Шаровой обратный клапан против поворотного обратного клапана: как они работают и когда использовать каждый

Выбор между шаровым обратным клапаном и поворотным обратным клапаном зависит от типа среды, ориентации и перепада давления. Шаровой обратный клапан использует динамическую сферу для изоляции обратного потока в трубопроводах с ограниченным пространством и высоким содержанием твердых частиц. Поворотный обратный клапан использует шарнирный диск, оптимизированный для применений с низким перепадом давления и чистыми средами.

Как работает шаровой обратный клапан

Шаровой обратный клапан — это простое и надежное устройство, предназначенное для предотвращения обратного потока без ручного вмешательства или внешнего питания.

Внутренняя структура — сферический шар и пружина (или гравитационное усиление)

В основе этого клапана находится прецизионно спроектированный сферический шар, установленный внутри корпуса. Когда давление выше по потоку превышает калиброванное давление открытия (обычно от 0,05 до 0,3 бар или от 0,7 до 4,3 фунтов на квадратный дюйм), среда вытесняет шар, открывая линию. 

При прекращении потока или обратном давлении гравитация или внутренняя пружина возвращают шар на седло, создавая герметичное уплотнение, которое должно соответствовать метрикам проектирования ASME B16.34 и соответствовать стандартам API 598 или ISO 5208 Rate A по нулевой утечке.

Для более глубокого изучения этого механизма см. наше руководство по принципу работы шаровых обратных клапанов и областям их применения.

Самоочищающееся действие и почему оно подходит для грязных или вязких сред

Когда среда проходит через камеру, шар вращается внутри потока. Это вращение создает самоочищающееся действие: движущаяся среда смывает мусор, накипь и взвешенные твердые частицы с поверхности шара, что предотвращает накопление среды со временем. Эта особенность делает шаровой обратный клапан подходящим для грязных, вязких или суспензионных сред, которые засорили бы другие типы обратных клапанов. 

Для более сложных сред, требующих оптимизированного пути потока, шаровой обратный клапан Y-типа открывается для обслуживания на месте без необходимости извлечения всего клапана из линии, при этом сохраняя тот же принцип самоочистки вращением.

Как работает поворотный обратный клапан

Поворотный обратный клапан работает по другому механическому принципу, используя вращательное движение вместо линейного подъема.

Внутренняя структура — шарнирный диск, качающийся на валу

Внутри этого устройства плоский или слегка изогнутый диск подвешен на верхнем штифте или валу. Когда поток жидкости движется вперед по линии, давление поднимает диск вверх и выводит его из основного потока. Когда поток замедляется или меняет направление, диск качается обратно вниз на седло клапана, что останавливает обратное движение и удерживает давление в системе.

Почему он обеспечивает меньшее падение давления и большую пропускную способность

Поскольку шарнирный диск почти полностью выходит из основного потока, он создает минимальное препятствие для проходящей среды. Этот открытый путь сохраняет высокую пропускную способность и низкое падение давления на клапане, что важно для трубопроводов большого объема, где приоритетом является сохранение энергии насоса. 

Для сетей высокой производительности, фланцевый поворотный обратный клапан соответствует стандартам ASME B16.5 или DIN EN 1092-1, прикручивается непосредственно к инфраструктуре большого диаметра для работы с номинальным давлением от Class 150 до Class 600 (PN16 до PN100).

Шаровой обратный клапан против поворотного обратного клапана — прямое сравнение

При сравнении шарового обратного клапана и поворотного обратного клапана их отличает ряд эксплуатационных критериев.

Пропускная способность и перепад давления

Внутренняя геометрия каждого клапана влияет на эффективность работы насосной системы. Механизм качания оставляет путь для потока открытым, поэтому скорость потока остается высокой, а потери на трение — низкими. Шарик, напротив, остается во взвешенном состоянии в потоке, заставляя жидкость обтекать его контуры и создавая более высокий перепад давления.

Риск гидроудара — поворотные клапаны хлопают, шаровые клапаны закрываются плавно

Гидроудар представляет серьезную угрозу для целостности трубопровода. Поворотные обратные клапаны склонны к хлопанью, поскольку диск имеет длинный путь перемещения и может быть захвачен быстро реверсирующимся потоком, вызывая внезапное, резкое закрытие. Шаровой обратный клапан закрывается более плавно, поскольку шарик имеет короткое расстояние для возвращения на свое седло, что уменьшает ударные волны.

Ориентация при установке — шаровой работает горизонтально или вертикально, поворотный имеет ограничения

Пространство для прокладки трубопровода определяет, какой клапан подходит. Шаровой обратный клапан надежно работает в горизонтальных линиях и в вертикальных участках с восходящим потоком. Поворотные обратные клапаны имеют больше ограничений: они лучше всего работают в горизонтальных линиях, поскольку зависят от гравитации, чтобы опустить диск. Установка такого клапана вертикально может привести к неполному уплотнению или задержке закрытия.

Пригодные среды — чистая жидкость, шлам, вязкая жидкость

Выбор обратного клапана зависит от того, насколько хорошо конструкция справляется с взвешенными твердыми частицами. Поворотные клапаны требуют чистой жидкости, поскольку мусор может попасть в шарнирный механизм и заклинить вал или помешать седлу диска. Шаровые обратные клапаны выдерживают работу в условиях шламов и вязких жидкостей, поскольку постоянное вращение сбрасывает липкий материал и предотвращает заклинивание.

Какой из них следует использовать

Выбор правильного устройства начинается с одного вопроса: что вообще делает обратный клапан? По сути, он должен останавливать обратный поток, не снижая давление в линии и не сокращая срок службы.

Выберите шаровой обратный клапан, когда — вертикальная установка, вязкая или грязная жидкость, компактное пространство

Обратный шаровой клапан с футеровкой

Размер: DN15~DN200
Давление: PN10, PN16, 150LB
Материал: WCB, CF8, CF8M, CF3M
Вкладыш: ПФА, ФЭП
От фланца до фланца: HG/T 3704, DIN 3202, ASME B16.10

Просмотреть продукт

Конструкция шарового обратного клапана подходит для ограниченного пространства или вертикальной трубопроводной сети. Он хорошо справляется с сточными водами, химическими суспензиями и вязкими жидкостями. Для сверхкоррозионных сред или химической обработки высокой чистоты футерованный шаровой обратный клапан защищает шар и седло от кислотной атаки с помощью фторполимерной футеровки вместо голой металлической.

Выбирайте поворотный обратный клапан, когда — большой диаметр, чистая жидкость, низкое падение давления являются приоритетом

Конструкция поворотного обратного клапана подходит для муниципальных водопроводов большого диаметра или транспортировки чистых жидкостей, где наиболее важна экономия энергии. Если пространство между фланцами трубы ограничено, но все еще требуется высокая пропускная способность, дисковый поворотный обратный клапан устанавливается между фланцами, не требуя полного ряда болтов, что уменьшает вес и габариты по сравнению с фланцевой конструкцией.

Подбирайте клапан к линии, а не наоборот

Безопасность, эффективность и срок службы промышленной системы подачи жидкостей зависят от соответствия клапана фактической среде и схеме трубопровода, а не от выбора любого доступного варианта. Если вы хотите увидеть, как шаровые и поворотные клапаны соотносятся с другими конструкциями обратных клапанов, наш руководство по типам обратных клапанов рассматривает всю категорию, выходящую за рамки этих двух. 

Если вы все еще выбираете между шаровым обратным клапаном и поворотным обратным клапаном, отправьте нашей технической команде тип вашей жидкости, диапазон давления и размер трубы, и они подтвердят, какая конструкция подходит, прежде чем вы сделаете заказ.