Czym jest zawór zwrotny – gdzie jest montowany, jak działa?

Zawór zwrotny – czym jest i jakie pełni funkcje? Element ten jest jednym z najważniejszych komponentów kompresora, ale układy sprężonego powietrza to tylko jedno z jego zastosowań. Montuje się go również w instalacjach hydraulicznych i grzewczych. Z powodzeniem można go określić jako zawór bezpieczeństwa do kompresora. Po więcej informacji zapraszamy do lektury dzisiejszego artykułu.

Zawór zwrotny – czym jest i gdzie się go montuje?

Zawór zwrotny ze względu na specyfikę działania jest nazywany również zaworem jednokierunkowym lub powrotnym. Na początku warto wspomnieć, że bez tego niepozornego komponentu wiele instalacji nie mogłoby prawidłowo pracować i spełniać funkcji, bez których nie wyobrażamy sobie codziennego życia. Zawory zwrotne są bowiem montowane np. w systemach grzewczych oraz hydraulicznych. Nie może ich też zabraknąć w instalacjach sprężonego powietrza. Stosuje się je nie tylko przy np. sprężarkach śrubowych, ale także rurociągach i pompach.

Działanie zaworu zwrotnego najprościej określić jako regulowanie przepływu medium. W zależności od zastosowania medium tym może być woda, powietrze lub jeszcze inny czynnik. Stałe regulowanie ich przepływu jest warunkiem bezpieczeństwa wymienionych instalacji. Ogólną nazwą na instalacje, w których występuje potrzeba zamontowania zaworu zwrotnego, są instalacje ciśnieniowe. Co jednak ten komponent ma wspólnego z ciśnieniem?

Funkcje zaworu zwrotnego w sprężarce

Zawór zwrotny w kompresorze zapobiega cofaniu się sprężonego powietrza z butli. Kluczowym warunkiem jego działania jest różnica ciśnień na elemencie dławiącym. Jeśli nastąpi, zawór się otwiera lub zamyka. Wartość, która uruchamia ten mechanizm, nazywa się progową różnicą ciśnień. Zawór zwrotny bez obciążenia otwiera się, kiedy wystąpi ciśnienie otwarcia, natomiast zamyka, kiedy wystąpi bezwładność układu po tym, jak przepływ ustanie. Dzięki temu siły ciśnienia nie będą oddziaływać na elementy konstrukcyjne po stronie dopływu do armatury zwrotnej.

Zawór zwrotny ma następujące funkcje:

• steruje kierunkami przepływu sprężonego powietrza,
• zabezpiecza instalację pneumatyczną przed awarią – zawory zwrotne nazywa się również zaworami zabezpieczającymi,
• zapobiega uszkodzeniom mechanicznym,
• zwiększa bezpieczeństwo osób nadzorujących pracę instalacji,
• chroni pompy przed uszkodzeniem,
• zapobiega przeciekom w instalacji,
• wydłuża żywotność układu pneumatycznego.

Dzięki zaworowi zwrotnemu powietrze przepływa tylko w jednym kierunku, ponieważ komponent ten blokuje przepływ w kierunku przeciwnym. Właściwy kierunek ruchu czynnika jest jednym z warunków prawidłowej pracy całego układu pneumatycznego.

Warto wspomnieć, że zawory zwrotne są urządzeniami samoczynnymi, co oznacza, że działają bez podłączania systemu sterującego. Samoczynne funkcjonowanie umożliwia wspomniana wyżej różnica ciśnień. Prawidłowo działający zawór będzie zapewniał bezprzeciekowe zamykanie przepływu medium w jednym kierunku oraz otwarcie swobodnego ruchu w drugim kierunku.

Rodzaje zaworów zwrotnych

Pierwsza klasyfikacja dzieli zawory zwrotne ze względu na czynnik zamykający na dwie grupy:

1. Zawory zwrotne z obciążeniem – do zamknięcia dochodzi na skutek elementu mechanicznego, np. sprężyny bądź siły grawitacji. Ten typ zaworów działa szybciej niż druga grupa. Różnią się od innych tym, że pozostają zamknięte przy takich samych ciśnieniach, a otworzyć się mogą, dopiero kiedy różnica ciśnień jest na tyle duża, by pokonać siłę ciążenia lub opór sprężyny.
2. Zawory zwrotne bez obciążenia – zamykają się tylko pod wpływem przepływu i różnicy ciśnień, a więc wolniej niż zawory z obciążeniem.

Następny podział pozwala na wyróżnienie konkretnych typów zaworów ze względu na elementy zamykające:

• zawór zwrotny sprężynowy – element zamykający jest dociskany dobrze dobraną sprężyną, a przepływ jest możliwy, gdy różnica ciśnień wytworzy siłę, która pokona ten docisk. Zawory sprężynowe mogą pracować poziomo lub pionowo;
• zawór zwrotny grawitacyjny – wzrost ciśnienia na wejściu powoduje podniesienie się klapki i umożliwia przepływ, natomiast obniżenie ciśnienia skutkuje opadnięciem klapki i odcięciem możliwości powrotu czynnika;
• zawór zwrotny grzybkowy – element zamykający przypomina grzybek z gumową uszczelką lub grzybek mosiężny zamontowany na ruchomym trzpieniu. Ten typ jest najpopularniejszym zaworem zwrotnym w domowych instalacjach hydraulicznych;
• zawór zwrotny kulowy – produkuje się go z mosiądzu, stali nierdzewnej, węglowej lub żeliwa. Taka budowa umożliwia wykorzystanie go do pracy z agresywnymi mediami – np. ropopochodnymi czy chemicznymi;
• zawór zwrotny membranowy (płytkowy) – elementem zamykającym jest płytka, zwana też membraną, która unosi się bądź opada na gniazdo zaworu pod wpływem zmian ciśnienia;
• zawór zwrotny klapowy – pod wpływem zmian ciśnienia pod lub nad klapką element ten opada na zawór i blokuje przepływ czynnika roboczego;
• w produkowanych sprężarkach Boge zawory zwrotne są montowane fabrycznie.

FAQ:

1. Jaka jest funkcja zaworów zwrotnych?

Rolą zaworów zwrotnych jest samoczynne otwarcie przepływu medium tylko w jednym kierunku i zamykanie przepływu w drugim.

2. Jak zawory zwrotne wpływają na pracę instalacji sprężonego powietrza?

Zawory zwrotne zabezpieczają instalację pneumatyczną przed awarią i uszkodzeniami mechanicznymi. Są warunkiem prawidłowej pracy kompresora i wpływają na jego żywotność.