Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Гравитационный тормоз» перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см Гравитационный тормоз (значения) .
Обратный клапан из инконеля с поворотным диском
Символ обратного клапана на схемах трубопроводов и приборов . Стрелка показывает направление потока.
Обратный клапан с вертикальным подъемом

Обратный клапан , обратный клапан , обратный клапан , удержание клапана , обратный клапан или односторонний клапан представляет собой клапан , который обычно позволяет жидкости ( жидкость или газ ) течь через него только в одном направлении. [1]

Обратные клапаны представляют собой двухходовые клапаны, что означает, что они имеют два отверстия в корпусе: одно для входа жидкости, а другое - для выхода жидкости . 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 и 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.

Важной концепцией обратных клапанов является давление открытия, которое 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 желудочков сердца , поскольку желудочки действуют как насосы .

Техническая терминология [ править ]

Давление открытия  - это минимальный перепад давления, необходимый между входом и выходом клапана, при котором возникает первое указание потока (постоянный поток пузырьков). Давление открытия также известно как напор смещения (давление) или давление открытия. [2]

Давление повторного закрытия  - относится к разнице давлений между входом и выходом клапана во время процесса закрытия обратного клапана, при котором нет видимой скорости утечки. Запечатать давление также известен как уплотняющего давления, [3] для сидения головы [4] (давление) или закрытия давления. [5]

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

Типы обратных клапанов [ править ]

Шаровой обратный клапан в открытом положении для прямого потока и закрытом положении для блокировки обратного потока.

Проверка шаровой клапан представляет собой запорный клапан , в котором элемент закрытия, подвижная часть , чтобы блокировать поток, является шаром. В некоторых шаровых клапанов, мяч весной -loaded , чтобы помочь сохранить его закрыть. 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 насосах , а также в многоразовых шприцах. 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 . В насосах для ВЭЖХ высокого давления и аналогичных устройствах обычно используются небольшие впускные и выпускные шаровые обратные клапаны с шарами из (искусственного) рубина и седлами из сапфира [6] или как шар 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 делают сменными, иногда их помещают в небольшой пластиковый корпус, плотно прилегающий к металлическому фитингу, который выдерживает высокое давление и который ввинчивается в головку насоса.

Существуют аналогичные обратные клапаны, в которых диск представляет собой не шар, а другую форму, например тарельчатый клапан, приводимый в действие пружиной. Шаровые обратные клапаны не следует путать с шаровыми кранами , которые представляют собой клапан другого типа, в котором шар действует как управляемый ротор для остановки или направления потока.

Проверка мембранный клапан использует сгибание резиновую мембрану , расположенную , чтобы создать нормально закрытый клапан. 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]

Воспроизвести медиа
Открытие и закрытие поворотного обратного клапана

Обратный клапан или наклона проверки диска клапана обратный клапан , в котором диск, подвижная часть , чтобы блокировать поток, перепады на шарнире или цапфылибо 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]

Откидной клапан в механизме утопленных туалетного является примером такого типа клапана. Давление в баллоне, удерживающем 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 с заслонкой , используемая в системах пожаротушения и 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 канализационной системы), 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.

Стоп-обратный клапан представляет собой запорный клапан с управлением переопределением 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.

Подъемный обратный клапан обратный клапан , в котором диск, который иногда называют подъемной силы , может быть поднят вверх от седла более высоким давлением на входе или вверх по течению жидкости , чтобы обеспечить возможность прохода потока к выпускному отверстию или ниже по потоку стороне. Направляющая удерживает движение диска по вертикальной линии, чтобы позже клапан мог правильно переустановить. Когда давление больше не выше, сила тяжести или более высокое давление на выходе заставит диск опускаться на свое седло, закрывая клапан, чтобы остановить обратный поток.

Прямоточный 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]

Утконоса клапан представляет собой обратный клапан , в котором протекает через течь мягкую трубку , которая выступает в нижней по потоку стороне. Противодавление сжимает эту трубку, перекрывая поток.

Пневматический обратный клапан .

Пластинчатый клапан представляет собой запорный клапан , образованный гибкого плоского листа , который герметизирует диск с отверстиями. Давление открытия очень низкое, подвижная часть имеет небольшую массу, что обеспечивает быструю работу, сопротивление потоку умеренное, а уплотнение улучшается за счет противодавления. Они обычно используются в двухтактных двигателях внутреннего сгорания в качестве впускных клапанов для объема картера и в воздушных компрессорах в качестве впускных и выпускных клапанов для цилиндров. Хотя язычковые клапаны обычно используются для газов, а не для жидкостей, регулирующие клапаны для обработки воды марки Autotrol спроектированы как набор язычковых клапанов, которые используют преимущества герметичности, выборочно открывая некоторые язычки для создания пути потока. [11]

Проверка расхода обратный клапан используется в гидромодулем отопленияи системы охлаждения для предотвращения нежелательного пассивного гравитационного потока. Проверка потока - это простая закрытая пробка из тяжелого металла, которая поднимается под действием силы тяжести и предназначена для низкого гидравлического сопротивления, многолетней непрерывной эксплуатации и для самоочистки мелких частиц, обычно встречающихся в гидрониновых системах, с уплотняющих поверхностей. Для самоочистки пробка обычно не коническая. Круглая выемка в грузе, которая подходит к соответствующему узкому выступу на краю отверстия, является обычной конструкцией. Применение по своей природе допускает небольшую обратную утечку, идеальное уплотнение не требуется. Проверка потока имеет рабочий винт , чтобы позволить клапан будет открыт, проведен противоположный контроль на стоп-обратный клапан, в качестве помощника для заполнения системы , а также для удаления воздуха из системы. [12]

Несколько обратных клапанов могут быть подключены последовательно. Например, обратный клапан двойного часто используются в качестве устройства предотвращения обратного потока , чтобы потенциально загрязненной воды из сифона обратно в муниципальные водах линий питания . Существуют также двойные шаровые обратные клапаны, в которых есть две комбинации шар / седло, последовательно расположенные в одном корпусе, для обеспечения надежной герметичной отсечки при блокировании обратного потока; поршневые обратные клапаны, межфланцевые обратные клапаны и шаровые обратные клапаны.

Приложения [ править ]

Насосы [ править ]

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

Обратные клапаны часто используются с некоторыми типами насосов. В поршневых и диафрагменных насосах, таких как дозирующие насосы и насосы для хроматографии, 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. Подачи насосов или форсунки , которые обеспечивают подачу воды в паре котлов снабжены обратными клапанами для предотвращения обратного потока.

Обратные клапаны также используются в насосах, подающих воду на 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. [13]

Промышленные процессы [ править ]

Обратные клапаны используются во многих жидкостных системах, например, на химических и энергетических заводах , а также во многих других промышленных 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. [14] В самолетах и ​​космонавтике обратные клапаны используются там, где присутствуют высокие вибрации, большие перепады температур и коррозионные жидкости. Например, управление топливом космических аппаратов и ракет-носителей для систем управления реакцией (RCS) и систем управления ориентацией (ACS) и гидравлических систем самолета. [15] [16]

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 необходимо смешать топливо и окислитель, то обратные клапаны обычно используются как на источниках топлива, так и на источниках 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. [17]

Бытовое использование [ править ]

Когда бытовая питьевая вода подключена к антисанитарной системе, например, к разбрызгивателям газонов, посудомоечной машине или стиральной машине , для предотвращения повторного попадания загрязненной воды в бытовое водоснабжение используется обратный клапан, называемый предохранителем обратного потока .

В некоторые типы оросительных оросителей и эмиттеров капельного орошения 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 солнечными тепловыми установками, также называются гравитационными тормозами.

Для систем сбора дождевой воды , которые подключены к основному водопроводу коммунального предприятия, может потребоваться установка одного или нескольких обратных клапанов для предотвращения загрязнения основного водопровода дождевой водой.

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

Обратные клапаны обычно используются в надувных изделиях , таких как игрушки, матрасы и лодки. Это позволяет надувать объект без постоянного или непрерывного давления воздуха.

История [ править ]

Фрэнк П. Коттер разработал «простой обратный клапан с самоуплотнением, 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 клапаном Тесла . Он был запатентован в 1920 году ( патент США 1,329,559 ).

Изображения [ править ]

  • 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

  • Входной патрубок сиамского типа с заглушкой позволяет использовать 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

  • Встроенный выпускной клапан гелия, используемый в дайвинг-часах Rolex Sea-Dweller

См. Также [ править ]

  • Диод , электрический аналог обратного клапана
  • Верхняя подача
  • Вакуумный выключатель
  • Язычковый клапан
  • Шаровой кран
  • Двустворчатый клапан
  • Регулирующий вентиль
  • Задвижка
  • Шаровой вентиль
  • Мембранный клапан
  • Игольчатый вентиль

Ссылки [ править ]

  1. ^ Кристофер., Дикинсон, 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. ^ US Plastic Corp. «Обратные клапаны GF с конусом из ПВХ, тип 561 и 562» . www.usplastic.com .
  4. ^ US Plastic Corp. «Шаровые обратные клапаны NIBCO® Chemtrol® TruUnion» . www.usplastic.com .
  5. ^ "НЕОПЕРЛ" . www.neoperl.net .
  6. ^ "Хроматография онлайн, от JW Dolan, LCGC North Am. 26 (6), 532–538 (2008)" .
  7. ^ "Магазин промышленных клапанов >> Клапаны >> Обратные клапаны, параграф о шаровых обратных клапанах" .
  8. ^ Райт, Стивен. «Производительность клапана Norval» . Northvale Korting. Архивировано из оригинала на 2009-04-27 . Проверено 19 мая 2009 .
  9. ^ "Обратные клапаны" . Клапаны DFT . Проверено 26 октября 2017 .
  10. ^ Флеминг, Дженнифер. «Блог ValveMan» . Проточный обратный клапан VM6800 торговой марки ValveMan - Обзор продукта . ValveMan LLC. Архивировано из оригинала на 2012-06-10 . Проверено 1 августа 2012 года .
  11. ^ "Autotrol" . pentairaquaeurope.com .
  12. ^ «Обратные клапаны потока» . www.watts.com .
  13. ^ «Как работают водные горки» . howstuffworks.com . 31 августа 2001 г.
  14. ^ Valcor Nuclear. «Ядерные обратные клапаны - обратные клапаны избыточного потока» . valcor.com .
  15. ^ Valcor. «Авиационные обратные клапаны в гидравлических системах» . valcor.com .
  16. ^ Valcor Aerospace Division. "Обратные клапаны для аэрокосмической отрасли" . valcor.com .
  17. ^ «Простые обратные клапаны для микрофлюидных устройств» (PDF) . Лаборатория реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния. Краткие технические описания НАСА . 2010-05-01 . Проверено 26 октября 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Принцип работы пружинных обратных клапанов
  • Учебное пособие по обратным клапанам В этом учебном пособии объясняется работа, преимущества, применения и выбор различных конструкций, включая подъемные, дисковые, поворотные и межфланцевые обратные клапаны.
  • Изображение микроскопического обратного клапана , уменьшенной версии оригинального жидкостного диода Теслы.
  • Патент США 1329559 , оригинальный жидкостный диод Теслы ( испытание конструкции, показывающей очень низкую производительность - протокол испытаний не соответствовал условиям, описанным в патенте)
  • Установка обратного клапана и преимущества