Как сделать обратный клапан для компрессора

Воздушный компрессор — это агрегат, принцип действия которого основан на сжатии и подачи воздуха к пневматическому оборудованию под необходимым давлением. Такие установки являются незаменимым элементом как в быту, так и в промышленности, являясь автономно функционирующей технической единицей или будучи включенными в более сложные электроприборы (например, климатическое либо холодильное оборудование). Принципиальная схема любого компрессора включает рабочую камеру и систему клапанов. А поскольку данные аппараты, как и любые другие механизмы, могут ломаться, то необходимо знать, как они устроены, какие бывают клапаны, как правильно их выбрать или изготовить самостоятельно. Обо всем этом – в материале далее.

Особенности устройства

Обратные клапаны используются во многих сферах. Подобные устройства чаще всего работают в тандеме с какими-либо резервуарами или компрессорами. Основная задача обратного клапана – не допустить потерь нагнанного в систему давления и ограничить доступ нежелательных элементов внутрь системы.

За отсутствием такого механизма КПД оборудования заметно уменьшается. К примеру, компрессоры вынуждены работать практически без остановки, что сказывается не только на эксплуатационном ресурсе техники, но и на счетах за электричество.

Сферы применения обратных клапанов:

системы, работающие с перегонкой жидких сред;
газовые магистрали;
холодильное оборудование;
вентиляция;
сантехническое оборудование.

Кроме поддержания давления в системе обратные клапаны не допускают проникновение жидких сред в компрессор. При больших объёмах перегонки, равно как и серьёзной нагрузке на технику очень важно сохранить герметичность оборудования. Этот момент также критичен при работе с газообразными составами, в особенности горячими.

В кондиционировании и схожем оборудовании такие клапаны выполняют две важные функции:

Ограничивают доступ обратной конденсации.
Обеспечивают беспрепятственную перегонку фреона от горячей части испарителя до холодной.

Обратные клапаны часто используют в вентиляционной технике, причём как в бытовых, так и промышленных сферах. Оборудование такого плана можно увидеть в квартирах – кухнях и ванных комнатах, в офисах, местах общественного питания, а также на строительных площадках и других технических объектах.

Обратный клапан выполняет следующие функции:

повышает качество тяги на сложных многоуровневых участках;
ограничивает доступ холодных потоков извне;
предохраняет помещение от проникновения токсичных сред, а также неприятных запахов;
при пожарах препятствует попаданию продуктов горения.

Вам может быть интересно: вентиляция с обратным клапаном.

Аналогичным образом обратные клапаны используют в сантехнических и других системах, где требуется отсечка нежелательных элементов.

Это интересно: Самодельные слесарные тиски: видео, фото, чертежи

Разновидности оборудования

На рынке можно встретить устройства различного форм-фактора, равно как и назначения. Оборудование принято различать по конструкционным признакам, а также по способу монтажа. Выбор того или иного устройства напрямую зависит от поставленных перед ним задач.

Конструкционные разновидности обратных клапанов:

классические (прямые);
шариковые;
угловые;
рессорные;
на фланцах;
запорные;
на пайке;
на разбортовку.

На эксплуатационные качества устройства также влияет материал изготовления. Обратные клапаны, выполненные из металлических сплавов используют в промышленных конструкциях, где предполагается серьёзная нагрузка. Тогда как пластиковые механизмы можно увидеть на рядовых кухнях и в ванных комнатах.

В независимости от конструкции обратные клапаны могут быть:

мембранными;
плоскими;
решётчатыми;
шариковыми;
лепестковыми.

Первые часто можно встретить в вентиляционном оборудовании. Шариковые клапаны используют в компрессорах, а другие виды в газовых и сантехнических магистралях. Также встречаются продвинутые механизмы с электромагнитным запором.

Стоимость последних, естественно, заметно выше. В этом случае блокировка происходит не посредством обычной пружинной рессоры, а с помощью электромагнита. Но подобные клапаны привередливы к продуктам перегонки и объёмам, поэтому производители промышленного оборудования чаще всего отдают предпочтения более стойким и надёжным пружинным аналогам.

Разновидности и принцип работы клапанных механизмов

В настоящее время наиболее распространенными видами компрессоров являются винтовые и поршневые установки. При этом винтовые компрессоры, например, выпускаемые белорусским заводом REMEZA, нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, а поршневые — в быту. Последние можно встретить как в гаражах автолюбителей (компрессоры типа СО-7Б, Форте VFL-50 и др.) так и в системах жизнеобеспечения рыбок в аквариумах (компрессоры Resun и др.), а также в бытовом пневмоинструменте.

Поршневые компрессоры отличаются простотой конструкции и сравнительно небольшим количеством деталей и узлов. Существует много самых разнообразных конструкций таких компрессорных установок, оснащенных специальными пластинчатыми клапанами, регулирующими процесс всасывания и нагнетания воздуха во время работы. В зависимости от назначения компрессорных установках (их производительности, мощности и рабочего давления) можно встретить клапанные механизмы трех видов:

дисковые — их пластины могут изготавливаться как из металла, так и из высококачественных полимеров, в том числе и армированных;
кольцевые — детали для них изготавливают из чугуна, стали или цветных металлов (выбор материала определяется типом компрессора);
тарельчатые — пластины для этого вида клапанов изготавливают из полимерных материалов, а используют их в компрессорах, работающих с загрязненными средами.

Впускной и выпускной клапаны

Впускные и выпускные клапанные узлы играют такую роль в работе компрессорного оборудования.

Движение поршня к нижней мертвой точке вызывает втягивание воздуха через открытый всасывающий клапан.
При достижении нижней точки поршень начинает движение в обратном направлении. При этом всасывающий клапан закрывается, и воздух, который находится в герметичной камере, под действием давления поршня начинает уменьшаться в объеме.
При приближении к верхней мертвой точке открывается нагнетательный клапан, и сжатый под большим давлением воздух начинает поступать в ресивер.
Вытеснив воздух из камеры, поршень снова начинает движение к нижней мертвой точке, и рабочий цикл повторяется.

Разгрузочный и предохранительный клапаны

Таким образом, компрессор цикл за циклом накачивает воздух в ресивер до достижения заданной величины давления. Следит за этим процессом специальное реле-регулятор давления (прессостат), управляющее работой электродвигателя путем включения и выключения его в зависимости от степени сжатия воздуха. Как правило, в состав прессостата входит и стартовый разгрузочный клапан. Подключают прессостат между выходом компрессорной головки и обратным клапаном (обратником), который соединен с ресивером и удерживает находящийся там сжатый воздух.

Важно! За сброс давления воздуха отвечает предохранительный клапан. В его функции входит: обеспечивать плавный запуск компрессора и препятствовать возврату сжатого воздуха в камеру сжатия после отключения двигателя.

Необходимое пневмооборудование подключается непосредственно к ресиверу, который может дополнительно оснащаться различными устройствами (сепараторы, фильтры, выравниватели давления и пр.).

Назначение обратного клапана

Обратный клапан предназначен для пропускания сжатого воздуха только в одном направлении. Данная деталь устанавливается между цилиндром поршневого компрессора и ресивером, и не дает воздуху вернуться из накопительной емкости обратно в камеру сжатия после остановки агрегата.

Важно! Кроме всего, обратник, удерживая воздух в ресивере, позволяет произвести плавный запуск оборудования. Если данную деталь убрать, то воздух будет давить на поршень, и двигатель не сможет провернуть коленчатый вал при запуске.

Кроме обратного, на компрессор обязательно устанавливается предохранительный клапан. Данный перепускной клапан предназначен для аварийного сброса давления, если прессостат не отключил двигатель агрегата. На следующем фото показан разгрузочный клапан, без которого, в целях безопасности, нельзя включать компрессор.

Назначение, особенности конструкции и сферы применения

Обратный клапан, устанавливаемый на выходном отверстии головки компрессорного устройства, пропускает сжатый воздух только в одном направлении – к ресиверу или любому другому резервуару. Таким образом, данный клапан предотвращает возврат сжатого воздуха, находящегося в ресивере или других элементах пневмосистемы, обратно в компрессор. Наиболее велик риск возврата сжатого воздуха из пневмосистемы во внутреннюю часть компрессора в моменты перерыва в работе устройства (если нагнетательные клапаны компрессора неплотно прилегают к седлам), а также в момент его запуска в работу.

Конструкцию типового компрессорного клапана составляют следующие элементы:

металлический корпус;
входное отверстие, которое закрывается клапаном (чтобы предотвратить перекос последнего в процессе его работы, на нем специально выполняют направляющие ребра);
резиновое кольцо;
пружина, которая надевается на направляющие выступы клапана;
пробка;
уплотнительные прокладки.

Устройство обратного клапана компрессора

В корпусе обратного клапана, кроме отверстия, которым он при помощи штуцера соединяется с компрессором, имеется еще одно: к нему подключается клапан разгрузки компрессора. Назначение такого предохранительного клапана на компрессоре состоит в том, чтобы не допустить превышения допустимого давления в рабочей камере.

Принцип работы обратных компрессорных клапанов заключается в следующем.

Сжатый воздух, создаваемый компрессором, поступает во входное отверстие клапана.
Под воздействием давления сжатого воздуха сжимается пружина, открывая клапан и пропуская воздух в пневмосистему.
После выключения компрессора и падения давления воздуха в рабочей камере пружина разжимается и перекрывает воздушную магистраль.

Принцип работы воздушного обратного клапана

Если давление воздуха в рабочей камере в тот момент, когда компрессор отключают, превышает допустимое значение, срабатывает клапан предохранительный, также установленный на выходе из устройства. В конструкции разгрузочного или предохранительного клапана компрессора используется запирающий элемент шарикового типа, прижимаемый к краям впускного отверстия специальной пружиной. Если усилие, создаваемое на такой шарик сжатым воздухом, превышает то, на которое отрегулирована пружина, клапан открывается, за счет чего и осуществляется нормализация давления.

Предохранительные клапаны в пневмосистемах могут устанавливаться и на резервуарах, в частности на ресиверах. В данном случае назначение таких клапанов состоит в том, чтобы не допустить снижения давления сжатого воздуха, закачанного в резервуар.

Латунные обратные клапаны для компрессорных установок

Устройства, работающие по принципу обратного клапана, то есть отсекающие поток рабочей среды при его движении не в том направлении, используются в различных сферах. В частности, они применяются для установки в:

системах, предназначенных для всасывания жидких сред;
трубопроводах, по которым транспортируются горячие газы;
трубопроводных системах, используемых в холодильных установках;
системах кондиционирования и вентиляции;
канализационных системах.

Обратные клапаны, применяемые в системах по транспортировке жидких сред, предназначены для того, чтобы не допустить попадания этих сред в компрессор, который может от этого прийти в негодность. При транспортировке горячих газов данные устройства также используются для того, чтобы не допустить попадания газов к остальным элементам системы.

Обратный клапан (сифон) для кондиционера. Предназначен для подключения дренажного трубопровода к центральной канализации

Обратные клапаны, которые устанавливаются в системах кондиционирования, решают одновременно две важных задачи:

обеспечивают целенаправленный проход хладагента от теплой части испарителя к холодной;
предотвращают образование обратной конденсации.

Очень активно такие устройства используются в вентиляции, где они также решают несколько задач:

улучшение тяги в вентиляционной системе в том случае, если она состоит из нескольких разветвленных участков;
предотвращение попадания в помещения холодного воздуха с улицы;
защита помещений, обслуживаемых вентиляционной системой, от посторонних запахов;
защита помещения производственного назначения от попадания в их атмосферу токсичных и взрывоопасных сред;
предотвращение попадания в помещение продуктов горения, если в здании, в котором такое помещение расположено, произошло возгорание.

Обратный клапан для вентиляции представляет собой закрепленную на оси лопасть

Воздушный клапан обратного действия, используемый в вентиляционных системах, устанавливается не только в производственных и офисных помещениях, торговых центрах и других зданиях общественного назначения, но и в многоквартирных домах. Он защищает квартиры от посторонних запахов, отсекая поток воздуха, поступающий извне.

Регулировка давления в компрессоре

Как уже говорилось выше, после создания определенного уровня сжатия воздуха в ресивере, прессостат отключает двигатель агрегата. И наоборот, при падении давления до границы включения, реле снова запускает двигатель.

Но нередко возникшие ситуации заставляют изменить заводские настойки прессостата и отрегулировать давление в компрессоре на свое усмотрение. Изменить получится только нижний порог включения, поскольку после изменения верхнего порога выключения в сторону увеличения воздух будет сбрасываться предохранительным клапаном.

Регулировка давления в компрессоре проводится следующим образом.

Включите агрегат и запишите показания манометра, при которых двигатель включается и отключается.
Обязательно отсоедините аппарат от электросети и снимите крышку с прессостата.
Сняв крышку, вы увидите 2 болта с пружинами. Большой болт часто обозначается буквой “Р” со знаками “-” и “+” и отвечает за верхнее давление, при достижении которого аппарат будет отключен. Для повышения уровня сжатия воздуха следует повернуть регулятор в сторону знака “+”, а для понижения – в сторону знака “-”. Вначале, рекомендуется сделать пол оборота винтом в нужном направлении, после чего включить компрессор и проверить степень повышения давления или его снижения с помощью манометра. Зафиксируйте, при каких показателях прибора произойдет отключение двигателя.
С помощью маленького винта можно регулировать разницу между порогами включения и выключения. Как уже говорилось выше, не рекомендуется, чтобы данный интервал превышал 2 бара. Чем интервал будет больше, тем реже будет запускаться двигатель аппарата. К тому же, в системе будет значительным и перепад давлений. Настройка разницы порогов включения-выключения производится таким же образом, как и настройка верхнего порога включения.

Кроме всего, необходимо настроить редуктор, если он установлен в системе. Необходимо выставить на редукторе такой уровень сжатия, который соответствует рабочему давлению подключенного к системе пневматического инструмента или оборудования.

Источник

Основные разновидности

Обратные клапанные системы в зависимости от своей конструкции могут быть:

прямого типа;
угловыми;
пружинными;
шариковыми;
устанавливаемыми при помощи фланцев;
створчатыми;
монтируемыми при помощи пайки;
изготовленными под разборотовку.

Обратный клапан прямого типа для станций высокого давления

Материал изготовления также может различаться, что зависит от того, с какими средами такое устройство будет контактировать в процессе эксплуатации. В частности, это могут быть как металлические сплавы различного типа, так и пластик.

В зависимости от типа используемого запорного элемента обратные клапаны могут быть:

с запорным элементом, выполненным в виде плоского клапана;
шариковыми;
мембранными;
лепестковыми;
с гравитационной решеткой.

Устройства последних трех типов применяются для установки в вентиляционных системах. Среди обратных и предохранительных клапанов, устанавливаемых на компрессоры, наибольшей популярностью пользуются устройства шарикового типа, так как они менее критично относятся к загрязнениям, присутствующим в рабочей среде.

Обратные клапаны с конусным (а), плоским (б) и сферическим (в) запорными элементами

Среди наиболее современных клапанных систем следует отметить устройства электромагнитного типа, в которых движением клапана управляет не пружина, а электромагнит. Между тем из-за достаточно высокой стоимости и не слишком большой надежности такие устройства не пользуются высокой популярностью, уступая более дешевым и проверенным временем пружинным аналогам.

Это интересно: Классификация металлорежущих станков – все об оборудовании для обработки металла

Предохранительные клапаны разных производителей

Начнем с самых безграмотных и не имеющих понятия о параметрах процессов в аппарате. Такие производители устанавливают на свои кубы подрывные клапана от скороварок. Заметьте – не стравливающие, а именно подрывные или, другими словами, аварийные.

Клапан от скороварки

Этот дешевый клапан реально срабатывает при давлении от 1,2 до 1,5 атм. – рубеж последней надежды для скороварки. Понятно, что для целей дистилляции и ректификации он бесполезен, так как сорванный хомут и взрыв возможны до порога его срабатывания.

Рабочий стравливающий клапан скороварки выглядит так, его не нужно путать с аварийным.

Стравливающий клапан

Рабочим клапаном в скороварке поддерживается избыточное давление 80-110 кПа (0,8-1,1 атм.). Предохранительный клапан срабатывает при образовании внутри скороварки давления, превышающего рабочее на 50 кПа (т е при 1,6 атм.), что может произойти в случае засорения рабочего клапана. Срабатывание предохранительного клапана позволяет выпустить пар из скороварки и делает её безопасной во время эксплуатации. Но не в нашем случае. Его характеристики, конечно, ближе к нужному диапазону, но не настолько.

Аварийный клапан можно попробовать переделать. Для этого его нужно разобрать, выбросить пружинку и красный шарик. На место шарика установить грузик весом около 36 грамм. Это снизит порог срабатывания до 700-1000 мм вод. ст., но даже эта переделка не гарантирует нормальной работы клапана. Шток легко перекашивается и клапан не закрывается, а после десятка срабатываний, не предназначенная для такого режима конструкция легко загрязняется в области силиконового уплотнительного кольца и перестает быть герметичной. Как временный выход из ситуации эта переделка имеет право на жизнь, но не для постоянного использования.

Использование предохранительных клапанов от систем отопления и прочего водонагревающего оборудования сталкивается с проблемой невозможности отрегулировать давление срабатывания до нужной величины.

Предохранительный клапан от системы отопления

Как правило для этих систем аварийным считается давление выше 1,5-8 бар (150-800 кПа). Для самогоноварения это совсем запредельные значения. Принцип их работы прост, но даже замена пружин на менее жесткие часто не дает нужного результата, так как клапан просто перестает герметично прижиматься к седлу.

Поэтому думающие производители оборудования вынуждены были разработать свои клапана, срабатывающие при давлении порядка 900-1000 мм вод. ст. (70 мм рт. ст.).

Вариант правильного предохранительного клапана

Это довольно простые клапана небольшой стоимости порядка 350 рублей с запасными мембранами ценой в 40 рублей. Они устанавливаются на стандартный штуцер с резьбой в ½ “.

Советы по выбору детали

Выбирая обратный клапан для компрессора, следует знать размер резьбы, нарезанной на выходе из цилиндра. Резьба может отличаться в разных моделях агрегатов. Проще всего взять неисправную деталь с собой и выбрать в магазине аналогичную.

Если требуется поменять обратник, например, на более надежную модель, следует ознакомиться с техническими характеристиками новой детали. Некоторые из них не предназначены для работы с компрессорами большого давления. Обычно на упаковке к обратнику указано максимальное давление, при котором он сможет работать.

Также следует учитывать температурные характеристики данного узла. Если воздух после сжатия нагревается до высоких температур, то пластиковый узел покупать не стоит. Следует отдать предпочтение металлическому обратному клапану, который устанавливается внутри воздуховода.

Область применения

Компрессоры получили весьма широкое распространение. Рассматриваемое устройство применяется в нижеприведенных случаях:

Прокладка трубопровода, по которому транспортируются различные газы.
При создании холодильных установок.
В магистрали, которая предназначена для всасывания различных жидкостей.
Защита вентиляционных каналов или кондиционирования.
Перекрытие трубопровода, который отводит стоки.

Обратные клапана также устанавливаются в системах, которые не позволяют жидкости попадать в компрессор. Подобная ситуация может привести к тому, что устройство придет в непригодность.

Рассматриваемое устройство активно применяется в системах вентиляции. Они требуются для решения следующих задач:

Предотвращения вероятности проникновения холодных потоков снаружи сооружения.
Повышения тяги в вентиляционной системе в случае сильного разветвления.
Исключение вероятности попадания посторонних запахов.
Для защиты окружающей среды от попадания различных вредных веществ.
Перекрытие шахт и других токов для исключения вероятности распространения продуктов горения.

В целом можно сказать, обратный клапан является важной частью самых различных конструкций. Его надежность работы обеспечивает длительный срок эксплуатации компрессора.

Типы обратных клапанов

Можно разделить обратные клапана по материалам:

чугунные;
латунные;
из различных сталей;
пластиковые.

Последние часто предпочитают из-за их невысокой стоимости.

По конструкции различают четыре основных вида клапанов:

Шаровый.
Поворотный (лепестковый или возвратный).
Подъёмный.
Межфланцевый.

Рассмотрим их особенности.

Шаровый

Подпружиненный шар выполняют из резины или чугуна, покрытого резиной.

При нормальном движении потока, шарик перемещается назад, и пропускает жидкость, при возвратном движении он наглухо блокирует выходное отверстие.

Подходит для наружной канализации и там, где требуется хорошая пропускная способность.

В систему отопления советуют ставить арматуру, создающую минимальное сопротивление, поскольку от скорости движения воды напрямую зависит температура в доме.

Поворотные

Лепесток, перекрывающий входное отверстие, крепится на шарнире и, как обычная дверь, «распахивается» от движения воды.

Он не мешает прохождению потока, поскольку в открытом виде помещается в заглушенное боковое ответвление клапана.

Недостаток конструкции в том, что когда давление воды падает и лепесток захлопывается, происходит гидроудар.

Это не так страшно, если диаметр клапана не велик, но в больших конструкциях удар может повредить сам механизм или приборы, которые призван защищать.

Для клапанов больших диаметров была разработана безударная конструкция поворотного затвора – с мягким ходом.

Подъёмные

Эта конструкция с изогнутым ходом жидкости. В Перпендикулярном отсеке расположен механизм из пружины и золотника, который под напором воды поднимается вверх и прижимается к заглушенной части прибора. Для нормальной работы арматуры, важно, чтобы её располагали на горизонтальном участке, а заглушенный участок располагался строго вертикально.

Механизм восприимчив к качеству жидкости – грязная вода со временем может вывести его из строя.

Как изготовить обратный клапан своими руками

Бывают ситуации, когда обратник воздушного компрессора вышел из строя, а купить новую деталь по каким-либо причинам нет возможности. В таком случае деталь можно изготовить своими руками.

В интернете можно найти довольно сложные способы изготовления данного узла с использованием токарного и фрезерного станков и другого оборудования. Но все же есть способ изготовить простой самодельный клапан из подручных средств. Чертеж данного узла приведен ниже.

Для изготовления обратника потребуется металлическая труба или тройник, пружина, муфта, металлическая пробка с резьбой и шарик.

Воздушный обратный клапан изготавливается следующим образом.

Возьмите отрезок металлической трубки необходимого размера и нарежьте на обеих ее сторонах внутреннюю резьбу.
В боковой части трубки просверлите отверстие и приварите отвод (с резьбой). К нему будет подсоединяться ресивер. Также можно попробовать найти подходящий тройник. В таком случае приваривать отвод не придется.
Вкрутите в одну часть трубки (тройника) муфту, как показано на чертеже.
Вложите в корпус шарик и прижмите его пружиной. Пружина должна прижимать шарик с достаточным усилием и не быть слишком прослабленной.
Прижав пружину, закрутите металлическую пробку. На данном этапе изготовление обратника заканчивается.

После того, как данный узел будет готов, входной его патрубок подсоединяется к цилиндру агрегата, а второй – к ресиверу.

Предохранительный обратный клапан для компрессора: виды, конструкция, изготовление своими руками