Поток перекрывается в направлении P1 → P, в линиях A, B и T свободный поток
Гидравлические обратные клапаны – встраиваемый или устанавливаемый в трубопроводную магистраль отдельный вид запорной арматуры. Они обеспечивают перемещение рабочей жидкости только в одном направлении. Полностью исключают ее «обратный ход» при снижении параметров давления или в случае аварийного отключения перекачивающего насоса. Применяются для машин и механизмов, оснащенных системой «холостого хода».
Классификация и основные виды гидравлических обратных клапанов
Конструкционная схема гидравлических обратных клапанов предусматривает наличие в устройстве внутренней рабочей камеры. Она обеспечивает необходимую пропускную способность жидкости на конкретном участке магистрали в открытом положении.
Для герметичного автоматического перекрытия движение потока в обратном направлении используются установленные перед рабочей камерой специальные запорные механизмы. Классификация арматуры осуществляется с учетом вида и принципа работы именно запорных устройств. Основные типы конструкций:
- Шариковый – самый простой и наиболее распространенный вид. Рабочая камера имеет форму сферы и дополнительный «карман», в который смещается запорный шарик под воздействием давления, образующегося внутри системы. При снижении давления шар под воздействием силы тяжести или пружины «встает» в посадочное место. Обязательное условие для беспружинных моделей – вертикальная установка клапана в системе.
- Конусный – запорная часть имеет форму усеченного или остроугольного конуса. «Выдавливается» из рабочего отверстия клапана под воздействием внутреннего давления и запирает проход при его отсутствии. Увеличивающийся к основанию диаметр конуса обеспечивает более высокую герметичность.
- Тарельчатый – элемент перекрытия прохода имеет форму плоской тарелки. Прижатие при снижении давления осуществляется с помощью возвратной пружины. Для повышения герметичности рабочая поверхность имеет резиновый уплотнитель. Такая конструкция применяется в магистралях с незначительными характеристиками внутренних усилий. В инженерно-технических справочниках данный вид арматуры имеет обозначение – «плунжерный обратный клапан».
Независимо от вида запорного устройства в конструкционной схеме всех моделей гидравлических обратных клапанов предусмотрена возвратная пружина. Она подбирается разработчиком с учетом степени сжатия (величины усилия), позволяющего рабочей жидкости «открыть» проход к подключенным механизмам или агрегатам.
Схема
Место установки обратного клапана указывается разработчиком на общей схеме гидравлической системы стационарного оборудования или мобильной техники. Обозначение:
- Направление движения потока стрелкой по линии.
- Круг для шарового, конус или прямоугольник для плунжерного типа.
- Угол вершиной вниз – место перекрытия.
Схематичное изображение пружины считается необязательным. Выполняется на усмотрение разработчика. Для удобства быстрого поиска места размещения на схеме фигуры, обозначающая обратный клапан, она обводится квадратом.
Устройство и принцип работы
Обязательным условием, обеспечивающим надежность и долговечность для обратных гидравлических клапанов, является корпус. Он изготавливается из качественных легирующих или нержавеющих марок сталей:
- Устойчивых к воздействию коррозии и агрессивной среды.
- Отвечающих параметрам прочности.
- Сохраняющих структуру в условиях температурных перепадов.
Корпус изготавливается с использованием технологии литья или ковки. Отсутствие сварных швов обеспечивает устойчивость арматуры к значительным усилиям, возникающим внутри гидравлической системы. Способы установки в магистрали:
- Фланцевое сварное соединение – применяется в стационарных системах.
- Резьбовые с внутренней или наружной резьбой – наиболее распространенный вид обратных клапанов. Предусматривает использование специальных уплотнителей.
Пружинный затвор
Срабатывание запорного элемента при снижении давления в магистрали обеспечивает пружинный затвор. Основное требование к данной детали конструкционной схемы – это безотказная и моментальная реакция в случае аварийного отключения насоса или для обеспечения холостого хода механизма.
Снизить разрушающее затвор и посадочное место рабочей камеры ударное усилие, возникающее при возврате пружины из сжатого положения в исходное, позволяет уплотняющая поверхность. Резиновый слой поверхности «тарелки» прижимается к выполненному из аналогичного материала упору торца рабочей камеры клапана. Для изготовления уплотнителей применяется устойчивый к воздействию агрессивной среды гидравлической жидкости материал:
- Бутадиен-нитрильный каучук (NBR) – устойчив к «тепловому старению».
- Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук (HNBR) – может использоваться в кислотных средах.
- фторкаучук (FKM) – не теряет своих свойств эластичности при температурах до +200 С градусов.
Принцип работы обратного гидравлического клапана с запорным элементом любого типа
- Установка в магистральном трубопроводе предусматривает соблюдение направления «вход—выход».
- После включения перекачивающего насоса и создания в системе давления рабочая жидкость воздействует на затвор и сжимает пружину.
- Эксплуатационное положение затвора – это пружина в сжатом состоянии.
- При снижении давления до определенных параметров или отключении насоса пружина разжимается.
- Запорный элемент заходит в посадочное место рабочей камеры клапана и удерживается в нем усилием пружины.
- Герметичность обеспечивается уплотнительными элементами.
Простая конструкция и надежная схема обеспечивают автономность работы обратных гидравлических клапанов. В них не применяется функционал для ручного закрытия или открытия. Большинство серийно выпускаемых моделей относятся к категории неремонтопригодных и заменяются по мере необходимости на новые аналоги.
Срок плановой замены указывается производителем. Зависит от условий эксплуатации, вида применяемой гидравлической жидкости и активности использования фильтров для удаления имеющихся в ней загрязнений. Для проведения диагностики исправности без демонтажа клапана применяются специальные электронные тестеры.
