Основні функції та механізм зворотного клапана
Щоб визначити необхідність зворотного клапана в aмікронасоссистеми, важливо спочатку зрозуміти її фундаментальну роль і те, як вона працює.
Визначення та призначення зворотного клапана
Зворотний клапан, також відомий як незворотний або-односторонній клапан, — це автоматичний клапан, призначений для пропускання потоку рідини (рідини чи газу) лише в одному напрямку, автоматично запобігаючи зворотному потоку в протилежному напрямку.
Його основні функції в рідинній системі:
• Щоб запобігти зворотному потоку середовища до насоса, коли насос вимкнено.
• Щоб запобігти зворотному обертанню насоса та його двигуна.
• Для підтримки тиску в системі або цілісності стовпа рідини.
Принцип роботи зворотного клапана
Робота зворотного клапана залежить від різниці тиску на клапані. Клапан відкривається, коли тиск на вході перевищує тиск на виході та тиск тріщини клапана (мінімальний тиск, необхідний для відкриття клапана). Коли потік припиняється або повертається назад, зворотний тиск у поєднанні з силою тяжіння або пружинним механізмом змушує клапан закриватися, тим самим зупиняючи зворотний потік.
Диференціація потреб у зворотних клапанах за типом мікронасоса
Вимога до зовнішнього зворотного клапана значною мірою залежить від властивих характеристик використовуваного мікронасоса.
Об'ємні насоси (діафрагмові та перистальтичні)
Ці типи насосів, як правило, розроблені зі ступенем внутрішнього ущільнення:
• Мембранні насоси:Мікро мембранні насосизазвичай включають внутрішні зворотні клапани (такі як качкодзьобові або парасолькові клапани) на вході та випуску для контролю напрямку потоку. Для більшості стандартних застосувань цих внутрішніх клапанів достатньо, а зовнішній зворотний клапан не потрібен.
• Перистальтичні насоси:Перистальтичні насосидосягти потоку шляхом повного перекриття гнучкої трубки. Цей механізм забезпечує невід’ємну -здатність самоущільнення, що робить їх дуже стійкими до зворотного потоку. Отже, зовнішні зворотні клапани зазвичай непотрібні для перистальтичних насосів, якщо тільки системі не потрібен надзвичайно високий опір проти-тиску.
Динамічні насоси (мікровідцентрові насоси)
Мікровідцентрові насоси працюють по-різному та не мають внутрішнього ущільнення:
•Характеристики відцентрового насоса: коли мікровідцентровий насос зупиняється, він не створює ущільнення. Рідина в напірній лінії негайно потече назад під дією сили тяжіння або тиску в системі.
•Необхідність: у випадках, коли точка нагнітання знаходиться значно вище, ніж насос (високий напір), або де стовп рідини необхідно підтримувати для заповнення, зазвичай потрібен зовнішній зворотний клапан на лінії нагнітання, щоб запобігти зворотному потоку та сифону.
Чотири сценарії застосування, що визначають встановлення зворотного клапана
Рішення про встановлення зовнішнього зворотного клапана має базуватися на конкретних системних вимогах, а не на загальному правилі.
Обговорення 1: запобігання сифону та підтримка заповнення
•Сценарій: якщо точка нагнітання насоса знаходиться нижче, ніж джерело рідини, може виникнути сифонування, коли насос вимкнено. Для не-самовсмоктувальні-насоси, втрата стовпа рідини (заповнення) перешкоджає правильному повторному запуску насоса.
• Рішення: встановлення зворотного клапана на лінії нагнітання запобігає зливу рідини назад, таким чином підтримуючи наповненість насоса та запобігаючи небажаному сифону.
Розгляд 2: Підтримка тиску в системі та захист
•Сценарій: застосування, пов’язане з акумуляторами тиску, системами дозування або-чутливими до тиску компонентами вимагає підтримки постійного тиску в системі, навіть коли насос неактивний.
•Рішення: зворотний клапан, встановлений між випускним отвором насоса та компонентом-утримання тиску, гарантує, що тиск системи не скидається назад через механізм насоса.
Примітка 3: Паралельна або послідовна робота кількох-насосів
•Сценарій: коли кілька мікронасосів працюють паралельно для збільшення потоку, aнасос вищого-тискуможе змусити рідину повернутися в aнижній{0}}насос, потенційно пошкодивши його або порушивши потік.
• Рішення: встановлення зворотного клапана одразу після випуску кожного насоса ізолює тиск і потік окремих насосів, забезпечуючи стабільну роботу паралельної системи.
Розгляд 4: Захист від гідроудару
•Сценарій: хоча рідше в мікросистемах, швидке реверсування потоку може спричинити стрибки тиску (гідроудар).
• Рішення: правильно підібраний зворотний клапан може пом’якшити наслідки раптової зупинки потоку, захищаючи насос і чутливі компоненти, що знаходяться нижче.
Критерії вибору зворотного клапана
Якщо зовнішній зворотний клапан вважається необхідним, ретельний вибір має вирішальне значення, щоб уникнути створення непотрібного опору системі мікронасосів.
Три найважливіші технічні параметри для вибору
• Тиск розтріскування: для мікронасосних систем оберіть зворотний клапан із найменшим можливим тиском розтріскування (часто вимірюється в мбар або фунтах на квадратний дюйм). Високий тиск розтріскування змушує мікронасос працювати інтенсивніше, зменшуючи його ефективність і термін служби.
• Сумісність матеріалів: Переконайтеся, що матеріали корпусу клапана та ущільнення (наприклад, PP, PVDF, нержавіюча сталь) хімічно сумісні з рідиною, що передається.
• Характеристики розміру та потоку: розмір клапана має відповідати діаметру трубки, а його шлях потоку має мінімізувати падіння тиску, щоб підтримувати передбачувану продуктивність насоса.
Висновок: зворотні клапани є вибором дизайну системи
Питання про те, чи потрібен зворотний клапан, - це не просто так чи ні, а скоріше технічне рішення, засноване на конкретній системі контролю рідини. Покибагато мікронасосівмають внутрішні клапани, потреба у зовнішньому зворотному клапані визначається вимогами застосування щодо запобігання зворотному потоку, підтримки тиску та цілісності системи.