Zpětný ventil pro čerpací stanici: k čemu je potřeba a jak se instaluje

Při zařizování autonomního systému zásobování vodou je třeba pečlivě vybírat nejen čerpadlo, ale i různou ochrannou potrubní armatury. Mezi důležitými zařízeními zaujímá významné místo zpětný ventil pro čerpací stanici, který pomáhá udržovat stabilní tlak v hydraulickém systému.

Zabraňuje předčasnému opotřebení čerpacího zařízení a předchází poruchám v provozu.

Druhy a účel zpětné uzavírací armatury

Rozměry zpětného ventilu jsou malé, ale bez této maličkosti by nebylo možné udržet tlak ve vodovodním systému. Patří do kategorie potrubní armatury, jejíž hlavní úlohou je zabránit zpětnému toku vody v trubkách vodovodního systému.

Domácí čerpací zařízení není konstruováno na pohyb vody v neobvyklém směru.

Zpětný ventil se používá k propouštění vodního proudu pouze jedním směrem, čímž mu zcela uzavírá zpětnou cestu (+).

Na trhu existují modely čerpacích stanic, do jejichž výbavy výrobci zahrnují přítomnost zpětného ventilu. K těmto variantám je přiložena sací hadice s vestavěným zpětným ventilem. Ve většině případů je však nutné tuto armaturu zakoupit samostatně.

Tyto uzávěry se instalují jak na sací potrubí, tak na vstupu do vnitřního vodovodního systému hned za čerpadlem s tlakovou nádobou nebo před čerpací stanicí.

V závislosti na místě instalace v schématu vodovodního systému se zpětné ventily dělí na:

• Spodní. Zabraňují zpětnému pohybu vody zvednuté ze zdroje při vypnutí čerpacího zařízení. Vytvářejí podmínky pro provoz agregátu bez stálého plnění vodou před spuštěním samotného čerpadla a sacího potrubí.
• Potrubní. Patří mezi ně osové a klapkové varianty. Zabraňují poklesu pracovního tlaku v systému.

Pokud na konci sacího potrubí čerpací stanice chybí zpětný ventil, při zastavení čerpadla začne voda vlivem gravitace stékat zpět. V důsledku toho se v potrubí vytvoří vzduchové kapsy a za podmínek suchého chodu dojde k poškození těsnění. Voda pak pronikne do elektrického čerpadla a způsobí jeho spálení.

Zpětným ventilem může být vybaven nejen počáteční bod sacího potrubí. Pro zajištění podpory tlaku se instaluje na potrubí před čerpací stanicí nebo před hydraulickou nádrží, pokud je umístěna samostatně.

Většina moderních čerpadel má ochranu proti těmto procesům. Vodu pro spuštění však bude nutné dolévat po každém zastavení agregátu.

U některých modelů čerpadel může dokonce dojít k zpětnému roztočení oběžného kola, což může vést k jeho poruše. Instalace tohoto armatur na sacím potrubí z vodního zdroje je povinná, jinak žádná elektronická ochrana vodovodnímu agregátu nepomůže.

Při spojení několika čerpacích stanic do jednoho uzlu chrání zpětné ventily vypnutý agregát před tlakem pracujících zařízení

U potrubního zpětného ventilu je situace poněkud odlišná. Zde chrání spíše nikoli čerpadlo, ale systém rozvodu vody uvnitř domu. Uzavřením vody v potrubí, čímž zabraňuje jejímu návratu zpět do hydroakumulátoru, zpětná uzávěr přispívá k udržení požadované hodnoty pracovního tlaku v systému. Bez něj by voda měla tendenci proudit zpět do akumulační nádrže, což by ji nutilo pracovat v nenormálním režimu.

Zpětné ventily zvyšují účinnost a spolehlivost čerpací stanice, přičemž chrání čerpadlo, instalatérské zařízení a vodovodní systém před hydraulickými rázy. Celkově – nenahraditelné zařízení. Na otevření uzávěru však voda musí vynaložit úsilí, což snižuje tlak průtoku po jeho průchodu o 0,1–0,3 atm.

Spodní zpětný ventil

Spodní varianty zpětných ventilů se instalují na vstupu sacího potrubí. Používají se pro vybavení povrchových čerpacích systémů za účelem ochrany před poklesem tlaku.

Úkolem spodního zpětného ventilu je udržet vodu v systému a zachovat pracovní úroveň tlaku (+)

Podle konstrukční specifikace se spodní zpětné ventily dělí na:

• Pružinové. Pracovní uzamykací mechanismus se skládá z pružiny a disku, který se při stlačení pružiny pod tlakem vody posouvá podél tělesa zařízení a propouští proud.
• Klapkové. Hlavní část tvoří jedna nebo dvě příčné klapky, které se otevírají pod tlakem čerpané vody a při jeho zastavení se vracejí zpět.

Podle způsobu připevnění ke konci sací hadice nebo trubky se spodní ventily dělí na spojkové a přírubové. V tandemu s domácími čerpacími agregáty se nejčastěji používá spojkový typ.

Pod tlakem vody se pružina zařízení stlačí a připevněný uzavírací disk otevře cestu proudu pouze v jednom směru.

Spojková spojení zpětných ventilů jsou jednodušší na instalaci, ale vyžadují pravidelnou kontrolu stavu, zejména při práci s vibračním čerpadlem.

Klapkový zpětný ventil – nejjednodušší na provoz a opravitelný typ zařízení, jehož klapka se otevírá pouze v jednom směru pod tlakem čerpané vody (+)

Před spodním zpětným ventilem se doporučuje instalace síťového filtru. Ten musí vyloučit pronikání biologických nečistot a pevných částic s abrazivním účinkem do čerpacího systému.

Zařízení je nutné instalovat podle směru vyznačeného šipkou na tělese. Vzdálenost ode dna vodárenského zdroje k zpětnému ventilu musí být nejméně 0,5 – 1,0 m v závislosti na třídě agregátu a doporučení výrobce. Mezi hladinou vody ve studni nebo vrtu a ventilem musí být vodní sloupec nejméně 0,3 m.

Čerpací systémy s ponorným čerpadlem jsou vybaveny zpětným ventilem bez filtru, protože jsou vybaveny vestavěnými čisticími zařízeními na ochranu funkční “náplně” před třením. Zpětný ventil se v tomto případě instaluje před přívodní trubku hned za čerpací agregát. Používá se k zabránění poklesu tlaku v síti.

Zpětný ventil v čerpacím systému s ponorným čerpadlem se instaluje hned za agregát na vstup sací trubky

Zpětný ventil pro udržení tlaku

Existuje několik konstrukcí zpětných ventilů pro potrubí se společným principem činnosti. Všechny musí zajišťovat jednosměrný pohyb pracovní kapaliny, k čemuž mají uvnitř uzavírací mechanismus. Ten se otevírá ve směru průtoku, aniž by mu bránil, a při pokusu o zpětný tok vody se okamžitě uzavírá.

Při přímém pohybu vody se uzavírací prvek ve ventilu posune stranou, a při zpětném – trubku pevně uzavírá (+)

Běžný zpětný ventil se skládá z:

• pláště;
• uzavíracího a regulačního prvku (pracovního orgánu);
• pružiny (u řady modelů chybí).

Energie tlaku vody proudící v přímém směru odtlačuje uzavírací prvek od sedla, čímž vytváří pracovní okno pro nerušený pohyb kapaliny. A při změně toku na zpětný se tento uzávěr působením pružiny a vodního tlaku vrací na původní místo, čímž uzavírá potrubí.

Výrobky tohoto druhu potrubní armatury se liší konstrukčně, použitými materiály při lisování, a také způsobem upevnění k trubkám. Přitom prakticky všechny druhy zpětných ventilů lze použít při montáži čerpacích stanic, ale ne vždy je to praktické a účelné.

Konstrukční varianty výrobků

Uzavírací prvek se může pohybovat rovnoběžně, kolmo a pod úhlem k ose potrubí. Nejčastěji při suchých trubkách klesá do sedla vlastní vahou. Zařízení zajišťuje normální tlak ve vodovodu, čímž zabraňuje zpětnému toku vody dodávané k odběrnému místu.

Proto je při montáži jednotlivých modelů zpětných ventilů nutné sledovat nejen šipku směru průtoku, ale také správné umístění krytu, kde je umístěno vedení pro pohyblivý uzavírací díl.

V závislosti na konstrukci se uzávěr uvnitř zpětného ventilu posouvá, otáčí nebo zvedá (+)

Vnitřní uzávěr ve zpětném ventilu může být proveden ve tvaru:

• šoupátka sestávajícího z tyče a uzavíracích talířů;
• celistvého nebo rozděleného na dvě křídla disku;
• kuličky s pružinovým mechanismem a těsnicími podložkami.

U ventilů s průměrem větším než 400 mm disk při návratu do sedla poměrně silně naráží na těleso, což nevyhnutelně vede k poruše zařízení. Aby se zabránilo předčasnému opotřebení armatury, jsou takové uzávěry vybaveny hydraulickými tlumiči, které zajišťují plynulý pohyb disku.

Avšak v domácnostech se takové beznárazové zpětné ventily nepoužívají. V prodeji jsou jednodušší a levnější analogy.

Pokud je potřeba zpětný ventil malé velikosti, je vhodné zvolit buď kulový, nebo dvoukřídlý model. V prvním případě se uvnitř pohybuje malá kulička podle směru a proti směru proudění vody, ve druhém případě dochází k uzavření potrubí pomocí dvou polovin disku upevněných na jedné tyči. Těleso obou výrobků je kompaktní díky absenci pohyblivého šoupátka s velkým rozsahem pohybu.

Existují také konstrukce zpětného typu s nuceným otevřením/zavřením uzávěru. Řízení průtoku je v tomto případě prováděno mechanickými nebo ručními zařízeními. Tato zpětná uzavírací armatura se však v domácnostech s čerpacími stanicemi nepoužívá. Pro čerpadla prostě není potřebná.

Klasifikace podle typu upevnění

Kromě konstrukčních rozdílů v pracovním prvku se zpětné ventily používané pro instalaci s čerpacími stanicemi liší také způsobem upevnění. Volba zde závisí na materiálu potrubí a technologii jejich spojování.

Spojkový zpětný ventil s pružinovým mechanismem se skládá z mosazného tělesa se závitem (1, 2), šoupátka (3), pružiny (4), šoupátkové uzavírací desky (5) a těsnění (6)

Podle způsobu připojení k potrubí se zpětné ventily dělí na:

1. Spojkové.
2. Přírubové.
3. Mezipřírubové.
4. Navařovací (pro svařování).

První druh se spojuje s potrubím pomocí závitového přechodu, druhý se připojuje pomocí přírub s těsněním. Mezipřírubové zpětné ventily nemají vlastní upevnění, fixují se mezi příruby jiných prvků vodovodu pomocí dlouhých šroubů.

Varianta pro navařování je určena spíše pro použití v potrubích, kterými se čerpají agresivní média. S čerpacími stanicemi se nemontují. Zpětné ventily s mezipřírubovým upevněním se vyrábějí pouze v diskovém nebo dvoukřídlém provedení.

Pro systémy zásobování vodou se nejčastěji volí zpětné ventily s pružinovým mechanismem uzávěru a spojkovým připojením. Snáze se montují a demontují a lze je opravit výměnou pružiny, která je nejslabším článkem této potrubní armatury.

Mezapřírubová zařízení se vyznačují malými rozměry a poměrně vysokou cenou, lze je instalovat na potrubí horizontálně i vertikálně.

Variace podle materiálu výroby

Tělo zpětné klapky může být:

• bronzové;
• mosazné;
• litinové;
• z nerezové oceli;
• plastové.

Nejodolnější jsou modely z nerezové oceli, které podléhají korozi nejméně. Litinové zpětné uzávěry jsou objemné, proto se v domácnostech vyskytují jen zřídka. Používají se hlavně na potrubí s velkým průměrem. K domácím čerpacím stanicím se taková potrubí nepřipojují.

Nejoblíbenější jsou výrobky z mosazi. Tento kov je poměrně levný, nerezaví a je optimálně vhodný pro všechny typy potrubí. Plastové výrobky byste měli brát pouze pro potrubí s nízkým tlakem a polypropylenové potrubí.

Hlavní poruchy zpětných klapek vznikají opotřebením pružiny. Pro rodinný dům byste měli vybrat výrobek s možností vlastní výměny pružiny (+).

Pracovní uzavírací prvek je vyroben z:

• nerezové oceli;
• hliníku;
• plastů.

V zásadě jsou všechny tyto materiály stejně dobré. Uzavírací díly jsou malé a vždy se vyrábějí jako vysoce pevné a odolné. Poruchy vznikají nejčastěji v pružinovém mechanismu. Proto jsou pružiny v drtivé většině modelů z nerezové oceli, která je proslulá svou antikorozní odolností a spolehlivostí.

V obchodech také najdete kombinované zpětné klapky, jejichž těla a víka jsou vyrobena z různých materiálů. Každý výrobce se snaží zlevnit své výrobky a nabídnout na trhu nějakou novinku. Naštěstí všechna armatura prochází testy, stačí pouze požadovat certifikát shody s příslušnými normami a standardy.

Pro dosažení těsnosti uzávěru při jeho spouštění do sedla se používají těsnění z pryže, plastů a navařované vrstvy z tvrdých kovových slitin v různých kombinacích.

Montáž ventilů s čerpací stanicí

Při výběru zpětné klapky je třeba zohlednit její jmenovitý tlak, průtokovou kapacitu a průchozí průměr. Všechny tyto údaje jsou obsaženy v technickém pasu.

Montáž lze provést svépomocí podle návodu k čerpací stanici. Výrobce v něm vždy uvádí doporučená místa pro instalaci veškerého potřebného armatur.

Varianta instalace zpětné klapky na ponorné odstředivé čerpadlo:

Hlavní je zde zjistit, zda je zpětný ventil přítomen či nikoli v bloku čerpací stanice. Pokud je již standardním prvkem zařízení pro přívod vody, pak nemá smysl tento ventil dodatečně instalovat.

V tom případě bude ventil pouze snižovat průchodnost trubek, a žádný užitek z něj nebude. Nestojí za to utrácet peníze a čas na instalaci nepotřebného prvku, který navíc bude vytvářet, byť malé, překážky pro průtok vody.

Standardními místy instalace zpětných ventilů jsou nejnižší bod sacího potrubí a vstup do tlakového potrubí hned za čerpací stanicí.

Pokud schéma vodovodního systému předpokládá možnost vyprázdnění tlakového potrubí nebo provoz čerpadla v režimu reverzu, pak nelze horní zpětný ventil instalovat za tlakovou jednotkou. Ten takové činnosti prostě nedovolí, protože blokuje proudění vody k tlakové jednotce.

Pořadí instalace kombinace „ventil + šoupě“ závisí na technologii spouštění čerpadla. Existují modely, které jsou od počátku navrženy pro spouštění na uzavřené šoupě. V těchto případech je nutné montovat zpětný ventil za uzavíracím kohoutem.

Zpětný ventil v „dolní“ poloze výrobci doporučují instalovat ve všech případech společně se síťovým filtrem hrubého čištění. Voda by měla být nejprve zbavena písku. Vnitřní části systému se budou rychleji opotřebovávat kontaktem s abrazivními částicemi.

Je lepší rovnou vzít zpětný ventil s vyjímatelnou nebo pevnou síťkou. Ta ochrání zařízení před pískem a s ní nebude nutné instalovat další filtr.

Při výběru místa instalace zpětného ventilu je třeba zohlednit:

• směr proudění vody;
• dostupnost armatury pro následnou opravu a údržbu;
• omezení ohledně přísné horizontální nebo vertikální instalace některých typů zpětných ventilů;
• přítomnost písku ve vodě, který může vést k ucpání.

Nejméně náchylné k znečištění jsou pružinové zpětné ventily se zdvižným uzavíracím prvkem. Nejdříve a nejsnadněji se instaluje trubková armatura s mezifláncovým typem spojení. Ale častěji se pro vodovody v rodinných domech volí levnější varianty s přírubovým nebo objímkovým upevněním.

Při použití ponorného čerpadla se zpětný ventil montuje na konec trubky spouštěné do vodního zdroje, před čerpací zařízení.

Při montáži zpětné klapky je důležité ji správně nainstalovat. Osa šoupátka musí být umístěna přesně ve svislé poloze. A při instalaci otočného zařízení musí být osa otáčení „klapky“ vždy nad osou vodního toku.

Směr proudění vody a správné umístění zpětné klapky umožňuje kontrolovat šipka na jejím těle. Těžko ji přehlédnete, ještě těžší je udělat chybu při instalaci uzavíracího zařízení do správné polohy.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Vše o technologii instalace zpětné klapky pro vodu:

Video #2. Přehled uzavírací armatury pro blokování zpětného toku:

Video #3. Kterou variantu zpětné klapky upřednostnit pro systém zásobování vodou chaty:

Použití zpětných klapek zjednodušuje provoz čerpacích stanic a snižuje riziko havárií ve vodovodním systému. Nevyplatí se šetřit na tomto malém, ale důležitém výrobku.

Výrobci dnes nabízejí mnoho variant této armatury různých typových rozměrů, způsobu aktivace uzávěru a typu upevnění. Pro jakýkoli systém zásobování vodou a typ čerpadla lze snadno vybrat optimální řešení.

Budeme rádi, když se dozvíme váš názor. Ti, kdo si přejí objasnit složité technické momenty, podělit se o zkušenosti nebo upozornit na nedostatky materiálu, mohou v níže uvedeném bloku zanechat komentáře.