отличаются простотой монтажа и неприхотливостью. Рекомендуется устанавливать на трубах с сечением 15-200 мм, где в качестве рабочей жидкости выступает вода, газ или другой неагрессивный теплоноситель. Диск может перемещаться вперед и назад только по оси потока, при этом постоянно оставаясь в проходном сечении. За счет этого снижается пропускная способность устройства.

Поворотный лепестковый

В устройствах лепесткового типа рабочим элементом служит стальной диск, который может радиально смещаться при наличии потока. Как только подача воды прерывается, стальной диск падает на седло под действием силы тяжести. Ввиду такой конструктивной особенности клапан следует устанавливать только на горизонтальных участках трубы, в вертикальном положении устройство работать не будет. Главным плюсом этого типа является то, что затвор может работать независимо от типа теплоносителя или рабочей жидкости.

Шаровая модель

Рабочим элементом шарового обратного клапана служит тяжелый шар, выполненный из чугуна. При прямом потоке жидкости шар смещается в камеру, расположенную за пределами прохода устройства. При обратном движении жидкости шар возвращается на место под действием собственной силы тяжести, блокируя проход. Эти устройства отличаются плотностью закрытия и легкостью монтажа. Также у них невысокие требования к качеству рабочей жидкости, они могут работать даже с вязкими теплоносителями.

Изделие подъемного типа

Подъемные клапаны оснащены затворным элементом, который при отсутствия потока находится в положении «закрыто» под действием силы тяжести. Некоторые производители дополняют конструкцию пружиной.

Пружинные модели можно установить как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Прямой поток воды давит на затвор снизу, поднимая его. А обратный поток давит сверху, еще сильнее прижимая тарелку к седлу. Таким образом блокируется обратный отток воды. Плюсом изделий этого типа является легкость монтажа и неприхотливость к качеству рабочей жидкости.

Отличия

Разные виды клапанов могут отличаться между собой по уровню требовательности к качеству теплоносителей, по номинальному диаметру присоединительных патрубков и по доступности демонтажа, если потребуется ремонт. Большинство приборов дискового типа рекомендуется устанавливать на трубы с большим номинальным диаметром, так как эти устройства могут работать при высоких показателях давления. Шаровые и подъемные клапаны устанавливают в системы с малым диаметром труб.

Преимущества и недостатки

К плюсам установки обратных затворов можно отнести следующие преимущества:

1. Поток жидкости только в одном направлении.
2. Легкость монтажа и устранения поломки. Если в устройстве появились какие-то неполадки, то конструкцию можно легко разобрать и устранить неисправность.
3. Если вода в доме нагревается электрическим устройством, то установленный в систему затвор поможет сократить необоснованные затраты на электроэнергию.

Из недостатков можно назвать то, что при установке обратного клапана появляются места стыков и креплений, которые являются наиболее уязвимыми частями системы и могут дать утечку жидкости.

Сделать самому или купить

Профессионалы, у которых есть опыт в проведении сантехнических работ, могут самостоятельно смастерить клапан. Однако если такого опыта нет, рекомендуется приобрести товар у производителя. Основные сложности в самостоятельном изготовлении конструкции заключаются в обеспечении должного уровня герметичности, качества соединения отдельных элементов и в подборе подходящих комплектующих.

Советы по выбору и примерная цена

Перед тем как приступить к выбору запорной арматуры, необходимо определить характеристики системы водоснабжения или отопления. Некоторые советы по выбору устройства:

1. Отопительные системы, в которых трубопроводы изготовлены из металла, требуют установки клапана поворотного типа. Металлические системы со временем подвергаются ржавчине, что способствует загрязнению жидкости, а поворотные затворы менее чувствительны к засорению.
2. На трубы, выполненные из металлопластика, рекомендуется монтировать дисковые устройства.
3. Запорную арматуру, выполненную из полипропилена, нельзя устанавливать на трубы, по которым передается горячая вода. Для этих целей подойдет любой клапан с металлическим корпусом. Полипропиленовые затворы можно ставить на трубы для холодной воды.

Цены на запорные устройства варьируются и зависят от типа изделия. К примеру, чугунные изделия межфланцевого типа производителя Danfoss обойдутся за 7500 руб. Самые низкие цены имеют продукты Valtec. Устройства данного производителя можно купить за цену от 200 до 500 руб.

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:

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

Ход работ

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

1. 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.
2. Через противоположное отверстие сначала вставляют шарик, а затем пружину.
3. Проводят заглушку отверстия, через которое вставляли пружину. Делают это при помощи резьбовой пробки с использованием уплотнительной ленты.
4. 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:

1. При помощью задвижки отключить подачу воды полностью или только на участке проведения монтажных работ.
2. 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.
3. Стрелка на корпусе прибора должна совпадать с направлением движения воды.
4. Перед устройством рекомендуется установить сетчатый фильтр, который будет задерживать мусор, присутствующий в жидкости.
5. Чтобы в будущем можно было диагностировать состояние прибора, на выходе из устройства можно закрепить манометр.
6. 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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».

Частые ошибки и проблемы при установке

Клапан может выйти из строя по причине ошибок и недочетов при его монтаже. Поэтому рекомендуется в процессе установки соблюдать инструкцию, указанную в описании. Необходимо хотя бы 1 раз в месяц проводить технический осмотр устройства на предмет выявления неполадок. При эксплуатации запорных арматур могут возникать следующие проблемы:

1. Если во время монтажа забыли извлечь заглушку или фиксатор затвора, то может наблюдаться отсутствие протока. Заглушка, оставщаяся в тройнике, может привести к тому, что давление на участке до клапана будет меньше давления на участке после него. Это приводит к тому, что устройство не может пропускать жидкость. Чтобы устранить эту неисправность, рекомендуется демонтировать конструкцию и извлечь заглушку.
2. В загрязненной воде твердые механические частицы могут повредить затвор или застрять между седлом и тарелкой. Это приводит к тому, что клапан будет негерметично перекрывать проход. Для устранения этой неполадки необходимо демонтировать устройство, провести очищающие процедуры и установить заново. Перед этим рекомендуется попробовать вымыть эту частицу потоком воды. Для этого можно несколько раз закрыть и открыть ближайший к клапану запорный кран.
3. Неудачно выбранный клапан приводит к возникновению постукиваний. Такое происходит из-за большего диаметра клапана. Решить эту проблему можно только путем приобретения нового устройства меньшего диаметра или переустановкой существующего в более подходящее место на трубопроводе. Следует учесть, что постукивания могут возникать и по причине того, что устройство установлено слишком близко к центральному насосу. Высокая турбулентность потока тоже способствует постукиваниям в устройстве.
4. Лопнувшая резьбовая муфта — еще одно следствие несоблюдения инструкций в процессе монтажа. Такое наблюдается, если клапан испытывает нагрузку со стороны трубопроводов, или при его монтаже было использовано слишком много уплотнительного материала. В этом случае рекомендуется заменить устройство.

Советы специалистов

Чтобы избежать ошибок при монтаже и дальнейших неприятностей, рекомендуется ознакомиться с советами специалистов:

1. Следует обратить внимание на стрелку, указанную на корпусе клапана. Направление этой стрелки должно совпадать с направлением тока жидкости в трубопроводе.
2. Устройство необходимо устанавливать в таких местах, куда есть легкий доступ. Это делается для того, чтобы в будущем можно было проводить технические осмотры изделия или ремонтные работы.
3. Прежде чем приступить к монтажу, необходимо проверить устройство на герметичность.
4. Стальные и латунные приборы отличаются продолжительным сроком службы, так как они проявляют высокую стойкость к высоким давлениям и коррозии. Поэтому для водопроводных труб рекомендуется приобретать устройства из этих материалов.
5. Если в доме используется отопление автономного типа, то клапан следует установить в обратном трубопроводе на выходе из отопительного прибора.
6. Клапан следует монтировать после приборов учета, чтобы обратный поток воды не искажал их показания.
7. Если пластиковое устройство предусмотрено для монтажа в систему из чугунных труб, то необходимо поставить переходник из чугуна в пластик.

Клапан, грамотно установленный в систему водоснабжения или отопления, поможет избежать многих неприятностей. Чтобы она функционировала долго и корректно, необходимо следовать советам специалистов и соблюдать правила монтажа, указанные в инструкции.