Обратный клапан - Check valve

«Гравитационный тормоз» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Гравитационный тормоз (значения).
Поворотный диск инконель обратный клапан
Символ обратного клапана горит схемы трубопроводов и КИПиА. Стрелка показывает направление потока.
Обратный клапан с вертикальным подъемом

А обратный клапан, задвижка, обратный клапан, обратный клапан, удерживающий клапан или же односторонний клапан это клапан что обычно позволяет жидкость (жидкость или же газ ) течь через него только в одном направлении.[1]

Обратные клапаны представляют собой двухходовые клапаны, то есть у них есть два отверстия в корпусе: одно для входа жидкости, а другое - для жидкость Покинуть. Существуют различные типы обратных клапанов, которые используются в самых разных областях. Обратные клапаны часто являются частью обычных предметов домашнего обихода. Хотя они доступны в широком диапазоне размеров и стоимости, обратные клапаны, как правило, очень маленькие, простые или недорогие. Обратные клапаны работают автоматически, и большинство из них не контролируются человеком или каким-либо внешним управлением; соответственно, у большинства нет ни ручки клапана, ни штока. Корпуса (внешние оболочки) большинства обратных клапанов изготавливаются из пластика или металла.

Важным понятием обратных клапанов является растрескивание давление который представляет собой минимальный перепад давления на входе и выходе, при котором клапан будет работать. Обычно обратный клапан рассчитан на определенное давление открытия и, следовательно, может быть указан для него.

Сердечные клапаны по сути являются впускными и выпускными обратными клапанами для сердце желудочки, поскольку желудочки действуют как насосы.

Техническая терминология

Давление открытия - Относится к минимальному перепаду давления, необходимому между входом и выходом клапана, при котором появляется первое указание потока (постоянный поток пузырьков). Давление открытия также известно как напор смещения (давление) или давление открытия.[2]

Давление повторного закрытия - Относится к перепаду давления между входом и выходом клапана во время процесса закрытия обратного клапана, при котором нет видимой утечки. Давление повторного закрытия также известно как давление уплотнения,[3] сидящая голова[4] (давление) или давление закрытия.[5]

Обратное давление - давление на выходе из фитинга выше, чем на входе или в точке выше по потоку

Типы обратных клапанов

Вперед через отверстие отталкивает мяч, который блокировал дальнюю сторону отверстия, позволяя течь. Движение мяча сжимает пружину.
Обратный поток толкает шарик к отверстию, предотвращая выход потока через отверстие. Пружина расширяется, чтобы удерживать мяч на месте.
Шаровой обратный клапан в открытом положении для прямого потока и закрытом положении для блокировки обратного потока.

А шаровой обратный клапан представляет собой обратный клапан, в котором закрывающий элемент, подвижная часть для блокировки потока, представляет собой шар. В некоторых шаровых обратных клапанах шар весна -загружен, чтобы он был закрыт В конструкциях без пружины требуется обратный поток для перемещения шара к седлу и создания уплотнения. Внутренняя поверхность основных седел шаровых обратных клапанов имеет более или менее коническую форму, чтобы направлять шар в седло и образовывать надежное уплотнение при остановке обратного потока.

Шаровые обратные клапаны часто бывают очень маленькими, простыми и дешевыми. Они обычно используются в патрубках дозаторов мини-насосов для жидкости или геля, распылительных устройствах, некоторых резиновых грушах для перекачивания воздуха и т. Д., Ручных воздушных насосах и некоторых других. насосы, и многоразовые шприцы. Хотя шары чаще всего делают из металла, они могут быть изготовлены из других материалов; в некоторых специализированных случаях из высокопрочных или инертных материалов, таких как сапфир. Высокое давление ВЭЖХ насосы и аналогичные приложения обычно используют небольшие впускные и выпускные шаровые обратные клапаны с шариками из (искусственного) рубина и седлами из сапфира.[6] или шарик и седло из рубина,[7] как по твердости, так и по химической стойкости. После длительного использования такие обратные клапаны со временем могут изнашиваться или на седле может образоваться трещина, требующая замены. Поэтому такие клапаны делаются сменными, иногда их помещают в небольшой пластиковый корпус, плотно подогнанный внутри металлического примерка которая выдерживает высокое давление и ввинчивается в головку насоса.

Есть аналогичные обратные клапаны, у которых диск представляет собой не шар, а другую форму, например кукла заряжается пружиной. Шаровые обратные клапаны не следует путать с шаровые краны, который представляет собой клапан другого типа, в котором шар действует как управляемый ротор для остановки или направления потока.

А обратный клапан диафрагмы использует гибкую резиновую диафрагму, предназначенную для создания нормально закрытого клапана. Давление на стороне входа должно быть больше давления на стороне выхода на определенную величину, известную как перепад давления, чтобы обратный клапан открылся, допуская поток. Как только положительное давление прекращается, диафрагма автоматически возвращается в исходное закрытое положение.[8]

Открытие и закрытие поворотного обратного клапана

А поворотный обратный клапан или же обратный клапан с наклонным диском это обратный клапан, в котором диск, подвижная часть для блокировки потока, качается на петля или же цапфа либо на сиденье, чтобы заблокировать обратный поток, либо с седла, чтобы обеспечить прямой поток. Поперечное сечение проема сиденья может быть перпендикулярно средней линии между двумя портами или под углом. Хотя поворотные обратные клапаны могут быть разных размеров, большие обратные клапаны часто являются поворотными обратными клапанами. Распространенная проблема, вызванная поворотными обратными клапанами, известна как гидравлический удар. Это может произойти, когда закрывается обратный клапан и поток резко останавливается, вызывая скачок давления, приводящий к высокоскоростным ударным волнам, которые действуют на трубопровод и клапаны, создавая большие нагрузки на металлы и создавая вибрации в системе. Необнаруженный гидравлический удар может повредить насосы, клапаны и трубы в системе.[9]

В откидной клапан в смывной механизм является примером клапана этого типа. Давление в баке, удерживающее его закрытым, преодолевается ручным подъемом заслонки. Затем он остается открытым до тех пор, пока резервуар не опустеет и заслонка не упадет под действием силы тяжести. Другой вариант этого механизма - заслонка клапана, используется в таких приложениях пожаротушение и системы пожарной безопасности. Распашные ворота остаются открытыми только в направлении притока. Клапан с заслонкой часто также имеет пружину, которая удерживает шибер в закрытом состоянии при отсутствии прямого давления. Другой пример - обратный клапан (для системы канализации), защищающей от затопления, вызванного возвратным стоком сточных вод. Такой риск чаще всего возникает в системах канализации, подключенных к комбинированным системам канализации, и в системах ливневой канализации. Это может быть вызвано сильными дождями, оттепелями или наводнением.

А Стоп-обратный клапан это обратный клапан с ручным управлением для остановки потока независимо от направления потока или давления. Помимо закрытия в ответ на обратный поток или недостаточное давление вперед (нормальное поведение обратного клапана), он также может быть намеренно закрыт внешним механизмом, тем самым предотвращая любой поток независимо от прямого давления.

А обратный клапан обратный клапан, в котором диск, иногда называемый поднимать, может подниматься со своего седла за счет более высокого давления жидкости на входе или на входе, чтобы обеспечить поток на сторону выпуска или на выходе. Направляющая удерживает движение диска по вертикальной линии, чтобы позже клапан мог правильно переустановить. Когда давление больше не будет выше, сила тяжести или более высокое давление на выходе приведет к тому, что диск опустится на свое седло, закрывая клапан, чтобы остановить обратный поток.

An встроенный обратный клапан это обратный клапан, аналогичный подъемному обратному клапану. Однако этот клапан обычно имеет пружину, которая «поднимается» при наличии давления на стороне входа клапана. Давление, необходимое на входе клапана для преодоления натяжения пружины, называется «давлением открытия». Когда давление, проходящее через клапан, становится ниже давления открытия, пружина закрывает клапан, чтобы предотвратить обратный поток в процессе.[10]

А утконос клапан представляет собой обратный клапан, в котором поток проходит через мягкую трубку, которая выходит на выходную сторону. Противодавление сжимает эту трубку, перекрывая поток.

А пневматический обратный клапан.

Несколько обратных клапанов могут быть подключены последовательно. Например, двойной обратный клапан часто используется как устройство предотвращения обратного потока для защиты потенциально загрязненной воды от откачивание назад в муниципальный воды линии снабжения. Это также двойные шаровые обратные клапаны в котором в одном корпусе последовательно установлены две комбинации шара / седла для обеспечения принудительной герметичной отсечки при блокировании обратного потока; поршневые обратные клапаны, межфланцевые обратные клапаны и шаровые обратные клапаны.

Приложения

Насосы

Обратные клапаны на этом паровозе расположены под небольшой крышкой между дымоходом и главным куполом.

Обратные клапаны часто используются с некоторыми типами насосов. Поршневой и диафрагменные насосы Такие как дозирующие насосы и насосы для хроматография обычно используются впускные и выпускные шаровые обратные клапаны. Эти клапаны часто выглядят как маленькие цилиндры, прикрепленные к головке насоса на впускной и выпускной линиях. Во многих подобных насосных механизмах для перемещения объемов жидкости используются обратные клапаны, такие как шаровые обратные клапаны. В питательные насосы или же форсунки которые поставляют воду в пар котлы оснащены обратными клапанами для предотвращения обратного потока.

Обратные клапаны также используются в насосах, подающих воду в водные горки. Вода к горке течет по трубе, которая выполняет роль башни, удерживающей ступеньки на горке. Когда объект с задвижкой закрывается на ночь, обратный клапан перекрывает поток воды по трубе; когда объект снова открывается на следующий день, клапан открывается, и поток возобновляется, делая затвор снова готовым к использованию.[11]

Промышленные процессы

Обратные клапаны используются во многих жидкостных системах, например, в химический и электростанции, и во многих других производственных процессах.

Типичными приложениями в ядерной промышленности являются системы контроля питательной воды, линии сброса, подпиточная вода, различные технологические системы, системы N2, а также системы мониторинга и отбора проб.[12] В самолетах и ​​авиакосмической отрасли обратные клапаны используются там, где присутствуют высокая вибрация, большие перепады температур и коррозионные жидкости. Например, управление топливом космических кораблей и ракет-носителей для систем управления реакцией (RCS) и систем управления ориентацией (ACS) и гидравлических систем самолета.[13][14]

Форсунки в впрыск топлива системой являются обратные клапаны с высоким давлением открытия (5–8 бар ).

Обратные клапаны также часто используются, когда несколько газов смешиваются в один газовый поток. Обратный клапан установлен на каждом из отдельных газовых потоков, чтобы предотвратить смешивание газов в исходном источнике. Например, если топливо и окислитель должны быть смешаны, то обратные клапаны обычно используются как на источнике топлива, так и на источнике окислителя, чтобы гарантировать, что исходные газовые баллоны остаются чистыми и, следовательно, негорючими.

В 2010 году Лаборатория реактивного движения НАСА немного изменила конструкцию простого обратного клапана с намерением хранить образцы жидкости, свидетельствующие о наличии жизни на Марсе, в отдельных резервуарах устройства, не опасаясь перекрестного заражения.[15]

Бытовое использование

Когда бытовая питьевая вода подключена к антисанитарной системе, например, к спринклерам газонов, посудомойка или стиральная машина, обратный клапан называется предохранитель обратного потока используется для предотвращения повторного попадания загрязненной воды в систему водоснабжения.

Некоторые виды оросительные оросители и капельное орошение В эмиттеры встроены небольшие обратные клапаны, которые предотвращают слив воды из линий при отключении системы.

Обратные клапаны, используемые в бытовых системах отопления для предотвращения вертикальной конвекции, особенно в сочетании с солнечная тепловая энергия установки, также называемые гравитационными тормозами.

Сбор дождевой воды Для систем, подключенных к основному водопроводу коммунального предприятия, может потребоваться установка одного или нескольких обратных клапанов для предотвращения загрязнения основного водоснабжения дождевой водой.

В гидравлических домкратах используются шаровые обратные клапаны для создания давления на подъемной стороне домкрата.

Обратные клапаны обычно используются в надувные лодки, например, игрушки, матрасы и лодки. Это позволяет надувать объект без постоянного или непрерывного давления воздуха.

История

Фрэнк П. Коттер разработал «простой самоуплотняющийся обратный клапан, приспособленный для подсоединения к трубным соединениям без использования специальных фитингов и который может быть легко открыт для осмотра или ремонта» 1907 (Патент США 865,631 ).

Никола Тесла изобрел обманчиво простой односторонний клапан для жидкостей в 1916 году, названный Клапан тесла. Он был запатентован в 1920 г. (Патент США 1,329,559 ).

Изображений

  • Обратные клапаны из хастеллоя

  • Вафельный обратный клапан из нержавеющей стали

  • Обратный клапан из инконеля

  • Обратный клапан из инконеля, вид изнутри

  • Фланцевый обратный клапан из инконеля или осевой обратный клапан

  • Этот сиамский закрытый вход позволяет один или два входа в дренчерный пистолет.

  • Внутренний обратный клапан из хастеллоя, конфигурация вафли

  • Поворотный обратный клапан из углеродистой стали большого диаметра

  • Диск для обратного клапана из сплава, также известного как осевой обратный клапан

  • Вафельный обратный клапан

  • Пластиковый обратный клапан

  • Интегрированный Клапан выпуска гелия как используется Rolex Sea-Dweller часы для дайвинга

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Кристофер., Диккенсон, Т. (1999). Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам (3-е изд.). Оксфорд, Великобритания: Elsevier Advanced Technology. ISBN  9781856172523. OCLC  41137607.
  2. ^ "НЕОПЕРЛ". www.neoperl.net.
  3. ^ U.S. Plastic Corp. «Обратные клапаны GF с конусом из ПВХ, тип 561 и 562». www.usplastic.com.
  4. ^ U.S. Plastic Corp. «Шаровые обратные клапаны NIBCO® Chemtrol® TruUnion». www.usplastic.com.
  5. ^ "НЕОПЕРЛ". www.neoperl.net.
  6. ^ «Хроматография в режиме онлайн, из J.W. Dolan, LCGC North Am. 26 (6), 532–538 (2008)».
  7. ^ «Магазин промышленной арматуры >> Клапаны >> Обратные клапаны, пункт о шаровых обратных клапанах».
  8. ^ Райт, Стивен. «Производительность клапана Norval». Northvale Korting. Архивировано из оригинал на 2009-04-27. Получено 2009-05-19.
  9. ^ «Обратные клапаны». Клапаны DFT. Получено 2017-10-26.
  10. ^ Флеминг, Дженнифер. «Блог ValveMan». Проточный обратный клапан VM6800 торговой марки ValveMan - Обзор продукта. ValveMan LLC. Архивировано из оригинал на 2012-06-10. Получено 1 августа 2012.
  11. ^ «Как работают водные горки». howstuffworks.com. 31 августа 2001 г.
  12. ^ Valcor Nuclear. «Обратные клапаны для ядерных установок - Обратные клапаны для избыточного потока». valcor.com.
  13. ^ Валкор. «Авиационные обратные клапаны в гидравлических системах». valcor.com.
  14. ^ Valcor Aerospace Division. «Аэрокосмические обратные клапаны». valcor.com.
  15. ^ «Простые обратные клапаны для микрофлюидных устройств» (PDF). Лаборатория реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния. Краткие технические описания НАСА. 2010-05-01. Получено 2017-10-26.

внешняя ссылка