Обратный клапан для воды для насоса: принцип действия

Устройство клапана

Стандартные модели клапанов формируются двумя перпендикулярно расположенными относительно друг к другу цилиндрами, которые соединяются таким образом, что создается единая полость. Окончания этих цилиндров имеют разные выходы – один подключается к патрубку насоса или другому каналу водоснабжения, а второй глушится. В результате создается контролируемая полость, механизм запора (захлопка) которой регулирует прохождение водяного потока в одном направлении. Опять же, могут быть разные принципы срабатывания этой системы контроля, но стандартом считается режим эксплуатации, при котором состояние открытого клапана будет соответствовать нормальной работе системы. Разумеется, и параметры устройства могут быть разными. Например, существует обратный клапан для водяного насоса, обеспеченного гидроаккумулятором. Устройство таких моделей специально ориентируется на возможность интеграции между насосной станцией и накопителем, который страхует оборудование от гидроудара.

Где ставить обратный клапан

Для начала пару слов о том, как обозначается обратный клапан на воду на схемах. Для него существует специальный значок. Это два треугольника, развернутые вершинами друг к другу. Один их треугольников закрашен, один нет. Направление движения рабочей среды указывается стрелкой. В обратном направлении поток закрыт.

Графическое обозначение обратного клапана на схемах

В общем-то, четкого указания, где именно надо ставить обратный клапан, нет

Важно, чтобы он выполнял свои функции, а место его установки — дело вторичное. Надо, чтобы система водоснабжения или отопления работала правильно. А конкретное его место определяете по параметрам системы и по удобству обслуживания

Исключение — ввод воды в квартире. Тут вам четко скажут, обратный клапан ставим перед счетчиком и никак иначе

А конкретное его место определяете по параметрам системы и по удобству обслуживания. Исключение — ввод воды в квартире. Тут вам четко скажут, обратный клапан ставим перед счетчиком и никак иначе.

Где ставить обратный клапан на воду при вводе ее в квартиру — после счетчика

Например, в обвязке бойлера на подающем трубопроводе должен стоять обратный (запорный) клапан. Он предотвращает попадание горячей воды в систему, которое может произойти, когда вода нагреется и этим создаст повышенное давление, которое может «передавить» водопроводное. В таком случае лучше ставить обратник поближе к источнику горячей воды, чтобы не подвергать тепловой нагрузке другие элементы обвязки и трубы холодной воды, которые далеко не всегда сегодня из металла.

На скважине или в колодце с погружным насосом

Если будете искать информацию, где ставить обратный клапан на погружной насос, информация может быть противоречивой. Одни советуют ставить сразу на выходе насоса, другие — на входе в дом или в приямке, если речь идет о скважине. Как ни странно, все три варианта рабочие. Просто для разных случаев.

Место установки обратного клапана в системе водоснабжения выбираем в зависимости от параметров системы и оборудования

Поставить обратный клапан в доме или в приямке над скважиной можно, если вертикальный участок трубопровода не превышает 7 метров. Длина горизонтального участка (если он без наклона) роли не играет. При такой протяженности трубопровода вода не будет стекать обратно в колодец или скважину.

Место установки обратного клапана в системе водоснабжения с погружным насосом

Если зеркало воды находится ниже семи метров (насос тянет воду с глубины более 7 метров), обратный клапан ставим после насоса. Можно сразу (как на фото выше), а можно поставить фильтр, потом обратный клапан. Допустимо установить клапан на пару метров над уровнем воды. Это уже не играет большой роли. Но такой способ установки — на глубине — неудобный для обслуживания. Рано или поздно клапан придется либо чистить, либо менять. Если он в скважине или в колодце, надо все вынимать на поверхность. Сама замена занимает считанные минуты. На то, чтобы открутить резьбу, снять старый, проверить/почистить или поставить новый, нужно минут пять. А вот все подготовительные работы — это тяжело, мокро и неприятно. Так что по возможности, переносим обратный клапан в дом или приямок.

С насосной станцией

Как уже говорили, некоторые модели насосных станций имеют обратный клапан. Нужно ли ставить второй на всасывающем трубопроводе? Снова-таки, если поднимается вода менее чем на 7 метров, можно обойтись без него или поставить на входе в дом.

Для насосной станции лучше обратный клапан с фильтром

Если вертикальный подъем больше, ставить надо на входе. Зачем? А потому что при выключенном насосе вода будет стекать обратно. И при включении, качать будет воздух, и только потом воду. И сразу скажем, что далеко не все станции нормально переносят такой режим. Поэтому если слышите, что вода после выключения насоса возвращается в колодец или скважину, лучше переделайте систему.

Обратный клапан с фильтром для установки с насосной станцией

Как видите, в данной схеме обратный клапан устанавливается на конце трубы. Так как он чувствителен к загрязнениям, лучше воду предварительно очистить. Можно накрутить стандартные фильтры, а можно поставить со встроенной сеткой. Какой вариант лучше? Наверное, все-таки, первый. Во-первых, можете собрать последовательно столько фильтров, сколько надо, чтобы подавать относительно очищенную воду. Во-вторых, менять один фильтр или один клапан дешевле, чем фильтр с клапаном. Возни при монтаже больше, но не критично.

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:

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

Ход работ

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

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

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

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.
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.
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.
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».

Схема подключения.

Виды трубных обратных клапанов

В зависимости от условий установки и особенностей водопроводной системы устанавливают клапаны, различающиеся конструкцией, размерами, материалом и способом крепления. Одни предназначены для труб небольшого диаметра и эксплуатации в быту, другие – для централизованной подачи воды.

Рассмотрим основные классификации обратных клапанов для воды.

По виду запирающего элемента

Часть клапана внутри корпуса, отвечающая за перекрывание сечения, бывает различной конфигурации.

По запирающему элементу выделяют следующие типы устройств:

Подъемные, в которых затворное устройство перемещается вверх/вниз в зависимости от наличия или отсутствия напора воды в трубе. За динамику отвечает пружина, а в качестве затвора выступает золотник.
Поворотные, также оснащенные золотником – откидной створкой или «лепестком». При включении насоса она откидывается и освобождает путь для жидкости, при выключении – захлопывается, перекрывая сечение.
Двухстворчатые, перекрывающие путь потоку воды двумя соединяющимися створками.

Движение запорного элемента происходит параллельно, перпендикулярно оси или под углом, поэтому производители рекомендуют некоторые устройства устанавливать только на горизонтальных трубах, другие – и на вертикальных.

Для бытового использования целесообразно приобретать пружинные клапаны, отличающиеся простой конструкцией и легкостью монтажа. Если вы решили самостоятельно оснастить насосную систему обратно-запорной арматурой, рекомендуем именно такую модель.

Конструкция пружинного клапана состоит их следующих элементов:

латунный корпус (стальной, полимерный), состоящий из двух частей – основания и крышки с седлом;
тарельчатый элемент с резиновым уплотнителем, который упирается в седло;
шток, выполняющий функции центрирования и держателя;
пружина для возврата запорного элемента в начальное состояние.

Такие клапаны, как поворотные, в бытовом водоснабжении почти не используются, зато часто применяются для промышленных трубопроводов, диаметр которых достигает 0,5 и даже 1,5 м.

По типу крепления

Врезку в трубу производят различными способами, которые выбирают в зависимости от трубного материала и условий монтажа.

Наиболее приемлемыми признаны четыре вида клапанов:

фланцевые;
межфланцевые;
муфтовые;
сварные.

В системах, сопряженных с насосными станциями, целесообразно применять муфтовый тип с пружинным механизмом и простой установкой. Но в более «серьезных» сетях, например, для оборудования подачи воды в многоквартирный дом, успешно используют все вышеперечисленные виды.

Фланцевые клапаны названы по элементам крепления – фланцам. Они отличаются большими размерами и весом, изготавливаются из стали или чугуна. Основная сфера использования – подача жидкостей или газов в промышленных масштабах

Межфланцевые устройства крепят без фланцев. Их часто применяют в пневматических и гидравлических системах, испытывающих гидроудары. Для смягчения воздействия монтируют вместе с демпферными амортизаторами

Резьбовые муфты – наиболее удобные клапаны для монтажа в бытовую сеть. Крепление обеспечивают два резьбовых перехода, диаметр которых измеряется в дюймах. Более надежными считаются изделия с металлическими затворами, нежели с пластиковыми

По материалу изготовления

Корпуса клапанов производят из материалов, надежно защищающих внутренний механизм, не деформирующихся от воздействия внешней среды и жидкости, протекающей по трубам.

Обратный клапан на трубу бывает:

стальной;
чугунный;
бронзовый;
латунный;
пластиковый.

Изделия, установленные около центробежных насосов в системе отопления, должны быть металлическими, так как пластик не предназначен для горячей воды.

Чугунные клапаны отличаются большим весом и шероховатостью материала. Но их не применяют для оборудования автономных домашних сетей, а устанавливают только для промышленной эксплуатации на трубы большого диаметра.

Устройства из пластика легкие и недорогие, установка их происходит очень быстро. Но их нельзя применять к серьезным системам водообеспечения дома.

Внутренние части – седло, затворы, шток – клапанов делают из полимеров, нержавейки или алюминия. Они отличаются прочностью и устойчивостью к коррозии. Действующий элемент, пружинку, изготавливают из специальной пружинной стали, имеющей увеличенный срок службы.

В клапанах, установленных на централизованных магистралях и промышленных объектах, выдерживающих большую нагрузку, для плотного прилегания затвора к седлу применяют пластиковые или резиновые уплотнители.

Основные характеристики насосной станции

Различные модели имеют различные характеристики. От них зависит выбор в пользу той или иной модели. Основными характеристиками насосной станции являются: производительность, высота подъема воды (напор), максимальная высота всасывания, объем гидроаккумулятора. К дополнительным характеристикам можно отнести: диаметр подключения, максимальное давление, мощность и габаритные размеры.

Производительность показывает сколько воды может прокачать насос за минуту. Как определить необходимую производительность насоса? Можно исходить из того, что для нормальной работы смесителя расход должен быть примерно 6 л/минуту. Далее определяем суммарное количество точек водоразбора, которые могут работать одновременно, делаем запас 20%. В результате имеем примерный расчет необходимой производительности насосной станции.

Если для водоснабжения дома обычно хватает производительности насоса 40-60 л/минуту, то для полива участка требуется более производительный насос. Особенно если, полив осуществляется из нескольких точек.

Высота подъема воды или напор – характеристика показывает, на какую высоту насос способен поднять воду, выражается в метрах. Это актуально для многоэтажного дома. Следует отметить, что даже у самых слабых насосов эта величина достаточная для двухэтажного дома.

Максимальная высота всасывания – характеризует максимальную глубину колодца. У большинства насосов эта величина не превышает 8 метров. Если насосная станция подключена к центральному водопроводу и предназначена для повышения давления, то этот параметр можно игнорировать.

Объем гидроаккумулятора влияет на частоту включения насоса. Гидроаккумулятор компенсирует падение давления в системе в пределах установленного давления в блоке автоматики. Чем больше гидроаккумулятор, тем реже включается насос при низких расходах воды. Это продлевает жизнь электродвигателю насоса.

Из дополнительных характеристик следует отметить только максимальное давление, создаваемое насосом. Нормальное давление системы водопровода 2-3 атмосферы. Однако некоторые сантехприборы, например, гидромассаж, требуют для нормальной работы большего давления. Это обстоятельство следует иметь ввиду.

Конструктивные особенности и назначение

Чтобы понять, насколько важную функцию выполняет обратный клапан для воды для насоса, достаточно разобраться в принципе работы автономной системы водоснабжения в целом и данной части ее оснащения в частности. Главным элементом таких систем, на который и приходится основная нагрузка, является насосная станция. В ее функции входит выкачивание воды из подземного источника – скважины или колодца. Выкачиваемая насосом из скважины или колодца вода по специальным трубам подается в гидроаккумулятор, который одновременно выполняет две функции:

выступает в роли накопительной емкости для воды;
позволяет поддерживать требуемое давление воды в автономной системе.

Между тем поддерживать требуемый уровень давления в трубопроводе не получится, если воду, поступающую из подземного источника, не заблокировать в системе. Проблем с этим не возникает, когда работает насос. Когда же он находится в выключенном состоянии, вода может просто вытечь из труб и гидроаккумулятора обратно в скважину или колодец. Для того чтобы не допустить этого, и применяют такое простое, но вместе с тем эффективное устройство, как обратный клапан для воды для насоса.

Схема автономного водоснабжения

Обратный клапан для оснащения насоса блокирует обратный отток воды из системы. Основными элементами конструкции такого устройства являются корпус, в котором располагается подпружиненный запорный элемент. Таким образом, принцип действия подобного затвора заключается в следующем.

При поступлении в обратный клапан потока воды с определенным давлением пружина сжимается, открывая запорный элемент и давая возможность жидкости свободно протекать через устройство.
При падении давления потока воды в трубопроводе пружина водяного обратного клапана возвращает его запорный элемент в закрытое состояние, тем самым перекрывая жидкости возможность двигаться в обратном направлении.

Обратный клапан открывается давлением потока, а закрывается пружиной, если поток прекращается

Обратным клапаном, позволяющим оперативно блокировать воду в трубопроводе, единая система водоснабжения разделяется на отдельные участки, каждый из которых характеризуется своим уровнем давления находящейся в трубах жидкости.

Благодаря высокой эффективности обратные клапаны одинаково успешно применяются для оснащения как бытовых скважинных насосов, так и насосных станций промышленного назначения. Такие устройства, кроме того, позволяют уменьшить урон от поломки трубопроводной системы в том случае, если на ее отдельных участках образовались утечки транспортируемой воды.

Во многих случаях использование обратных клапанов предусматривается уже на стадии проектирования автономных систем водоснабжения. В частности, многие модели погружных насосов, используемых для колодца или скважины, в процессе производства оснащаются даже не одним, а несколькими затворами.

2 Запорная арматура – виды и правила монтажа

Клапан располагают на подающей трубе. По конструктивному исполнению различают две модели. Первая имеют диск и пружину, которая от напора воды смещается и пропускает поток. У второй есть поперечные створки, которые открываются и закрываются в зависимости от возникающего давления. Вместе с бытовыми насосами чаще применяется муфтовый, а фланцевый преимущественно в более мощных устройствах. Перед ним устанавливают сетчатый фильтр. Он преграждает путь биологическим загрязнениям и твердым частицам, предупреждая их проникновение в водопроводную систему.

Установка донного устройства

Устройство монтируется в направлении стрелки на корпусе. От дна колодца или скважины выдерживается расстояние в пределах 0,5–1 м. Между поверхностью воды и клапаном выдерживают не менее 30 см. Погружные насосы не оборудуются фильтром перед обратным клапаном. Их конструкция предусматривает встроенную защиту от попадания твердых частиц, которые способствуют износу внутренних поверхностей. Запорное устройство в этом случае устанавливают после помпы перед всасывающим шлангом. Оно предотвращает спад давления в системе.

Трубопроводные клапаны поддержки напора различаются устройством, но принцип работы общий. Они призваны обеспечить движение водного потока в заданном направлении и препятствовать возвращению. Для этого внутри имеется запорный механизм. Под давлением рабочей жидкости он открывается и пропускает ее, а попытке обратного движения препятствует. Трубопровод перекрывается, вода остается в системе, напор сохраняется. Простой клапан состоит из немногих деталей:

корпус с рабочей камерой;
регулирующий орган;
исполнитель – пружина.

Модели отличаются конструктивным исполнением, применяемыми при изготовлении материалами и креплением к трубам. Почти все разновидности используются при монтаже насосных станций, но не всегда установка обратного клапана практична и целесообразна. В системах, где немного точек забора, водопроводная конструкция успешно функционирует без них.

Трубопроводный обратный клапан перед насосом

Основная деталь обратного клапана – запорный элемент, который по отношению к оси трубы передвигается в одном из возможных направлений: параллельном, перпендикулярном и под углом

При монтаже обращают внимание не только на стрелку, указывающую направление потока. В ряде моделей смотрят на расположение крышки, в которой перемещается запорная деталь. Она может выполняться в нескольких вариантах:

Она может выполняться в нескольких вариантах:

1. Подъемный. Запор двигается вниз или вверх, реагируя на давление воды, закрывается под воздействием пружины. Имеет солидные габариты, поэтому применение нашел преимущественно в промышленном водоснабжении.
2. Шаровый. Используется шарик из резины или чугуна, пружина не предусмотрена. Самое простое, но эффективное устройство, которое прекрасно справляется со своей задачей.
3. Поворотный. Затвор в виде откидного лепестка. Модель применяется с трубами, диаметр которых превышает 50 мм.

В быту используют устройства, выполненные последними двумя способами. В отличие от вариантов с движущимся золотником они малогабаритные, не требуют большого пространства для перемещения. В одном случае поток регулируется шариком, который открывает и закрывает отверстие, реагируя на давление и направление движения воды. Во втором – функцию запорного механизма выполняют две половинки диска, размещенные на одном стержне.

Запорная арматура муфтовая и фланцевая

Обратные клапаны отличаются не только внутренним устройством, но и установкой. Вариант предопределяется материалом трубопровода и технологией соединения. С насосными станциями используют изделия:

муфтовые – применяется резьба;
фланцевые – имеются фланцы с обеих сторон и на трубах, между ними устанавливают прокладки;
межфланцевые – собственное крепление отсутствует, присоединяются к фланцам труб длинными шпильками.

Для домашнего водоснабжения предпочтительнее выбирать модели, имеющие подъемно-пружинный запорный механизм и муфтовое соединение. Они легко устанавливаются на ответную резьбу, расположенную на трубопроводе. Отличаются ремонтопригодностью: больное место – пружина, которая иногда подводит, но она просто меняется. В инструкции указывают, из какого материала изготовлена. Если пластиковая – очень мало служит, лучше выбрать из нержавеющей стали.

Где правильно устанавливать обратный клапан

Установка такого элемента конструкции системы водоснабжения чаще всего требуется непосредственно в месте забора воды, то есть на конце трубы. Такое расположение этого узла применимо как для трубы в колодце, так и в скважине при установке всасывающего поверхностного насоса.

Соответствующий диаметру трубы клапан, посредством переходника устанавливается на самую нижнюю часть трубы, и таким образом препятствует оттоку воды из водопровода.

Для погруженных центробежных насосов, постоянно находящихся в воде установка клапана делается, сразу после насоса, но при такой схеме рекомендуется установка проточного фильтра с герметичным корпусом. Такая конструкция обеспечит постоянную подачу воды, поскольку столб воды будет находиться над корпусом устройства, а пространство фильтра и камеры насоса и так постоянно находится под толщей воды.

Еще одним подобным вариантом установки клапана может быть вариант установки его в связке с глубинным насосом мембранного типа. Здесь, в зависимости от конструкции насоса, его можно устанавливать как на выходной патрубок, так и в качестве вставки в трубопровод или шланг.