Вертикальный против горизонтального подъемного обратного клапана: В чем разница?

Горизонтальный подъемный обратный клапан закрывается только под действием силы тяжести, в то время как вертикальному подъемному обратному клапану требуется пружина, чтобы прижать диск к седлу против силы тяжести. Эта разница в силе закрытия отличает эти два типа обратных клапанов и определяет, какой из них подходит для вашей установки.

Как работает горизонтальный подъемный обратный клапан

Горизонтальный подъемный обратный клапан открывается, когда прямой поток поднимает внутренний диск с горизонтального седла, а затем закрывается, когда сила тяжести возвращает этот диск обратно. Корпус напоминает запорный клапан, с путем потока, изгибающимся вверх через седло порта перед выпрямлением.

Закрытие с помощью силы тяжести — диск падает обратно на седло при остановке потока

Как только прямой поток останавливается, кинетическая энергия, удерживающая диск, исчезает. При горизонтальной установке сила тяжести тянет диск прямо вниз на кольцо седла без посторонней помощи. Обратное давление от технологической жидкости затем давит на верхнюю часть диска, герметизируя его и блокируя обратный поток.

Низкое давление открытия

Требуя минимального перепада давления для преодоления массы диска, горизонтальная конструкция обеспечивает исключительно низкое давление открытия (обычно ≤ 0,5 фунтов на квадратный дюйм). Это минимизирует требования к напору насоса и оптимизирует общесистемную гидродинамическую эффективность. Это делает его подходящим среди типов обратных клапанов для насосов с низким напором или систем, работающих с минимальным перепадом давления, поскольку меньше энергии теряется на преодоление сопротивления самого клапана.

Почему его необходимо устанавливать горизонтально — что происходит при наклоне

Горизонтальный подъемный клапан зависит от силы тяжести, действующей прямо вниз через центр седла, что происходит только при горизонтальном положении корпуса. При наклоне диск трется о направляющую втулку, а не падает чисто. Это вызывает три проблемы: диск может перекоситься под углом и заклинить до полного закрытия, жидкость может проходить через образовавшийся зазор, а направляющий шток изнашивается неравномерно до преждевременного выхода из строя.

Как работает вертикальный подъемный обратный клапан

Обратный клапан с вертикальным подъемом использует внутреннюю пружину для мгновенного закрытия диска при падении прямого потока, поскольку одной только гравитации недостаточно для его надежного закрытия против потока вверх. Поток проходит прямо через корпус, поднимая диск вдоль центральной линии трубы, а не в сторону.

Почему гравитация работает против диска в вертикальной линии с восходящим потоком

В линии с восходящим потоком гравитация действует на диск все время, пока клапан открыт, а не только во время закрытия. Входящая жидкость должна преодолеть как вес диска, так и гравитацию, чтобы просто поднять его, в отличие от горизонтальной конструкции, и это причина, по которой вертикальные клапаны требуют совершенно другого механизма закрытия.

Закрытие с помощью пружины — почему пружина требуется, а не является опцией

Гравитация помогает закрыть горизонтальный клапан, но не может надежно выполнять эту функцию в вертикальном. Без пружины вертикальный клапан полностью зависит от скорости обратного потока жидкости для резкого закрытия диска, и если поток медленно снижается, диск может остаться открытым достаточно долго, чтобы жидкость потекла обратно вниз по линии. Пружина устраняет этот риск, предварительно нагружая диск, поэтому он опускается в тот момент, когда скорость прямого потока падает ниже установленного порога, закрываясь до того, как у жидкости появится реальный шанс изменить направление.

Только восходящий поток — ошибка установки в “нисходящем потоке” и ее последствия

Вертикальный подъемный клапан работает только в линии с восходящим потоком. Если по ошибке установить его в линию с нисходящим потоком, гравитация и пружина будут тянуть диск к закрытию, в то время как жидкость будет пытаться течь в другом направлении. Это несоответствие полностью блокирует поток, что может вызвать кавитацию насоса или разрыв трубопровода из-за повышения давления.

Ключевые различия: горизонтальный и вертикальный обратный клапан с подъемным диском

Разница между горизонтальными и вертикальными конструкциями обратных клапанов заключается в том, что закрывает диск и сколько усилий требуется для его открытия.

Давление открытия — Вертикальный требует большего напора насоса для открытия

Вертикальная конструкция требует большего усилия для открытия, поскольку насос должен преодолевать как гравитацию, так и жесткость пружины, а не только вес диска. Отдел закупок должен подобрать насос с достаточным напором, чтобы сжать пружину и удерживать диск открытым во время нормальной работы. При недостатке напора клапан начинает дребезжать, что быстро изнашивает седло.

Горизонтальный подъемный обратный клапан

Обратные клапаны Youfumi с футеровкой выпускаются в нескольких вариантах, но все они выполняют одну и ту же основную функцию, а именно обеспечивают прямой поток жидкости, но минимизируют обратный поток.

Просмотреть продукт

Риск гидроудара — Вертикальный с пружинным приводом закрывается быстрее

Скорость закрытия отличает эти два типа по риску гидроудара. Горизонтальный клапан закрывается только под действием силы тяжести, оставляя небольшой промежуток для накопления обратного импульса жидкости перед полным герметичным закрытием, и именно этот импульс генерирует ударную волну. Вертикальный клапан с пружинным приводом мгновенно захлопывается, как только прекращается прямой поток, сокращая этот промежуток почти до нуля.

Типичные области применения и контрольный список установки

Выбор между этими типами обратных клапанов зависит от соответствия планировке и рельефу местности фактической установки.

Горизонтальный — Магистральные распределительные линии, напор насоса на ровной местности

Горизонтальные клапаны чаще всего встречаются на ровных промышленных объектах, магистральных распределительных линиях и напорных линиях насосов. Паровые контуры установок, системы охлаждающей воды и линии распределения воздуха также полагаются на них, поскольку низкое давление открытия снижает потери на трение.

Вертикальные — Дренажные насосы, стояки зданий, откачка воды из колодцев

Вертикальные клапаны используются в линиях, перемещающих жидкость между различными уровнями. При установке глубоких колодцев и дренажных насосов они устанавливаются над погружным насосом, чтобы предотвратить слив столба воды обратно при выключении насоса. Стояки высотных зданий используют их для поддержания давления между этажами, а системы водоотлива шахт — для отвода воды, откачиваемой из подземных стволов.

3 вопроса, которые нужно задать перед выбором ориентации установки

Три вопроса быстро сужают выбор правильной конфигурации. 

1) Какова ориентация трубопровода? 

Горизонтальный клапан работает только на ровной линии, а вертикальный клапан работает только при восходящем потоке; линия с нисходящим потоком требует совершенно другого типа клапана, например, с наклонным диском или поворотной конструкцией. 

2) Каков напор насоса и минимальный расход в системе? 

Система, близкая к пределу давления, обычно лучше работает с горизонтальным вариантом с меньшими потерями, в то время как система с высоким напором может поддерживать вертикальную конструкцию с пружинным механизмом. 

3) Что происходит ниже по потоку, если поток внезапно замедляется или реверсируется? 

Если отключение питания грозит гидроударом, более быстро закрывающийся вертикальный вариант является более безопасным выбором.

Согласование клапана с трубопроводом

Правильный выбор зависит от физической ориентации линии и поведения системы при остановке потока, а не просто от выбора любого имеющегося клапана. Путаница между горизонтальными и вертикальными моделями или установка любой из них в неправильном положении обычно проявляется позже в виде шума, износа седла или клапана, который не герметизируется.

YOUFUMI производит оба варианта этого сравнения в коррозионностойкой, конструкции с фторполимерной футеровкой. Для ровных участков с низким перепадом давления горизонтальный подъемный обратный клапан герметизируется чисто за счет силы тяжести. 

Для линий с восходящим потоком, требующих быстрого, надежного закрытия, вертикальный подъемный обратный клапан справляется с этим благодаря пружинному механизму. 

Указание точной архитектуры клапана (горизонтальный с возвратом под действием силы тяжести или вертикальный с пружинным возвратом) и материала футеровки (PTFE/PFA) имеет решающее значение для предотвращения обратного потока и минимизации эксплуатационных расходов. Предоставьте информацию о ориентации трубопровода, максимальном перепаде давления и параметрах рабочей среды инженерной команде YOUFUMI сегодня, чтобы получить комплексный анализ рентабельности инвестиций в управление потоком и индивидуальное техническое предложение.