Предохранительные пружинные клапаны — все об устройстве и монтаже
Для сброса избыточного давления в атмосферу применяются клапаны предохранительные пружинные, которые представляют собой специальную трубопроводную арматуру, обеспечивающую надежную защиту трубопровода от возникновения неполадок и механических повреждений. Устройство отвечает за автоматический сброс избытка жидкостей, пара и газа из сосудов и систем до того момента, пока давление не будет нормализовано.
- Предназначение пружинного клапана
- Устройство и принцип работы пружинных клапанов
- Классификация и характеристики пружинных клапанов
- Преимущества
- Как выбрать пружинный клапан?
- Нюансы монтажа
- Возможные причины поломок предохранительного клапана
Оглавление
Предназначение пружинного клапана
Опасное превышения давления в системе возникает в результате внешних и внутренних факторов. К повышению приводит как неправильный сбор тепломеханических схем, вызывающий сбои в функционировании оборудования, попадание тепла в систему от посторонних источников, так и внутрисистемные физические процессы, которые не предусматриваются стандартными условиями эксплуатации, периодически возникающими в системе.
Предохранительные изделия — обязательная часть любой бытовой или промышленной системы, работающей под давлением. Установка предохранительных механизмов осуществляется на трубопроводах в компрессорных станциях, на автоклавах, в котельных. Клапаны выполняют защитные функции на трубопроводах, по которым транспортируются не только газообразные, но и жидкие вещества.
Устройство и принцип работы пружинных клапанов
Клапан состоит из стального корпуса, нижний штуцер которого используется в качестве соединительного элемента между ним и трубопроводом. Если в системе повышается давление, сброс среды происходит через боковой штуцер. Отрегулированная в зависимости от давления в системе пружина обеспечивает прижимание золотника к седлу. Регулировка пружины происходит посредством специальной втулки, которая вкручена в верхнюю крышку, расположенную на корпусе устройства. Размещенный в верхней части колпак предназначен для защиты втулки от разрушения в результате механических воздействий. Наличие специального ушка для пломбировки позволяет предохранить систему от постороннего вмешательства.
Для клапанов, в которых уравновешивающим механизмом выступает пружина, подбирается усилие рабочего органа. Если параметры подобраны правильно, при нормальном состоянии системы золотник, отвечающий за выпуск излишнего давления из трубопровода, должен быть прижат к седлу. Когда рабочие показатели увеличивается до критического уровня в зависимости от типа пружинного устройства золотник отходит вверх на определенную высоту.
Предохранительный пружинный клапан, обеспечивающий своевременный сброс давления, изготавливают из разных материалов:
- Углеродистая сталь. Подобные устройства подходят для систем, давление в которых пребывает в пределах 0,1-70 Мпа.
- Нержавеющая сталь. Клапаны из нержавеющей стали рассчитаны на системы, давление в которых не превышает 0,25-2,3 Мпа.
Классификация и характеристики пружинных клапанов
Клапан предохранительный пружинный выпускается в трех исполнениях:
- Малоподъемные устройства подходят для систем газопроводов и паропроводов, давление в которых не превышает 0,6 Мпа. Высота подъема такого клапана не достигает более 1/20 диаметра седла
- Среднеподъемные устройства, в которых высота подъема золотника составляет от 1/6 до 1/10 от диметра сопла.
- Полноподъемные устройства, в которых высота подъема клапана достигает до ¼ от диаметра седла.
Известна классификация клапанов исходя из способа их открывания:
- Обратный пружинный клапан. Для управления обратными пружинными клапанами привлекается непрямой посторонний источник давления. Обратные пружинные клапаны, которые называют импульсными предохранительными устройствами, могут работать посредством воздействия электроэнергии.
- Прямой клапан. В устройствах прямого типа рабочее давление среды оказывает непосредственное воздействие на золотник, который поднимается при повышении давления.
Выделяют клапаны открытого и закрытого типа. В случае использования устройства прямого типа при открывании клапана среда сбрасывается прямо в атмосферу. Клапаны закрытого типа остаются полностью герметичными по отношению к окружающей среде, сбрасывая давление в специальный трубопровод.
Преимущества
Выделяют различные виды оборудования, обеспечивающего сброс избыточного давления из системы, но клапаны предохранительные пружинные пользуются популярностью благодаря наличию важных преимуществ:
- Простота и надежность конструкции.
- Легкость осуществления настройки рабочих параметров и удобство монтажа.
- Разнообразие размеров, типов и конструктивных исполнений.
- Установка предохранительного изделия возможна как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.
- Относительно небольшие габаритные размеры.
- Большое проходное сечение.
К минусам предохранительных клапанов относят наличие ограничений в высоте подъема золотника, повышенные требования к качеству изготовления пружины для предохранительных клапанов, которая может выйти из строя при работе в условиях агрессивной среды или постоянном воздействии высоких температур.
Как выбрать пружинный клапан?
При выборе предохранителя стоит основываться на нескольких важных принципах, от учета которых зависит бесперебойная работа системы и возможность выполнения предохранителем необходимых функций:
- Предохранительные пружинные клапаны обладают наименьшими габаритами по сравнению с другими типами клапанов предохранительных сбросных, поэтому их следует выбирать в тех случаях, когда свободного пространства недостаточно.
- Особенности применения клапанов связаны с наличием повышенных вибраций, которые отрицательно влияют на эксплуатационные характеристики устройства и могут быстро привести его в негодность. Например, устройства рычажно-грузового типа более подвержены поломкам из-за воздействия вибраций в силу наличия в конструкции длинного рычага с весом и шарниров. Поэтому для систем, в которых наблюдаются значительные вибрационные воздействия, стоит выбирать предохранительный пружинный клапан.
- В зависимости от особенностей конструкции прибора, пружина со временем может изменять усилие давления. Это связано с тем, что постоянный подъем золотника вызывает изменения в структуре металла.
Нюансы монтажа
Предохранительный клапан пружинного типа устанавливают в любой точке системы, которая подвергается повышенному давлению и находится под угрозой получить механические повреждения. Устройство не требует наличия большого свободного пространства, что является значительным преимуществом по сравнению с другими типами предохранительных устройств.
С целью избежания неполадок в работе перед предохранительным клапаном не следует устанавливать любую запорную арматуру. Для сброса газообразной среды устанавливаются специальные устройства или же сброс происходит непосредственно в атмосферу. Для оповещения персонала вместе с пружинными клапанами монтируют специальный свисток, который размещают на сбросном патрубке. При срабатывании клапана будет поступать сигнал свистка, означающий, что в системе повысилось давление и клапан открылся для сброса среды.
Возможные причины поломок предохранительного клапана
Клапаны предохранительные – это прочные и надежные устройства, обеспечивающие постоянную защиту систем от превышения давления. Прямой или обратный пружинный клапан выходят из строя по нескольким причинам:
- Наличие повышенных вибраций;
- Постоянное воздействие агрессивной среды на предохранительный дроссель.
- Неправильная установка предохранительного пружинного дросселя или клапана.
С целью избегания аварий и неисправностей в функционировании систем предохранительные клапаны проходят периодические проверки на наличие неполадок. Клапаны тестируют на прочность и плотность перед введением в эксплуатацию. Также периодические проверки проводятся с целью определения герметичности уплотнительных поверхностей и сальниковых соединений.
При правильном выборе предохранительных устройств с учетом параметров системы, проведении периодических проверок и своевременном устранении неисправностей предохранительные пружинные клапаны обеспечат надежное функционирование системы и безотказную защиту от превышения давления на протяжении длительного времени.
Пружинный предохранительный клапан устройство и принцип действия
- пружинные.
Предохранительные клапаны предназначены для автоматического отведения повышенного давления из трубопроводной системы, котлов, резервуаров, емкостей и другого оборудования. Подразделяют клапаны на два вида:Конструкция и устройство рычажно-грузового предохранительного клапана
- Основные конструкционные элементы рычажно-грузового предохранительного клапана:
- корпус с двумя фланцами (диаметром от Ду 50 и выше), на котором указывается направление движения рабочей среды под углом, допустимое давление и диаметр проходного отверстия. Основными материалами, используемыми в изготовлении корпусов, являются сталь и чугун. Стальные клапаны предназначены на давление до 2,5 МПа, а чугунные – до 1,6 МПа;
- входной и выходной патрубки;
- крышка, прикрепленная к корпусу с помощью болтов.
Внутри корпуса предохранительного клапана располагается клапан, тарелка которого при помощи направляющих входит внутрь подводящего патрубка и плотно соприкасается с седлом. К тарелке клапана (затвору) с помощью шплинта прикрепляют шток. После чего конструкция из затвора и прикрепленного к нему штока вводится в корпус, который закрывается крышкой. Между крышкой клапана и штоком тарелки сальниковое уплотнение отсутствует. Таким образом, устройство не обеспечивает полную герметичность, поэтому его запрещено использовать в системах, транспортирующих огне- и взрывоопасные рабочие среды, а также в передвижных сосудах.
На крышке корпуса находятся стойки с винтами для фиксации удерживающего штока и направляющая в виде дуги, исключающая чрезмерный подъем рычага при открытии клапана. Установку самого рычага производят таким образом, чтобы выемка на рычаге встала на выемку треугольника штока. Затем в вырезы в стойках на крышке вставляют горизонтальный шток, который фиксируют винтами с контргайками, чтобы исключить перемещение штока в ту или иную сторону. При монтаже предохранительного клапана на трубопровод, котел, емкость или резервуар, фланец на подводящем патрубке крепят к трубопроводу. На подающем трубопроводе, подводящем рабочую среду к клапану, не допускается установка запорной арматуры. Отводящий патрубок должен быть отведен на такое расстояние, чтобы исключить попадание рабочей среды (горячей или перегретой воды, пара и т.д.) на находящийся вблизи обслуживающий персонал.
Принцип действия и настройка рычажно-грузового предохранительного клапана
Рычаг – это основной элемент данных клапанов, на который навешивают груз (утяжелитель) и фиксируют с помощью стопорного винта. От положения утяжелителя зависит открытие устройства: чем дальше расположен груз на рычаге и чем больше его вес, тем большее давление понадобиться для срабатывания устройства. Итак, в предохранительных рычажно-грузовых клапанах сила утяжелителя, поступающая от рычага на шток, противодействует давлению рабочей среды, создающей усилие на золотник.
- Настройку клапана производят двумя способами:
- количественной регулировкой. Масса утяжелителя обеспечивает прижатие штока к золотнику, необходимое количество грузов определяют исходя из уровня давления, при определенном значении которого происходит срабатывание клапана.
- перемещением утяжелителей по рычагу. Чем дальше от корпуса клапана расположен груз на рычаге, тем большее давление потребуется для срабатывания предохранительного оборудования. С помощью данного способа производят более точную регулировку клапана.
По завершении настройки и фиксации утяжелителя на устройство надевают защитный кожух и пломбируют его с целью предотвращения несанкционированной перенастройки.
Для сброса избыточного давления в атмосферу применяются клапаны предохранительные пружинные, которые представляют собой специальную трубопроводную арматуру, обеспечивающую надежную защиту трубопровода от возникновения неполадок и механических повреждений. Устройство отвечает за автоматический сброс избытка жидкостей, пара и газа из сосудов и систем до того момента, пока давление не будет нормализовано.
Предназначение пружинного клапана
Опасное превышения давления в системе возникает в результате внешних и внутренних факторов. К повышению приводит как неправильный сбор тепломеханических схем, вызывающий сбои в функционировании оборудования, попадание тепла в систему от посторонних источников, так и внутрисистемные физические процессы, которые не предусматриваются стандартными условиями эксплуатации, периодически возникающими в системе.
Предохранительные изделия — обязательная часть любой бытовой или промышленной системы, работающей под давлением. Установка предохранительных механизмов осуществляется на трубопроводах в компрессорных станциях, на автоклавах, в котельных. Клапаны выполняют защитные функции на трубопроводах, по которым транспортируются не только газообразные, но и жидкие вещества.
Устройство и принцип работы пружинных клапанов
Клапан состоит из стального корпуса, нижний штуцер которого используется в качестве соединительного элемента между ним и трубопроводом. Если в системе повышается давление, сброс среды происходит через боковой штуцер. Отрегулированная в зависимости от давления в системе пружина обеспечивает прижимание золотника к седлу. Регулировка пружины происходит посредством специальной втулки, которая вкручена в верхнюю крышку, расположенную на корпусе устройства. Размещенный в верхней части колпак предназначен для защиты втулки от разрушения в результате механических воздействий. Наличие специального ушка для пломбировки позволяет предохранить систему от постороннего вмешательства.
Для клапанов, в которых уравновешивающим механизмом выступает пружина, подбирается усилие рабочего органа. Если параметры подобраны правильно, при нормальном состоянии системы золотник, отвечающий за выпуск излишнего давления из трубопровода, должен быть прижат к седлу. Когда рабочие показатели увеличивается до критического уровня в зависимости от типа пружинного устройства золотник отходит вверх на определенную высоту.
Предохранительный пружинный клапан, обеспечивающий своевременный сброс давления, изготавливают из разных материалов:
- Углеродистая сталь. Подобные устройства подходят для систем, давление в которых пребывает в пределах 0,1-70 Мпа.
- Нержавеющая сталь. Клапаны из нержавеющей стали рассчитаны на системы, давление в которых не превышает 0,25-2,3 Мпа.
Классификация и характеристики пружинных клапанов
Клапан предохранительный пружинный выпускается в трех исполнениях:
- Малоподъемные устройства подходят для систем газопроводов и паропроводов, давление в которых не превышает 0,6 Мпа. Высота подъема такого клапана не достигает более 1/20 диаметра седла
- Среднеподъемные устройства, в которых высота подъема золотника составляет от 1/6 до 1/10 от диметра сопла.
- Полноподъемные устройства, в которых высота подъема клапана достигает до ¼ от диаметра седла.
Известна классификация клапанов исходя из способа их открывания:
- Обратный пружинный клапан. Для управления обратными пружинными клапанами привлекается непрямой посторонний источник давления. Обратные пружинные клапаны, которые называют импульсными предохранительными устройствами, могут работать посредством воздействия электроэнергии.
- Прямой клапан. В устройствах прямого типа рабочее давление среды оказывает непосредственное воздействие на золотник, который поднимается при повышении давления.
Выделяют клапаны открытого и закрытого типа. В случае использования устройства прямого типа при открывании клапана среда сбрасывается прямо в атмосферу. Клапаны закрытого типа остаются полностью герметичными по отношению к окружающей среде, сбрасывая давление в специальный трубопровод.
Преимущества
Выделяют различные виды оборудования, обеспечивающего сброс избыточного давления из системы, но клапаны предохранительные пружинные пользуются популярностью благодаря наличию важных преимуществ:
- Простота и надежность конструкции.
- Легкость осуществления настройки рабочих параметров и удобство монтажа.
- Разнообразие размеров, типов и конструктивных исполнений.
- Установка предохранительного изделия возможна как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.
- Относительно небольшие габаритные размеры.
- Большое проходное сечение.
К минусам предохранительных клапанов относят наличие ограничений в высоте подъема золотника, повышенные требования к качеству изготовления пружины для предохранительных клапанов, которая может выйти из строя при работе в условиях агрессивной среды или постоянном воздействии высоких температур.
Как выбрать пружинный клапан?
При выборе предохранителя стоит основываться на нескольких важных принципах, от учета которых зависит бесперебойная работа системы и возможность выполнения предохранителем необходимых функций:
- Предохранительные пружинные клапаны обладают наименьшими габаритами по сравнению с другими типами клапанов предохранительных сбросных, поэтому их следует выбирать в тех случаях, когда свободного пространства недостаточно.
- Особенности применения клапанов связаны с наличием повышенных вибраций, которые отрицательно влияют на эксплуатационные характеристики устройства и могут быстро привести его в негодность. Например, устройства рычажно-грузового типа более подвержены поломкам из-за воздействия вибраций в силу наличия в конструкции длинного рычага с весом и шарниров. Поэтому для систем, в которых наблюдаются значительные вибрационные воздействия, стоит выбирать предохранительный пружинный клапан.
- В зависимости от особенностей конструкции прибора, пружина со временем может изменять усилие давления. Это связано с тем, что постоянный подъем золотника вызывает изменения в структуре металла.
Нюансы монтажа
Предохранительный клапан пружинного типа устанавливают в любой точке системы, которая подвергается повышенному давлению и находится под угрозой получить механические повреждения. Устройство не требует наличия большого свободного пространства, что является значительным преимуществом по сравнению с другими типами предохранительных устройств.
С целью избежания неполадок в работе перед предохранительным клапаном не следует устанавливать любую запорную арматуру. Для сброса газообразной среды устанавливаются специальные устройства или же сброс происходит непосредственно в атмосферу. Для оповещения персонала вместе с пружинными клапанами монтируют специальный свисток, который размещают на сбросном патрубке. При срабатывании клапана будет поступать сигнал свистка, означающий, что в системе повысилось давление и клапан открылся для сброса среды.
Возможные причины поломок предохранительного клапана
Клапаны предохранительные – это прочные и надежные устройства, обеспечивающие постоянную защиту систем от превышения давления. Прямой или обратный пружинный клапан выходят из строя по нескольким причинам:
- Наличие повышенных вибраций;
- Постоянное воздействие агрессивной среды на предохранительный дроссель.
- Неправильная установка предохранительного пружинного дросселя или клапана.
С целью избегания аварий и неисправностей в функционировании систем предохранительные клапаны проходят периодические проверки на наличие неполадок. Клапаны тестируют на прочность и плотность перед введением в эксплуатацию. Также периодические проверки проводятся с целью определения герметичности уплотнительных поверхностей и сальниковых соединений.
При правильном выборе предохранительных устройств с учетом параметров системы, проведении периодических проверок и своевременном устранении неисправностей предохранительные пружинные клапаны обеспечат надежное функционирование системы и безотказную защиту от превышения давления на протяжении длительного времени.
При эксплуатации любой системы в трубопроводах из-за сбоя в работе может возникнуть высокое давление, которое способно привести к разрушению оборудования. Для защиты агрегатов в систему устанавливают предохранительный клапан, который, если в трубопроводах повысится давление выше номинального, производит сброс избытка рабочей среды, и в системе восстанавливается номинальное давление.
Принцип действия предохранительных клапанов
Защитное устройство от высокого давления устанавливается в трубопроводах и сосудах, находящихся под давлением. В зависимости от назначения конструкция предохранительных элементов может быть разным, но схема и принцип работы у всех одинакова.
При нормальной работе оборудования седло под действием пружинного механизма закрыто и не оказывает никакого воздействия на систему. Давление настройки клапана равно рабочему давлению в системе. Когда напор в трубопроводах превысит усилие пружинного элемента, закрывающего отверстие, то седло откроется и произойдет выброс проводимой среды. В результате давление упадет и седло опять закроется.
Схема предохранительного клапана
Рабочая среда может быть разной, вода, пар, газообразные фракции, смазочные и гидравлические масла и нефтепродукты. Поэтому и сброс излишек напора может производится в атмосферу, например, пар, воздух, вода, или обратно в сливную магистраль для агрессивных материалов.
Предохранительный клапан начинает приоткрываться для сброса давления при напоре на 3% ниже номинального. Сброс рабочей среды вначале небольшой, но если этого недостаточно и напор растет, то седло откроет доступ к сливу при показателях 110-115% от рабочего.
После того как напор упадет, седло перекроет доступ, и система продолжит работу в нормальном режиме.
Применение предохранительных устройств
Для обеспечения безопасной работы предохранительный фитинг является обязательным элементом любой системы, работающей под давлением.
В зависимости от назначения они могут устанавливаться в следующих местах:
- Горячее водоснабжение и отопление. Предохранительный клапан для системы отопления устанавливается на трубопроводах после подающего насоса. Так как горячая вода агрессивна, сброс должен направляться в безопасное место, обычно в канализацию. При больших расходах количество агрегатов может доходить до 2 и больше.
- Фитинг сантехнический для водопровода холодной воды устанавливается в трубопроводах водоснабжения питьевой водой. Сброс производится непосредственно на землю.
Фитинг сантехнический для водопровода
Предохранительный фитинг компрессора
Виды защитных механизмов
В промышленности применяются различные конструкции защитных устройств труб, в зависимости от их места установки и проводимой среды. Это могут быть пружинные, рычажные, мембранные, двухпозиционные и другие виды применяемых предохранительных клапанов.
Рассмотрим подробнее их устройство и принцип работы.
Клапан предохранительный пружинный
Самый широко используемый предохранительный клапан, особенно для систем отопления. Основные его преимущества, простота конструкции и возможность легко отрегулировать на рабочее давление в системе. Различают следующие разновидности защитных пружинных механизмов:
- прямого действия – устройство срабатывает при непосредственном воздействии рабочей среды;
- непрямого действия – сброс повышенного напора производится внешним управлением, например, электрическим сигналом;
- двухпозиционные агрегаты – открытие фитинга происходит сразу резко на полный ход, после сброса напора фитинг резко закрывается, что может вызвать автоколебания седла и вибрацию механизма.
Двухпозиционный фитинг
Защитный механизм рычажного типа
Механизм данного фитинга состоит из рычага, соединенного с золотником, который закрывает отверстие выпуска. На рычаг подвешивается груз, и, в зависимости от веса груза и места крепления на рычаге, регулируется настройка механизма.
Груз фиксируется на рычаге от случайного смещения и изменения настройки. Недостатком данной конструкции является ее громоздкость, поэтому применение таких механизмов производится в системах с большим диаметром труб, больше 50 мм.
Защитное устройство рычажного типа
Клапан предохранительный мембранный
Основным элементом такой конструкции является мембрана. Принцип работы состоит в том, что при возникновении аварийного напора в трубах мембрана разрывается и производится сброс рабочей среды. Мембранные устройства просты в изготовлении, герметичны и быстро срабатывают.
Важно! У них есть существенный недостаток, после каждого срабатывания мембрану надо менять на новую. Поэтому всегда рядом с таким устройством ставят и обычный фитинг.
В зависимости от конструкции, такие устройства могут быть с разрывной мембраной и с хлопающей мембраной:
- Механизмы с разрывной мембраной применяют в системах с жидкими и газообразными рабочими средами. Форма мембраны плоская или куполообразная, при резком изменении давления выше рабочего устройство срабатывает, и мембрана разрушается.
- Механизмы с хлопающей мембраной используются чаще всего в системах с газообразной рабочей средой. Мембрана изготавливается из каучукообразной ткани и предохраняет трубы как от повышения, так и опасного снижения давления. Для этого сверху и снизу мембраны расположены ножи. При изменении давления мембрана выгибается, и когда, при резком перепаде в системе, касается ножей, то происходит разрез оболочки. При этом в зависимости от величины напора происходит или сброс, или пополнение от дополнительной емкости.
Предохранительное мембранное устройство
Установка и монтаж
Для обеспечения безопасной эксплуатации газовых и водяных трубопроводов, при установке защитных агрегатов, рекомендуется соблюдать следующие требования:
- На трубах, подходящих к защитному механизму, и трубопроводах сброса напора нельзя устанавливать запорную арматуру и фильтра.
- Ось пружинного фитинга должна устанавливаться вертикально. К агрегату должен быть обеспечен свободный доступ для замены и регулировки.
- Рычаг защитного механизма рычажного типа при установке должен располагаться горизонтально.
- Перед фитингом для контроля напора необходимо установить манометр.
Установка манометра на трубопровод
Установка оборудования в котельнойЭксплуатация
Долговечность работы защитных механизмов зависит от соблюдения всех условий технической эксплуатации. При работе защитного агрегата из-за износа основных частей могут возникать следующие дефекты:
- Негерметичность седла. Дефект может возникнуть в результате попадания металлической стружки и наличие рисок на седле. Дефект устраняется притиркой седла или его заменой на аналогичный фитинг.
- Заниженное давление открытия устройства вследствие потери пружиной клапана своих упругих свойств или разрегулировка настройки. Для устранения отказа надо заменить пружину или сам фитинг, настроить давление, проверить в работе и поставить пломбу.
- Если необходимо произвести замену агрегата для ремонта, то на его место нельзя временно ставить заглушку или вентиль. Необходимо, для безопасности объекта, предварительно произвести подбор клапана с точно такими же характеристиками, и только его устанавливать вместо снятого.
- Если возникает пульсация при работе, быстрое открытие и закрытие затвора устройства, то такой дефект может вызывать нежелательную вибрацию трубопроводов, что может привести к их деформированию. Причиной может быть несоответствие размеров сечений основного трубопровода и трубопровода, подключенного к агрегату. Для устранения дефекта надо при монтаже устанавливать трубы одинакового сечения.
Принцип работы пружинного предохранительного клапана
- рычажно-грузовые;
- пружинные.
Предохранительные клапаны предназначены для автоматического отведения повышенного давления из трубопроводной системы, котлов, резервуаров, емкостей и другого оборудования. Подразделяют клапаны на два вида:Конструкция и устройство рычажно-грузового предохранительного клапана
- Основные конструкционные элементы рычажно-грузового предохранительного клапана:
- корпус с двумя фланцами (диаметром от Ду 50 и выше), на котором указывается направление движения рабочей среды под углом, допустимое давление и диаметр проходного отверстия. Основными материалами, используемыми в изготовлении корпусов, являются сталь и чугун. Стальные клапаны предназначены на давление до 2,5 МПа, а чугунные – до 1,6 МПа;
- входной и выходной патрубки;
- седло;
- крышка, прикрепленная к корпусу с помощью болтов.
Внутри корпуса предохранительного клапана располагается клапан, тарелка которого при помощи направляющих входит внутрь подводящего патрубка и плотно соприкасается с седлом. К тарелке клапана (затвору) с помощью шплинта прикрепляют шток. После чего конструкция из затвора и прикрепленного к нему штока вводится в корпус, который закрывается крышкой. Между крышкой клапана и штоком тарелки сальниковое уплотнение отсутствует. Таким образом, устройство не обеспечивает полную герметичность, поэтому его запрещено использовать в системах, транспортирующих огне- и взрывоопасные рабочие среды, а также в передвижных сосудах.
На крышке корпуса находятся стойки с винтами для фиксации удерживающего штока и направляющая в виде дуги, исключающая чрезмерный подъем рычага при открытии клапана. Установку самого рычага производят таким образом, чтобы выемка на рычаге встала на выемку треугольника штока. Затем в вырезы в стойках на крышке вставляют горизонтальный шток, который фиксируют винтами с контргайками, чтобы исключить перемещение штока в ту или иную сторону. При монтаже предохранительного клапана на трубопровод, котел, емкость или резервуар, фланец на подводящем патрубке крепят к трубопроводу. На подающем трубопроводе, подводящем рабочую среду к клапану, не допускается установка запорной арматуры. Отводящий патрубок должен быть отведен на такое расстояние, чтобы исключить попадание рабочей среды (горячей или перегретой воды, пара и т.д.) на находящийся вблизи обслуживающий персонал.
Принцип действия и настройка рычажно-грузового предохранительного клапана
Рычаг – это основной элемент данных клапанов, на который навешивают груз (утяжелитель) и фиксируют с помощью стопорного винта. От положения утяжелителя зависит открытие устройства: чем дальше расположен груз на рычаге и чем больше его вес, тем большее давление понадобиться для срабатывания устройства. Итак, в предохранительных рычажно-грузовых клапанах сила утяжелителя, поступающая от рычага на шток, противодействует давлению рабочей среды, создающей усилие на золотник.
- Настройку клапана производят двумя способами:
- количественной регулировкой. Масса утяжелителя обеспечивает прижатие штока к золотнику, необходимое количество грузов определяют исходя из уровня давления, при определенном значении которого происходит срабатывание клапана.
- перемещением утяжелителей по рычагу. Чем дальше от корпуса клапана расположен груз на рычаге, тем большее давление потребуется для срабатывания предохранительного оборудования. С помощью данного способа производят более точную регулировку клапана.
По завершении настройки и фиксации утяжелителя на устройство надевают защитный кожух и пломбируют его с целью предотвращения несанкционированной перенастройки.
Предохранительные клапаны обычно устанавливаются в напорную линию параллельно. В случае достижения давления настройки предохранительный клапан открывается и пропуская поток (или часть потока) из напорной линии в сливную.
Принцип работы предохранительного клапана
На рисунке показан предохранительный клапана седельного типа.
Основными элементами предохранительного клапана являются:
- корпус;
- пружина;
- запорно-регулирующий элемент;
- седло.
В исходом состоянии усилие Fпр пружины 2 прижимает запорно-регулирующий элемент (конус) 3 к седлу 4. Напорная линия отделена от сливной.
В случае если сила Fг давления потока на запорно-регулирующий элемент превысит силу Fпр, конус сместится вверх, пропуская поток из напорной линии в сливную.
При отсутствии давления в линии слива величина усилия Fг определяется по формуле:
Где А — площадь уплотняемой поверхности.
Регулировка давления настройки предохранительного клапана осуществляется путем изменения предварительного поджатия пружины.
Предохранительные клапаны прямого действия
В клапанах прямого действия на запорно-регулирующий с одной стороны действует усилие пружины с противоположной — сила давления жидкости.
Пружину в таких клапанах называют силовой, т.к. именно она оказывает силовое воздействие, удерживающее запорно-регулирующий до момента открытия.
Предохранительный клапан седельного типа, рассмотренный ранее, является примером клапана прямого действия. К этому же типу относят клапаны золотникового типа.
В исходном состоянии золотник 3, установленный в корпусе 1, перекрывает каналы в напорной и сливной линиях. При увеличении силы давления до величины превышающей усилие пружины 2, золотник будет перемещаться вверх, открывая канал для прохода потока из напорной линии в сливную.
Характеристика клапана прямого действия
Характеристика предохранительного клапана прямого действия имеет достаточно большой подъем.
Капаны прямого действия склонны к автоколебаниям. При больших расходах и высоких давлениях размеры пружины должны быть очень большими.
Устройство демпфирования
На работу предохранительного клапана влияют не только статические, но и динамические нагрузки.
Для снижения негативного влияния автоколебаний подпружиненного запорно-регулирующего элемента в предохранительных клапанах прямого действия используют устройства демпфирования.
Наиболее распространенным устройством демпфирования является — демпфирующий поршень, который жестко связан с запорно-регулирующим элементом.
Для демпфирования в поршне может быть выполнен узкий канал или снята лыска, как в примере показанном на рисунке.
Во время движения поршня жидкость движется в малом зазоре. При этом возникает демпфирующее усилие направленное в сторону противоположную движению поршня.
В конструкции большинства современных гидравлических предохранительных клапанов прямого действия присутствует демпфирующий поршень.
Предохранительные клапаны непрямого действия
При увеличении расхода через предохранительный клапан необходимо увеличивать и диаметры подводных каналов и запорно-регулирующего элемента. Вследствие увеличения площади уплотняемой поверхности потребуется и увеличение усилия поджатия пружины, а значит и увеличение самой пружины.
Для обеспечения относительно небольших габаритов клапана при больших значениях расхода используют предохранительные клапаны непрямого действия, состоящие из основного и управляющего клапана.
Клапан управления представляет собой классический предохранительный клапан прямого действия. Этот клапан способен пропустить лишь небольшой расход. Однако при его открытии за счет возникшего перепада давления на постоянном дросселе 6 запорно-регулирующий элемент 5 переместится вверх соединив напорную линию со сливом.
Пружина 4 в этом клапане мягкая, она предназначена для возвращения запорно-регулирующего элемента в исходное состояние.
Настройка клапана осуществляется регулировочным винтом 1, который позволяет изменить предварительное поджатие силовой пружины 2.
Характеристика клапана непрямого действия
Характеристика предохранительного клапана непрямого действия более пологая, клапан этой конструкции имеет меньшие габариты, чем аналогичный клапан прямого действия.
Конструкция предохранительного клапана обязательно включает в себя две основных составляющих — запорный элемент и задатчик обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент. Запорный элемент состоит из затвора и седла, а в качестве задатчика применяют пружинный или рычажно-грузовой механизм.
Пружинный предохранительный клапан — в клапанах этого типа давлению воды на затворе противодействует усилие сжатой пружины. Сила сжатия пружины определяет давление срабатывания, а диапазон настройки определяется упругостью пружины.
Надёжная конструкция, низкая цена и простое устройство предохранительного клапана с пружинным задатчиком, способствовали его широкому применению в инженерных системах и маломощных промышленный установках.
Некоторые производители предохранительных клапанов поставляют свои устройства с заводской настройкой на определённое давление, а настройку других можно выполнить по месту во время пусконаладочных работ, изменяя силу сжатия пружины.
Рычажный предохранительный клапан — в клапанах этого типа давлению воды противодействует усилие, созданное рычажно-грузовым механизмом. Масса груза и длина рычага определяют давление срабатывания и диапазон настраиваемых давлений. Рычажные предохранительные клапаны не менее надёжны пружинных, но имеют несколько большую цену и выпускаются, с диаметром присоединения Ду50 и более. Рычажные предохранительные клапаны получили широкое распространение в промышленности.
По высоте подъёма затвора предохранительные клапаны делятся на малоподъёмные и полноподъёмные.
Малоподъёмный предохранительный клапан — высота подъёма затвора не превышает 0,05 диаметра седла. В малоподъёмных клапанах, как правило, применён пропорциональный механизм открытия. Они отличаются малой пропускной способностью, простым устройством и меньшей ценой, по сравнению с полноподёмными клапанами.
Полноподъёмный предохранительный клапан — высота подъёма затвора больше или равна диаметру седла. В полноподъёмных предохранительных клапанах, как правило, применяется двухпозиционный механизм открытия. Клапаны отличаются высокой пропускной способностью и устанавливаются в системах со сжимаемыми средами, например паром или сжатым воздухом. Конструкция полноподъёмного предохранительного клапана сложнее, чем у малоподъёмного, а цена соответственно выше.
По действию при достижении давления начала открытия предохранительные клапаны делятся на пропорциональные и двухпозиционные.
Пропорциональные предохранительные клапаны — открываются пропорционально росту давления, с подъёмом затвора равномерно увеличивается объём сбрасываемой среды. Пропорциональные клапаны применяются для воды или других несжимаемых сред, хотя конструкция не исключает возможность применения со сжимаемыми средами.
По сравнению с двухпозиционными, пропорциональные предохранительные клапаны обладают такими преимуществами:
- Низкая цена
- Простая конструкция
- Возможность использования для воды и других жидких сред
- В системах с переменным аварийным расходом не возникают автоколебания
- Способность открываться именно в такой степени, насколько это необходимо для установления рабочих параметров
Двухпозиционные предохранительные клапаны — открываются моментально на полный ход, при достижении давления начала открытия. Применение двухпозиционных клапанов рекомендовано для сжимаемых сред, например, для пара, воздуха или газа.
Автоколебания затвора это основной недостаток двухпозиционных устройств. Работа предохранительного клапана в режиме автоколебаний возможна:
- В случае завышения типоразмера
- В системах с переменным аварийным расходом
- Если время роста аварийного расхода до своего максимального значения превышает время полного открытия клапана
Применение двухпозиционных предохранительных клапанов для воды или другой несжимаемой жидкости имеет две особенности:
- Резкое открытие клапана приводит к большому сбросу воды и резкому падению давления.
- После резкого падения давления клапан моментально закроется и спровоцирует гидравлический удар.
| 20 | 16 | бронза | вода, пар | муфтово-цапковый | 3800 | ||||
| Клапан предохранительный пружинный | 25 | 16 | бронза | вода, пар, газ | штуцерно-муфтовый | 12000 | |||
| Клапан предохранительный малоподъемный пружинный | 15-25 | 16 | сталь | аммиак, фреон | цапковый | 1200-2000 | |||
| Клапан предохранительный стальной | 50 | 16 | сталь | жидкая или газообразная неагрессивная среда, аммиак | фланцевый | 6660-10800 | |||
| 50-80 | 25 | сталь | фланцевый | 6000 | |||||
| клапан предохранительный двухрычажный | 80-125 | 25 | сталь | Вода, воздух, пар, аммиак, природный газ, нефтепродукты | фланцевый | 9000-19000 | |||
| Клапан предохранительный полноподъемный пружинный | 25 | 40 | сталь | вода, воздух, пар, аммиак, нефть, жидкие нефтепродукты | фланцевый | 20000 | |||
| Клапан предохранительный угловой | 50-80 | 16 | сталь | вода, пар, воздух | фланцевый | 12500-16000 | |||
| Клапан предохранительный однорычажный | 25-100 | 16 | чугун | вода, пар, газ | фланцевый | 1500-7000 | |||
| Клапан предохранительный двухрычажный | 80-150 | 16 | чугун | вода, пар, газ | фланцевый | 6000-30000 | |||
| Клапан предохранительный пружинный | 15-25 | 25 | сталь | хладон, аммиак | штуцерно-муфтовый | 5000-7000 | |||
| Клапан предохранительный малоподъемный VALTEC | 15-50 | 16 | латунь | вода, водяной пар, воздух | муфтовый | 860-10600 | |||
| Клапан предохранительный | 34-52 | 0,7 | сталь | вода, пар | фланцевый | 15000 | |||
| Клапан предохранительный пружинный | 50-150 | 16 | сталь | фланцевый | 20200-53800 | ||||
| Клапан предохранительный пружинный | 50-150 | 40 | сталь | вода, воздух, пар, аммиак, природный газ, нефть, нефтепродукты | фланцевый | 20000-53800 | |||
| Клапан предохранительный пружинный | 50-150 | 16 | сталь | вода, воздух, пар, аммиак, природный газ, нефть, нефтепродукты | фланцевый | 20200-53800 | |||
| Клапан предохранительный пружинный угловой. | 50 | 100 | сталь | газ, вода, пар, конденсат | фланцевый | 37900 | |||
| 80 | 100 | сталь | газ, вода, пар, конденсат | фланцевый | 39450 | ||||
| Клапан предохранительный пружинный с демпфером уг | |||||||||
Устройство пружинного предохранительного клапана |
Каждый узел трубопроводной системы играет немаловажную роль в обеспечении ее работоспособности. К примеру, предохранительный пружинный клапан представляет собой трубопроводную арматуру, необходимую для защиты от разрушения при появлении избыточного давления в трубопроводе. Это возможно за счет выпуска среды из системы.
Еще пружинный клапан обеспечивает прекращение сброса среды, когда рабочее давление окажется в пределах нормы.
Особенности и принцип действия
Предохранительный клапан пружинного типа – арматура прямого действия, которая функционирует от среды. Откуда в системе может появиться избыточное давление? Как правило, причина кроется во внешних и внутренних факторах:
- неправильно собранная тепломеханическая схема;
- передача тепла от источников;
- неправильно функционирует оборудование.
Пружинный предохранительный муфтовый клапан устанавливается везде на местах, где есть риск появления избыточного максимального давления. Как правило, это бытовые или промышленные накопительные сосуды, функционирующие под давлением.
Большую популярность этой арматуре обеспечивает простая конструкция, легкие настройки, ассортимент продукции. Ведь такое разнообразие и возможности позволяют подобрать оптимальную модель для конкретных условий.
Монтаж предохранительного дросселя выполняется вертикально. Устройство пружинного фланцевого предохранительного клапана подразумевает использование в качестве запирающего элемента именно дискового затвора, который при запирании размещается между седел.
Прижимная сила задается с помощью специального приспособления и пружины для предохранительных клапанов.
Когда давление очень большое, указанной прижимной силы недостаточно, чтобы сдерживать среду, поэтому излишки удаляются, пока не выровняется давление до рабочего уровня.
Паспорт на клапан предохранительный пружинный позволяет узнать об устройстве изделия. Основные компоненты – задатчик и запорный орган. Последний состоит из седла и затвора.
Обратный клапан
При помощи задатчика он настраивается, чтобы золотник должным образом прижимался к седлу для препятствия пропуска среды. Настройка выполняется винтом.
Давление закрытия затвора, как правило, принимается ниже рабочего на 10 процентов.
Классификация продукции
Рассмотрим, какие существуют виды предохранительных изделий.
По характеру подъема замыкающего органа:
- двухпозиционного действия;
- пропорционального действия.
По высоте подъема органа:
- полноподъемные;
- среднеподъемные;
- малоподъемные.
По виду нагрузки на золотник:
- грузовые;
- магнито-пружинные;
- рычажно-пружинные;
- пружинные- .
По принципу действия:
- прямого – традиционные предохранительные изделия;
- непрямого действия – импульсные устройства.
Одна из модификаций, широко используемых в промышленности, — угловой предохранительный пружинный дроссель.
Еще один принцип классификации – по условному диаметру. К примеру, если используется обратный пружинный клапан Ду15 – значит, что условный диаметр составляет 15 мм, а обратный пружинный муфтовый дроссель Ду50 – 50 мм.
Характеристики изделий
Расчет пропускной способности выполняется по ГОСТу 12.2.085. Устройства могут использоваться в нефтяной, химической, газообразной и жидкой среде. Герметичность определяется по ГОСТу 9789-75.
Давление закрытия арматуры составляет более 0,8 Рн, где Рн представляет собой давление настройки, является самым большим на входе в клапан, при котором он остается в закрытом состоянии, при этом соблюдается должная герметичность.
Пружины для них изготавливаются чаще всего из стали 50ХФА. Пружинный обратный клапан тип 402 выполнен из чугуна.
Чтобы проверить исправность устройства в рабочем состоянии, пружинный предохранительный клапан СППК обладает решением для ручного открывания, продувки, следовательно, изделия без СППК не имеют возможности ручного открывания.
Размеры уплотнительных поверхности фланцев определяются по ГОСТу 12815-80.
В качестве примера одной из модификаций устройства приведем предохранитель 17с28нж, соответствующий ТУ3742-017-00218118-2002.
Устройство имеет характеристики:
Предохранительный пружинный клапан
- рабочее давление – 1,6 МПа;
- рабочая среда – неагрессивная, газ, пар, вода;
- материал корпуса – сталь;
- материал уплотнительного покрытия – нержавеющая сталь;
- соединение – фланцевое;
- температура – от минус 40 до плюс 250 градусов;
- масса и длина зависят от условного диаметра.
Нюансы выбора
Чтобы выбрать оптимальное изделие, необходимо учесть требования, которые к ним предъявляются:
- своевременное и безотказное устройство предохранительного клапана при указанном повышении уровня рабочего давления в системе;
- в открытом положении должна быть обеспечена необходимая пропускная способность;
- своевременное закрытие затвора с нужным уровнем герметичности;
- обеспечение стабильной работы.
Немаловажное значение имеет при выборе стоимость. Для примера рассмотрим, за сколько можно купить предохранительный пружинный клапан 17с28нж: цена на обратный муфтовый пружинный дроссель составляет от $300.
Конечно, многое зависит от производителя. Так, аналогичный обратный пружинный клапан Данфосс обойдется дороже – от $400.
Особенности работы изделия (видео)
https://www.youtube.com/watch?v=KlyrPrgOMLI
Нюансы монтажа
Прежде чем устанавливать предохранительный пружинный клапан, следует выполнить простые действия:
- проверить маркировку;
- осмотреть корпус на предмет наружных повреждений;
- удалить защитный колпачок;
- внутри недолжно быть никаких посторонних предметов;
- следует помнить, что при монтаже составляющие изделия будут нагреваться.
Процесс монтажа производится в соответствии с действующими правилами безопасности и нормативно-техническими нормами. Выбор места, конструкции и количество клапанов, как и направление сброса среды, определяется проектом.
Место нужно подбирать так, чтобы был обеспечен свободный доступ для обслуживания и ремонта. Монтаж выполняется в вертикальном положении в верхней точке сосуда. Также установка может быть выполнена поблизости сосуда или трубопровода, только между изделиями не должен присутствовать запорный орган.
Размер штуцера не может быть меньше диаметра входного патрубка клапана.
Обратный пружинный тарельчатый клапан с большим числом тарелок может спровоцировать увеличение их сопротивления, что способно изменить разность давления в верхней и кубовой частях изделия. Поэтому его стоит устанавливать в последней области.
Клапан предохранительный сбросной
Самостоятельная установка подобных устройств – сложная процедура, требующая опыта и определенных навыков. Поэтому необходимо обращаться к профессионалам.
Неполадки и ремонт
Утечка среды через затвор происходит при наступлении давления ниже, нежели установочное.
Причины:
- задержка на уплотнительных элементах посторонних предметов – необходимо выполнить продувку дросселя;
- повреждение уплотнительных элементов – выполняется проточка или притирка с последующей проверкой на герметичность; если глубина повреждений составляет более 0,1 мм, необходимо выполнять механическую обработку;
- деформация пружины – выполняется ее замена;
- нарушение соосности элементов из-за большой нагрузки – устраняется нагрузка, проверяется выкидная и приемная магистраль, необходимо выполнить перетяжку шпилек;
- пониженное давление открытия – регулировка, деформация пружины – выполняется ее замена;
- некачественная сборка после ремонта – устранить все недостатки сборки.
Ремонт предохранительных пружинных дросселей необходимо доверять профессионалам. Стоимость процедуры обойдется от $50.
Предохранительный клапан: устройство, типы, принцип работы
Превышение номинального давления в системе отопления приводит не только к выходу из строя отдельных элементов системы (разрыв труб, радиаторов,…), но также представляет угрозу для жизни и здоровья человека. Поэтому любая закрытая отопительная система должна обладать защитой от превышения давления. В качестве такой защиты выступает предохранительный клапан.
Мембранный предохранительный клапан Watts SVH ½.
Предохранительный клапан – устройство, обеспечивающее защиту системы отопления от превышения избыточного давления.
Конструкция
Предохранительный сбросной клапан представляет собой корпус, выполненный из латуни или бронзы, внутри которого расположен предохранительный пружинный механизм. В основе механизма лежит стальная пружина, защищенная от внешнего воздействия пластиковым колпачком-рукояткой. В случае необходимости, рукоятка позволяет вручную открыть клапан. Пружинный механизм защищен от попадания в него теплоносителя мембраной из этилпропиленовой резины.
Конструкция предохранительного клапана Valtec VT.0490 диаметром ½.
- Латунный корпус.
- Пластиковая крышка корпуса.
- Пластиковая проверочная ручка.
- Пластиковая заглушка.
- Алюминиевая шильда.
- Латунный шток.
- Нейлоновая втулка подстройки.
- Стальной фиксатор штока.
- Стальная пружина.
- Каучуковая золотниковая обойма.
- Пластиковый золотник.
Существуют модели, позволяющие регулировать давление, при котором срабатывает клапан, но также существуют модели, не допускающие самостоятельной регулировки давления (оно настраивается производителем в заводских условия и защищено от перенастройки неснимаемой крышкой).
Клапан сброса избыточного давления Flamco Prescor IС с встроенной сбросной воронкой.
Рекомендации к сбросной (дренажной) трубе:
- Длина сбросной трубы не должна превышать 2 м и иметь более 2 изгибов;
- Диаметр выходного отверстия клапана и диаметр отводящей трубы должны быть одинаковыми;
- Не рекомендуется выводить трубу из помещения сразу на улицу, т.к. в зимнее время года это может привести к появлению конденсата и образованию льда внутри трубы;
- Соединение клапана и дренажной трубы рекомендуется осуществлять с прерыванием потока теплоносителя, для чего используется специальная сбросная воронка, как правило, изготовленная из латуни, углеродистой стали или пластика. Это устройство позволяет осуществлять визуальный контроль за сбросом теплоносителя, а также обеспечивает работу клапана в случае засорения дренажной трубы.
Латунная воронка Flamco Funnel (Нидерланды) с подсоединением к клапану диаметром ½ или ¾ дюйма.
Принцип работы предохранительного клапана
Циркулирующий в системе теплоноситель оказывает давление на пружину, которая срабатывает (сжимается) при превышении давления настройки и теплоноситель сбрасывается через отводящий патрубок. После того, как давление в системе снизилось до настроечного, клапан закрывается и спуск теплоносителя прекращается.
Примечание! Сбросной клапан срабатывает примерно на 3% раньше, чем достигается давление настройки. Полностью клапан открывается, когда давление превышает настроечное на 10-14% (в зависимости от модели). Устройство полностью закрывается только по достижению давления на 10-20% меньше, чем настроечное, т.к. выходящий теплоноситель создает дополнительное динамическое давление.
Регулировка предохранительного клапана
Настройка устройства осуществляется после завершения монтажных работ и промывки отопительной системы. Регулировка давления клапана с пружинным механизмом производится при помощи поворота регулировочного колпачка, сжимающего стальную пружину. Регулировка давления у рычажно-грузового клапана осуществляется перемещением груза по рычагу.
Предохранительный клапан в системе отопления.
Совет! Если система отопления функционирует стабильно, без сбоев и превышения давления, тогда сбросной предохранительный клапан остается без «работы» в течении длительного периода времени и может засоряться различными загрязнениями. Поэтому рекомендуется периодически его прочищать, для чего необходимо повернуть колпачок по направлению стрелки. Такая процедура позволяет предотвратить появление течей, большая часть которых вызвана именно засорением клапана.
Одной из наиболее распространенных причин срабатывания клапана является чрезмерная подпитка системы.
Примечание! Не рекомендуется использование в системах отопления двухпозиционных клапанов. Это связано с их конструкцией, которая при достижении давления настройки, обеспечивает моментальное полное открытие устройства, что вызывает резкое снижение давления. Помимо этого, после сброса излишнего давления, клапан также быстро закрывается, что вызывает гидроудар.
Рычажно-грузовые предохранительные клапаны
Основой механизма данного типа клапанов является рычаг и подвешенный на него утяжелитель. Срабатывание устройства зависит от веса утяжелителя и его местонахождения на рычаге. Чем больше вес и чем дальше на рычаге он находиться, тем при более высоком давлении срабатывает клапан.
Устройство рычажно грузового предохранительного клапана.
Настройка рычажно-грузового клапана, как уже было отмечено выше, осуществляется при помощи перемещения груза по рычагу. После того, как необходимое давление было настроено, груз фиксируется болтами, накрывается защитным кожухом и закрывается на замок. Это делается для исключения несанкционированного изменения настроек.
Рычажно-грузовая конструкция так же надежна, как и пружинная, однако к ее недостаткам можно отнести более высокую стоимость, а также то, что рычажные предохранительные клапаны производятся только под фланцевое соединение диаметром от ДУ50 и выше.
Основные типы предохранительных клапанов: пружинный, рычажно-грузовой.
Видео
3 вида предохранительных клапанов для систем отопления
Предохранительный клапан — это элемент, которые защищает сантехническое оборудование в системах отопления и водоснабжения от превышения давления до критического уровня. Защита обеспечивается сбросом избытка рабочей среды в автоматическом режиме. И затем сброс среды прекращается. Это происходит при снижении давления до допустимого значения. В этом материале рассмотрим основное устройство клапана, его разновидности и другие особенности.
Устройство клапана
Конструктивными элементами клапанов для предохранения от излишнего давления являются следующие основные элементы:
- корпус
- крышка
- колпак
- затвор
- шток и пружина на нем
- устройство для открытия клапана под «принуждением»
В корпусе на резьбе монтируется так называемое «седло». На него устанавливается золотник. Он фиксируется на оси клапана при помощи направляющей втулки. Седло вместе с золотником образуют затвор. В золотник вставляется шток. Он прижимает золотник к седлу за счет усилия пружины. Степень сжатия пружины регулируется нажимным винтом с контргайкой.
В колпаке размещено устройство принудительного открытия клапана. Оно состоит из рычага, который закрепляется на оси с вилкой. Для полного и быстрого открытия клапана предусмотрено специальное поджимное кольцо. Оно фиксируется отворотом стопорного винта.
Устройство принудительного открывания необходимо для проведения проверки работоспособности оборудования время о времени. Детали предназначенного для использования в жидкостях и газах оборудования покрываются специальным антикоррозийным составом.
Предохранительные клапаны в обязательном порядке проходят ревизию и проверку в специализированных лабораториях. Или непосредственно на месте применения (в случаях невозможности отправить прибор на обследование в лабораторию). Проверяется работоспособность оборудования, целостность деталей, качество уплотнителей. Срок проверки устанавливает организация с соответствующими полномочиями. Ревизия осуществляется по графику. Но не реже одного раза в год. Нужно это в первую очередь для того, чтобы ваша система отопления могла функционировать нормальным образом.
Качество оборудования регламентируется Государственными Стандартами, Техническими Условиями и различными отраслевыми указаниями.
Принцип работы
Принцип работы предохранительного клапана достаточно прост. Он заключается в следующем:
Когда давление достигает того значения давления, при котором происходит срабатывание клапана, он мгновенно и полностью открывается. При этом избыток газа стравливается в газоотводящую линию. Сброс среды прекращается, когда после снижения давления в сосуде золотник возвращается в исходное положение.
Все клапаны, как аварийная арматура, должны быть надежными и иметь четкость срабатывания. При этом обязательны:
- быстрое открывание при наступлении порога срабатывания
- достаточная пропускная способность (не ниже необходимой)
- исключение утечки и полная герметичность
- обязательное, и без задержек закрытие при снижении напора
Классификация оборудования
Существуют следующие виды предохранительных клапанов:
- Клапан пружинный.
- Клапан мембранный.
- Клапан обратный.
Предохранительный клапан пружинного типа является наиболее распространенным. Особенно часто применяется в системах при отоплении и горячем водоснабжении. Его основными преимуществами являются сравнительно простая конструкция и легкое регулирование.
Двухпозиционные агрегаты, клапаны прямого и непрямого действия – это разновидности оборудования пружинных предохранительных клапанов.
Существуют механизмы рычажного типа, которые тоже защищают систему от чрезмерно повышенного давления. Они состоят из золотника и груза. Так же в них есть рычаг. Эти устройства очень громоздкие. Поэтому применяются на трубах с диаметром более 50 сантиметров.
Предохранительные клапаны мембранного типа имеют в своей конструкции мембрану. Это ее основной элемент. Принцип действия состоит в разрыве мембраны. Разрыв происходит при повышении напора до критического уровня.
Такие клапаны герметичные, простые в изготовлении. И отличаются быстротой срабатывания. Но они требуют смены мембраны после каждого срабатывания. По этой причине рядом с мембранным клапаном всегда ставят пружинное устройство. Мембранные предохранительные клапаны бывают двух видов:
- с разрывной мембраной
- с хлопающей мембраной
Первый тип применяется в жидкостях и газообразных средах. Мембрана имеет форму купола, и бывает плоская форма мембраны. С изменением силы давления мембрана разрывается.
Второй вид мембранного клапана используется в рабочих средах с газообразным состоянием. При изготовлении мембраны используют специальную ткань из каучука. Вверху и внизу такой мембраны предусмотрены ножи.
Если давление повышается или понижается до определенных пределов, мембрана только выгибается. А если давление изменяется до критической отметки, мембрана касается ножей, и разрезается. Или, при недостаточном давлении, происходит пополнение запасов пара от дополнительной емкости. Таким образом происходит защита труб от перепадов давления при помощи мембранного предохранительного клапана.
Обратный предохранительный клапан устанавливается при использовании водонагревательного оборудования. Он необходим для предотвращения повышения рабочего давления внутри нагревательных приборов.
При определенных условиях в системах отопления и водоснабжения жидкость может начать течь в обратном направлении. Довольно частый пример – это когда горячая вода передавливает холодную или наоборот. Для таких случаев необходим обратный предохранительный клапан.
Маркировка устройств
Предохранительные клапаны подлежат обязательной маркировке. На корпус предохранительного клапана наносятся:
- обозначение изделия
- стрелка, которая указывает направление потока среды
- значение номинального давления
- значение номинального диаметра клапана
- заводской номер клапана
- дата изготовления
Маркировочную табличку прикрепляют, как правило, к крышке клапана или к наружной поверхности выходного фланца
Установка предохранительных клапанов
Предохранительные клапаны после установки должны быть доступны для обслуживания. Клапаны закрытого типа монтируются внутри помещений; открытого типа-на воздухе вне помещений.
При установке предохранительных клапанов следует обращать внимание на то, чтобы они непосредственно сообщались с паром в защищаемом сосуде. Если это невозможно, установку следует производить на трубопроводе или специальном отводе в максимальном приближении к сосуду. Монтаж дополнительных приспособлений между сосудом и клапаном запрещен.
Когда давление сбрасывается в атмосферу, клапаны устанавливаются на высоте 6-30 метров над землей и не менее трех метров над уровнем зданий.
Предохранительные клапаны, как правило, устанавливаются в вертикальном положении. При этом нижний фланец клапана присоединяется к защищаемому оборудованию. А боковой выходной-к газоотводящей линии.
Предохранительные клапаны устанавливаются в соответствии со схемами установки. В схемах указывается число клапанов, их сечение, тип или марка изделия. Чаще всего клапаны монтируются в верхней точки системы отопления (кроме обратного).
При установке нужно следить, чтобы диаметр штуцера аппарата не был меньше диаметра приемного патрубка клапана. При установке системы аппаратов без запорной арматуры разрешается установка одного клапана на всю группу устройств.
Если в процессе эксплуатации сантехнического оборудования предусматривается остановка всех устройств в системе на долгое время, необходима установка двух клапанов. Каждый из них должен быть с пропускной способностью, достаточной для всей системы. А переключатель должен быть настроен на отключение обоих клапанов не совместно, а поочередно.
Условия эксплуатации клапанов
После проверки и ревизии клапаны настраиваются и проходят необходимую регулировку на заданное давление. Затем прибор пломбируют. Установка без пломбы категорически запрещена. Все предохранительные клапаны имеют технологический паспорт или «карточки эксплуатации».
Срок эксплуатации предохранительный клапанов напрямую зависит от правильной эксплуатации и обслуживания. Часто в процессе эксплуатации возникают различные дефекты.
Среди них такие распространенные дефекты:
- утечка
- пульсация
- задиры
Утечка характеризуется пропуском рабочей среды. Возникает при повреждении уплотнителей и попадании на них посторонних предметов. А так же при деформации пружины. Устраняется продувкой, притиркой, заменой пружины, правильным монтажом или новой регулировкой клапана.
Пульсация-слишком частое открытие/закрытие. Возникает при суженом сечении или большой пропускной способности. Устраняется проблема правильным подбором необходимых параметров.
Задиры во время эксплуатации возникают в результате перекосов при сборке. Устраняются при помощи механической обработки и дальнейшей правильной сборкой.
Условия хранения
Место хранения приборов должно находиться в сухом закрытом помещении. Приборы располагаются в вертикальном положении на специальных подкладках. Их помещают в ящики или стеллажи, которые обеспечивают вертикальное расположение.
При этом все детали должны быть смазаны и завернуты в промасленную бумагу.
Штуцеры в режиме хранения должны быть в плотно закрытом состоянии.
