Зачем нужен обратный клапан в нагнетательном трубопроводе насоса

Такое название носит один из видов трубопроводной арматуры, чье назначение — автоматическое предотвращение обратного потока рабочей среды.

Есть все основания предполагать — и доказательством тому многочисленные находки археологов, — что формирование обратной арматуры как технического направления в арматуростроении началось почти параллельно с появлением самой первой запорной арматуры.

Обратная арматура используется там, где необходимо обеспечить движение потока рабочей среды в одном направлении.

Одно из назначений обратной арматуры — ограничить эмиссию рабочей среды во внешнюю среду в случае аварийного разрушения участка трубопровода.

Обратная арматура востребована не только в аварийных ситуациях, но и в «штатном» режиме эксплуатации трубопроводных систем — везде, где необходимо однонаправленное движение жидкости или газа. Например, при одновременной работе нескольких насосов для исключения их взаимного влияния друг на друга. Или в фильтрационных установках, чтобы избежать смешивания загрязненной и очищенной жидкости. «Классический» пример задачи, решаемой с помощью обратной арматуры, — не допустить попадания жидкости из трубопровода обратно в насос в случае отключения электродвигателей при открытых задвижках. Следствием отсутствия обратной арматуры или неполадок в ее работе могут стать серьезные поломки и даже аварии насосной установки.

Обратную арматуру желательно устанавливать на нагнетательных линиях компрессоров и центробежных насосов между нагнетателем и запорной арматурой с целью формирования «цепочки» — «запорная арматура — обратный клапан-насос».

Обратная арматура: по названию и по существу

Слово «обратная» входит в состав названия одного из комбинированных видов трубопроводной арматуры — запорно-обратной, сочетающей, как и следует из него, функции запорной и обратной арматуры. Но для некоторых видов комбинированной трубопроводной арматуры, Выполняющих функции запорной и обратной арматуры, прилагательное «обратная» в названиях не используют. Это — невозвратно-запорная и невозвратно-управляемая арматура. Они обе обеспечивают закрытие и ограничение хода запирающего элемента, а невозвратно-управляемая — еще и его открытие.

Специальное наименование может присваиваться обратной арматуре в зависимости от ее назначения и области применения. Например, обратная арматура, установленная перед насосом на конце трубопровода, называется «приемная арматура».

Об обратной арматуре как термине и определении

В целом ряде учебных пособий, справочников, руководств и стандартов (например, «Стандарт ЦКБА 011-2004. Арматура трубопроводная. Термины и определения») используется термин «защитная арматура». (АО «НПФ «ЦКБА» — это сокращенное название компании «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения»). Стандарт ЦКБА 011-2004 определяет защитную арматуру как предназначенную «для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока».

Очевидно, что обратная арматура попадает под это определение, но полностью его не исчерпывает, поскольку оно описывает более широкий спектр функциональных возможностей трубопроводной арматуры, чем те, которыми обладает обратная. В этом определении говорится об арматуре, реагирующей на изменение таких параметров рабочей среды, как давление, температура, скорость потока.

Исходя из этого, есть все основания считать защитной отсечную арматуру, т. е. запорную арматуру с минимальным временем срабатывания. Впору здесь вспомнить и о предохранительной арматуре. Найти смысловые различия между прилагательными «предохранительная» и «защитная» очень трудно, поскольку они являются синонимами.

И действительно, если иметь в виду такой параметр рабочей среды как давление, задачи предохранительной и защитной арматуры во многом совпадают. Различаются методы их решения. Предохранительная арматура справляется с ними радикально — сбросом избытка рабочей среды. Защитная арматура всего лишь отключает один из элементов трубопроводной системы.

В ныне действующем межгосударственном стандарте «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения», введенном в действие Приказом Росстандарта от 26.11.2014 № 1902-ст, термин «защитная арматура» отсутствует вовсе. Кстати, и в утвержденном еще в июне 1981 г. «ГОСТ 24856-81. Арматура трубопроводная промышленная.

Термины и определения» о защитной арматуре не сказано ни слова, а обратной арматуре определение дано. Причем в самом что ни на есть современном звучании. Но в расположившемся между ними в хронологическом списке нормативных документов, регулирующих термины и определения трубопроводной арматуры, «ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная.

Термины и определения», защитная арматура среди видов арматуры представлена и определяется «один в один» как в уже упомянутом выше стандарте ЦКБА. Причем называть защитную арматуру отключающей в нем не рекомендуется. В пришедшем ему на смену ГОСТ 24856-2014 отключающая арматура «легализована» в качестве арматуры, предназначенной «для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной величины скорости ее течения за счет изменения перепада давления на чувствительном элементе, либо в случае изменения заданной величины давления».

Читайте:  С какой стороны должен располагаться горячий кран

(Для справки: ГОСТ 24856-81 действовал с 1981 года. С первого января 2008 года на территории РФ он утратил силу и на смену ему пришел ГОСТ Р 52720-2007. Но с 01.04.2015 ГОСТ Р 52720-2007 отменен, и действует ГОСТ 24856-2014).

Обратная трубопроводная арматура: обратный клапан и обратный затвор

Существует несколько разновидностей обратной арматуры. Обратная арматура, конструктивно выполненная в виде клапана, носит название «обратный клапан», а в виде затвора дискового — «обратный затвор». Соответственно, обратный клапан, размещенный на конце трубопровода перед насосом, называется «приемный клапан».

В зависимости от направления возвратно-поступательного движения, совершаемого запирающим элементом, различают подъемный обратный клапан — в нем оно происходит перпендикулярно направлению движения рабочей среды, и осесимметричный обратный клапан — здесь запирающий элемент движется соосно с патрубками корпуса.

В виде клапанов или затворов могут быть конструктивно выполнены упомянутые выше невозвратно-запорная и невозвратно-управляемая арматура. Обратный клапан относится к арматуре этих видов, если укомплектован ручным или пневмо-, гидро-, электроприводом для фиксации запирающего элемента в положениях «закрыто» и «открыто». В конструкциях невозвратно-запорных клапанов и их приводов должна быть предусмотрена блокировка одновременной работы привода и его ручного дублера. Обратный затвор, диск которого состоит из двух половинок, прижимаемых к седлу пружинами, носит название «обратный двустворчатый затвор».

Обратные затворы и обратные клапаны должны быть одинаково чувствительны — минимальное значение перепада давления начала их открытия должно составлять не более 0,03 Мпа.

Обратный клапан

Обратный клапан, срабатывание которого происходит только от воздействия рабочей среды, представляет собой арматуру прямого действия. Обратные клапаны могут изготавливаться с различными типами присоединения к трубопроводу: фланцевым, муфтовым, под приварку, штуцерным.

Наиболее распространенным вариантом затвора обратных клапанов является конструкция, в которой подвижным элементом является золотник, а неподвижным — седло. В положении «закрыто» золотник под действием собственного веса прижимается к седлу. Давление потока в «правильном» направлении заставляет его подняться над седлом, освободив проход для рабочей среды, а при снижении давления опять-таки под действием собственного веса «упасть» на прежнее место, в положение «закрыто». Обратный, т. е. «неправильный» для клапана поток лишь сильнее прижмет золотник к седлу и будет вынужден остановить свое движение перед этим непроходимым препятствием. Иногда силу тяжести дополняют силой упругости пружины, прижимающей золотник к седлу.

Применяются (как правило, на трубопроводах малого диаметра) обратные шаровые клапаны, в которых подвижным элементом затвора является шар и поршневые обратные клапаны.

Есть все основания говорить о достаточно близком конструктивно-технологическом родстве обратных и запорных клапанов.

Обратный затвор

До вступления в действие ГОСТ 24856-81 обратные затворы носили название «клапаны обратные поворотные». Как и обратные клапаны, обратные затворы — арматура прямого действия. Их эксплуатируют в широком диапазоне значений величин условного прохода, условного давления и температуры рабочей среды (по меньшей мере от 15 до 2000 и более миллиметров, до 25 МПа и до 600 OC, соответственно). Условный проход диаметром 2 м вовсе не предел — в аэродинамических трубах исследовательских центров он может достигать шести и более метров.

Благодаря особенностям конструкции обратные затворы лучше, чем обратные клапаны, приспособлены для систем, в которых циркулирует загрязненная рабочая среда. (Клапан обратный — это арматура, обладающая чрезвычайно высокой герметичностью, но которую при наличии в рабочей среде твердых включений может заклинить). Обратные затворы обладают целым рядом других преимуществ, среди которых можно выделить компактные размеры, малую строительную длину, небольшой вес, простоту и вместе с тем эффективность конструкции, герметичность, длительный срок эксплуатации.

«Длительный срок» в данном случае — не просто дежурные слова. При соответствующей регламенту периодичности замены элементов уплотнения дисковые затворы от ведущих производителей способны служить по несколько десятилетий. Для увеличения коррозионной устойчивости используют пластиковую и резиновую футеровку диска.

Производители предлагают заказчикам обратные затворы с уплотнением, выполненным из различных марок резины и полимерных материалов, что позволяет подобрать оптимальный вариант для конкретного технологического процесса.

Обратные затворы с корпусом, изготовленным из легированной стали, можно применять для работы с химически активными средами, включая сточные воды, нефть, составы, используемые в химической промышленности. Помимо стали для изготовления обратных затворов используют чугун, титан, сплавы цветных металлов — латунь, бронзу.

При величине диаметра запирающего элемента (диска) более 400-500 мм в обратном затворе возможны негативные последствия от его удара о неподвижную часть затвора. Их сводят на нет, используя специальные демпфирующие устройства.

Читайте:  Как правильно установить душевой трап: расстояние от стены

Применение обратной арматуры

Обратную арматуру широко применяют в сетях и системах тепло- и водоснабжения. Ее обязательно устанавливают в котельных и тепловых пунктах.

Обязательно включение обратной арматуры в состав гидравлических и пневматических систем — неотъемлемой части почти любого промышленного оборудования. Например, обратным клапаном должны быть оборудованы гидродомкраты, чтобы гарантировать остановку или хотя бы гладкое опускание штока в случае повреждения подводящих или отводящих рабочую жидкость трубопроводов. Очевидно, какое значение имеет обратный клапан, установленный в механизированной горной крепи, от надежной работы которой зависят жизни работающих под ее укрытием шахтеров.

В огромных количествах используется обратная арматура в нефтегазодобывающей промышленности. В т.ч. и в фонтанной арматуре, которой оборудуют устья нефтяных и газовых фонтанных скважин.

Обратный клапан устанавливают на нагнетательной линии у устья скважины в случае закачки туда газа, пара, химических агентов с целью увеличения отдачи нефтяных и газовых пластов и производительности скважин. Обратный клапан фонтанной арматуры помогает поддерживать требуемый перепад давления между линиями трубопроводов и предотвращать переток извлекаемых из земных недр нефти и газа в обратном направлении.

Основные запорные элементы таких клапанов изготавливают из коррозионностойкой стали. Как опрессовать обратный клапан на фонтанной арматуре (другими словами — проверить его избыточным давлением), установлено в «ГОСТ Р 51365-2009 Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для бурения и добычи. Оборудование устья скважины и фонтанное устьевое оборудование.

Общие технические требования». В этом нормативном документе указаны периодичность (один раз в шесть месяцев) и методика проведения испытаний. Обратными клапанами должны быть укомплектованы линии глушения, подсоединяемые к фонтанной арматуре для глушения скважин.

В том, сколь важное место в современных технологиях принадлежит обратной арматуре, легко убедиться, буквально едва прикоснувшись к одному из многочисленных сегментов нормативно-технической документации. Например, Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности. Только внутри этой категории об обратной арматуре говорится во множестве документов: «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», «Правила безопасности при получении, транспортировании, использовании расплавов черных и цветных металлов и сплавов на основе этих расплавов», «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», «Правила безопасности химически опасных производственных объектов». Список этот можно продолжать и продолжать. Но даже приведенного перечня достаточно, чтобы понять, какое по настоящему универсальное, касающееся огромного числа областей деятельности значение имеет вид трубопроводной арматуры под названием «обратная арматура».

Трубопроводная арматура

  • Трубопроводная арматура. Классификация ─ виды, типы, разновидности
  • Трубопроводная арматура как универсальный способ решения широкого круга задач
  • Задвижки
  • Запорная арматура
  • Распределительно-смесительная арматура
  • Шланговые задвижки
  • Регулирующая арматура
  • Обратная арматура
  • Предохранительная арматура
  • Разделительная (фазоразделительная) арматура
  • Клапаны регулирующие
  • Клапаны
  • Предохранительные клапаны
  • Отключающая арматура
  • Приводы трубопроводной арматуры
  • Разновидности арматуры по присоединению к трубопроводу
  • Фланец и фланцевое соединение в трубопроводной арматуре
  • Арматура под приварку
  • Дисковые затворы
  • Пневматический привод трубопроводной арматуры
  • Трубопроводная арматура с электроприводом
  • Шиберные задвижки
  • Электромагнитный привод трубопроводной арматуры
  • Клиновые задвижки
  • Параллельные задвижки
  • Краны в трубопроводной арматуре
  • Шаровой кран
  • Трубопроводная арматура: наименования, обозначения, кодировки
  • Материалы для изготовления трубопроводной арматуры
  • Стальная арматура
  • Чугунная арматура
  • Алюминиевая арматура
  • Материалы уплотнений трубопроводной арматуры
  • Сильфонная арматура
  • Типы запорной арматуры
  • Разновидности трубопроводной арматуры
  • Сальниковая арматура
  • Сальниковая набивка
  • Прокладки в трубопроводной арматуре
  • Материалы для изготовления прокладок
  • Эмалированная арматура
  • Мембранная арматура

Вспомогательное оборудование дозирующих насосов

Для системы, в которой предусматривается залив на входе и незначительный напор жидкости на выходе, на выпускной трубе устанавливается клапан обратного давления, размер которого учитывает объем потока. Это создает давление напора для насоса, необходимое для правильной работы запорного клапана, и предотвращает протечку (сифонирование).

Предохранительный клапан

Поршневые дозирующие насосы могут создавать высокое давление нагнетания через один или два хода, при этом тепловые датчики и аналогичные предохранительные устройства в пусковой цепи электродвигателя могут сработать слишком поздно. В случае закупорки выпускной линии повреждение может быть нанесено насосу, выпускной линии или технологическому оборудованию.

Для предотвращения таких случаев на выпускной линии, между насосом и первым перекрывающим клапаном на нагнетательном потоке или клапаном обратного давления, необходимо установить клапан сброса давления.

Читайте:  Что такое отвод и его значение

Фильтр

В каждой хорошо продуманной системе имеются та или иные фильтры, устанавливаемые в приемной трубе. Для правильной работы запорных клапанов какие-либо посторонние объекты могут оказаться губительными. В клапанах насоса, в которых отсутствуют фильтры, можно обнаружить самые различные предметы: тефлоновые ленты, обрывки ветоши, трубная накипь, окурки и т.д.

До первой чистки системы рекомендуется установить временный мелкозернистый фильтр, который затем можно заменить на сетку с крупными ячейками.

Датчик давления

Датчик давления устанавливается ниже по потоку после любых клапанов обратного давления или компенсатора пульсаций. Датчик давления устанавливается с перекрывающим клапаном с целью изолирования датчика от системы и возможности его снятия.

Компенсатор пульсаций

Поскольку дозирующий насос является устройством поступательно-возвратного движения, он производит пульсации давления, которые для системы означают ускорения, инерционность, ударную нагрузку, помехи и сокращение срока службы.

Для снижения пульсаций необходимо установить компенсатор пульсаций как можно ближе к выпускному отверстию, где он может поглощать максимум ускорения потока, создаваемого насосом, при этом между компенсатором пульсаций и трубой необходимо установить клапан для целей технического обслуживания.

Типы компенсаторов пульсаций

  • Компенсатор пульсаций без разделения газ/жидкость
  • Компенсатор пульсаций с мембраной или газовым мешком

Компенсатор пульсаций открытого типа, или воздушная камера, должна подвергаться регулярному обслуживанию и перезарядке; эффективность компенсатора уменьшается в результате постоянного контакта с рабочей средой и газовой подушкой.

Компенсатор пульсаций с мембраной или газовым мешком практически не требуют ухода, а в качестве материала для изготовления корпуса, мембраны или мешка могут изготавливаться самые разные материалы в зависимости от требований технологического процесса.

Принцип действия

  • A изображено расположение демпферного мешка с давлением азота внутри и отсутствием давления жидкости снаружи.
  • В изображено расположение демпферного мешка при наличии в системе минимального давления. Такое состояние должно быть выверено во избежание преждевременного износа мешка/мембраны вследствие контакта с металлическим корпусом во время рабочего цикла.
  • С изображено расположение демпферного мешка при наличии в системе максимального давления. В таком состоянии достигается максимальное накапливание потока благодаря разнице между первоначальным и конечным объемом азота: V1 — V2 = ?V (объем потока). Максимальное рабочее давление должно быть незначительным по сравнению с максимально допустимым давлением в объеме компенсатора; более того, следует избегать чрезмерной деформации мешка/мембраны, поддерживая правильное соотношение рабочего давления и давления азота начальной зарядки.

Как правило, давление начальной зарядки должно составлять 60 / 70% максимального рабочего давления. Размер компенсатора пульсаций с газовым мешком зависит от типа установленного дозирующего насоса (симплекс, дуплекс, триплекс); ниже приводится формула, по которой можно рассчитать необходимый размер компенсатора пульсаций для определенного случая применения.

Краткая формула объема компенсатора пульсаций (Vo):

Где C = объемная подача насоса в литрах, Z = коэффициент типа насоса, учитывающий необходимую степень снижения пульсации

Расчёт остаточной пульсации
НАСОС Z Остаточная пульсация
Симплекс 12 ± 5%
30 ± 2.5%
60 ± 1.5%
Дуплекс 5 ± 5%
13 ± 2.5%
25 ± 1.5%
Триплекс 2 ± 5%
4 ± 2.5%
6 ± 1.5%
Пятикратный 1 ± 5%
2 ± 2.5%
3 ± 1.5%

  • К Части 4 — Устройства регулирования дозирующих насосов
  • К Части 3 — Мембраны и уплотнители
  • К части 2 – Типы жидкостной части насоса дозатора
  • К части 1 – Насосы дозаторы – общие сведения

Подобрать насосное оборудование для химических жидкостей

Заполните опросный лист онлайн, получите любую конфигурацию насоса, исходя из ваших требований.

Доставка

Оборудование доставляется по указанному заказчиком адресу собственным транспортом или отправляется транспортной компанией по адресу нахождения терминалов в следующих городах: Абакан, Адлер, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Благовещенск, Братск, Брянск, Великие Луки, Великий Новгород, Владивосток, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Волжский, Вологда, Воронеж, Дзержинск, Димитровград, Екатеринбург, Забайкальск, Иваново, Ижевск, Иркутск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Коломна, Кострома, Котлас, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Липецк, Магнитогорск, Москва, Мурманск, Набережные Челны, Нижневартовск, Нижний Новгород, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новомосковск, Новороссийск, Новосибирск, Ногинск, Омск, Орел, Оренбург, Орск, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Подольск, Псков, Пушкино, Фрязино, Ростов-на-Дону, Рыбинск, Рязань, Самара, Санкт-Петербург, Саранск, Саратов, Северодвинск, Серпухов, Смоленск, Солнечногорск, Сочи, Ставрополь, Старый Оскол, Стерлитамак, Сургут, Сызрань, Сыктывкар, Тамбов, Тверь, Тольятти, Томилино, Томск, Тула, Тюмень, Улан-Удэ, Ульяновск, Уфа, Ухта, Хабаровск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Чита, Энгельс, Ярославль.

Стоимость, срок поставки уточняйте у менеджеров.

Средняя стоимость доставки на примере насоса Spring MS1

  • Гид:
  • Каталог насосов
  • ← Насосы дозаторы
  • Вспомогательное оборудование дозирующих насосов ↑
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...