Предохранительный запорный клапан газовый принцип работы

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.

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.

Назначение предохранительного клапана давления

Предохранительный клапан давления служит для предохранения гидросистемы от чрезмерного повышения давления, ограничивая предельную величину давления, при достижении которой нагнетательная магистраль сообщится с баком.

Если поток жидкости, нагнетаемой насосом, не расходуется на перемещение гидродвигателей, то давление жидкости в системе может возрастать неограниченно до тех пор, пока какая-либо ее часть не разрушится. Для того, чтобы ограничить рост давления, не доводя его до недопустимого значения, необходимо предоставить жидкости возможность при достижении предельно допустимого давления поступать от гидронасоса обратно в бак. Эту возможность и предоставляет предохранительные клапаны.

Виды предохранительных клапанов

К основным видам предохранительных клапанов давления относятся:

  • предохранительные клапана давления прямого действия, содержащие один запорно-регулирующий элемент (затвор), который меняет размеры проходного сечения между ним и седлом при непосредственном воздействии на него потока жидкости.;
  • предохранительные клапаны непрямого действия (двухступенчатые), у которых имеются основной и вспомогательный запорные элементы (затворы). Причем изменение рабочего проходного сечения основным затвором осуществляется в результате воздействия потока на вспомогательный затвор дисковый, срабатывание которого влечет за собой срабатывание основного затвора.

Принцип работы предохранительного клапана

Схематическое изображение работы предохранительного клапана приведено на рис.1

Дальнейшее повышение давления жидкости окажется уже невозможным, так как жидкость будет поступать из нагнетательной магистрали через открытый клапан на слив, т.е. клапан будет работать в режиме перелива. Снижение давления в системе приведет к закрытию клапана и разобщению нагнетательной и сливной магистралей. Усилие пружины, изменяемое с помощью регулировочного винта 4, определяет давление, при котором клапан сработает.

Затвор 1 под действием усилия пружины 3 плотно прижимается к седлу в корпусе 2, герметично отделяя канал “Р”, сообщенный с нагнетательной магистралью системы, от отводящего канала “Т”, сообщенного со сливной магистралью, до тех пор, пока усилие действующие на затвор со стороны жидкости остается меньшим усилия пружины (). Когда усилие со стороны жидкости превысит усилие со стороны пружины, затвор отойдет от седла и образуется кольцевая щель между ними, так что каналы “Р” и ”Т” окажутся сообщенными друг с другом ().

Особенности установки предохранительного клапана

Во время установки клапана нужно строго соблюдать все правила, которые перечислены в нормативной документации изделия. Также установку нужно проводить с учетом мощности и рабочего давления.

Но ключевые принципы установки такие:

  • осуществите предварительный расчет элементов конструкции;
  • установку проводите на подающем трубопроводе рядом с котлом;
  • рядом с клапаном рекомендовано поставить манометр;
  • при использовании пружинной конструкции , пружинная ось должна быть вертикальной и размещаться над корпусом;
  • рычаг клапана рычажно-грузового типа должен стоять горизонтально над клапаном;
  • в системе горячей воды клапан надо ставить в верхней точке нагревателя воды на ее выходе;
  • нельзя сужать диаметры при несоответствии размеров клапана и диаметра трубопровода и других причинах;
  • соединительная труба не должна быть слишком длинной;
  • после подключения к трубопроводу патрубки нужно выводить в безопасное место;
  • настройка клапанов делается на 20 процентов больше рабочего давления отопительной системы;
  • проверку нужно выполнять принудительным открытием.

Также нельзя забывать о том, что регулировать и проверять давление нужно как минимум раз в году перед отопительным сезоном.

Советы по установке

Схема установки предохранительного клапана в закрытой системе отопления. (Для увеличения нажмите)

Безотказная и безаварийная работа системы отопления частного дома, производственного здания, офиса и т.д. будет зависеть не только от правильно выбранных элементов.

Советы по установке

Для того чтобы не было сбоев в работе все приборы необходимо грамотно разместить. Вот несколько советов, где размещать предохранительные клапаны:

  1. Клапаны, предназначенные для защиты от повреждений из-за скачков давления лучше всего ставить на магистрали «от котла в систему».
  2. При установке клапанов, предусматривающих сброс давления путём выпуска теплоносителя (сбросной, обратный, пружинный, шаровой) стоит позаботиться о том, куда именно будет происходить сброс лишней жидкости. Лучше смонтировать специальный шланг сброса в канализацию, обезопасив помещение от возможного розлива теплоносителя.
  3. Очень часто причиной скачка давления бывает завоздушенность системы. Смонтировав предохранительный клапан, но не предусмотрев воздушный, потребитель будет нести постоянные убытки в виде потерь теплоносителя, не решая проблемы.
  4. Воздушный, трёхходовой клапаны необходимо устанавливать в самой высокой точке системы отопления, тогда клапан будет наиболее эффективно удалять газы. Наилучшие результаты достигаются, когда такая точка предусмотрена сразу на выходе из котла горячего теплоносителя.
  5. В сложных системах отопления, имеющих несколько контуров и предусматривающих возможность полностью отключать некоторые из них, место установки защитного клапана должно быть выбрано обязательно до перекрывающих вентилей. Никакая другая запорная арматура также не должна находится между защитным клапаном и котлом.

Статья, посвящённая балансировочному клапану, расположена здесь: 

Советы по установке

Похожие записи: Установка обратного клапана канализации в квартире Трехходовой смесительный клапан в системе отопления: разновидности, предназначение и принцип работы Предохранительный клапан для бойлера

Монтаж

Есть ли какие-то тонкости у установки предохранительного клапана своими руками?

Монтаж
  • На ГВС он монтируется перед входным патрубком бойлера и после обратного клапана (разумеется, если клапаны не объединены общим корпусом);

Клапан на входе бойлера

Монтаж
  • На отоплении включающая предохранительный клапан группа безопасности стоит на минимальном расстоянии от выходного патрубка котла — там, где в первую очередь начинает расти давление при перегреве теплоносителя;

Группа безопасности смонтирована на минимальном расстоянии от выходного патрубка котла

Монтаж

Однако: большинство ТЭНовых электрических и настенных газовых котлов комплектуются собственной группой безопасности, находящейся внутри корпуса.

Предохранительный клапан в корпусе газового котла

Монтаж
  • Для герметизации резьбы на подключении к водопроводу можно использовать любую термостойкую подмотку — лен с краской или герметиком, ленту ФУМ или полиэстеровую нить с силиконом (к примеру, Тангит Унилок);

Материалы для подмотки трубных резьб

Монтаж
  • Дренажный патрубок направляется в отвод внутренней канализации или любой подключенный к ней сантехнический прибор. При необходимости дренаж наращивается трубкой.

Дренаж соединяется с канализацией или направляется в ближайший сантехприбор

Как замаскировать котел на кухне?

Если перед вами стоит вопрос о том, как закрыть котел на кухне, то не стоит думать, что после установки водонагревательного газового котла придется менять дизайн кухни. Современный рынок техники представляет всеобщему вниманию огромное разнообразие цветов и оттенков газовых котлов. (См. также: Как правильно выбрать электрический котел отопления с насосом?)

Если правильно подобрать цвет газового водонагревателя, то его можно и вовсе ничем не закрывать. Однако если все же эта установка никак не сочетается с дизайном, что же делать, как закрыть котел на кухне? Ответ прост: можно просто спрятать его в одном из шкафчиков кухонного гарнитура.

Как замаскировать котел на кухне?

Стоит помнить, что шкафчик должен быть вентилируемым. Такая мера предосторожности должна осуществляться из соображений пожаробезопасности. Вообще использование любого котла, даже самого нового и по заверениям специалистов самого безопасного, не избавляет от необходимости продумать каждый шаг относительно мер безопасности. Ведь порой халатное отношение может стать причиной серьезных последствий.

Статьи по теме:

  1. Как подобрать предохранительный клапан
  2. Режимно-наладочные испытания котлов
  3. Виды котлов отопления
  4. Сервисное обслуживание газовых котлов
  5. Неисправности газовых котлов
  6. Использование электрических котлов
  7. Ремонт котлов Бакси
  8. Вытяжные трубы для газовых котлов
  9. Дымоходы для котлов своими руками
  10. Устройство дымоходов для газовых котлов
  11. Стабилизаторы напряжения для газовых котлов
  12. Технические характеристики газовых котлов

Конструктивные особенности и функционирование

Рассмотри подробно, как устроен клапан предохранительный с пружиной. Его корпус изготавливается по технологии горячего штампования из латуни. Основной рабочий элемент – пружина, которая поджимает мембрану, перекрывающую седло.

Клапан с пружинным механизмом

На штоке, соединенном с рукояткой, расположена шайба, которая служит упором для верхнего конца пружины. При помощи рукоятки меняется положение шайбы и, соответственно, прижимное усилие на мембрану. Для изготовления пружины используется сталь, рукоятка, уплотнители и мембрана выполнены из полимерных материалов.

Принцип действия устройства следующий: пока параметры теплоносителя не превышают заданных предельно допустимых значений, мембрана плотно перекрывает отверстие. Когда ситуация близка к аварийной, при возрастании давления перегретый теплоноситель (смесь воды с паром) приподнимает мембрану, преодолевая сопротивление пружины. Благодаря этому пароводяная смесь сбрасывается наружу через специальное отверстие. После сбрасывания лишнего объема пароводяной смеси давление в трубопроводе снижается, и теплоноситель снова теряет возможность поджать пружину.

Обратите внимание! Срабатывание устройства может происходить циклически, если котел эксплуатируется на пределе мощности, нагревая теплоноситель до 90-95 градусов. Такой режим функционирования негативно сказывается на защитном устройстве – после нескольких срабатываний подрывный клапан начинает подтекать из-за потери герметичности.

Почему подтекает аварийный клапан

В случае появления под предохранительным клапаном лужицы, надо проводить ревизию в системе. Если длительное время не обращать внимания на этот симптом, может даже взорваться котел. Так что сразу проверяем возможные причины:

  • В расширительном баке слишком низкое давление и он не справляется с задачей. Проверяем давление в мембранном баке. Для этого в верхней части есть золотник, к нему подключаем манометр и смотрим показания. Должно быть на 0,2-0,5 Бар меньше , чем рабочее давление системы. Если слишком низкое, берем насос и через тот же золотник подкачиваем.
  • В мембранном баке повредилась мембрана. Выход — меняем мембрану или ставим новый бачок.
  • Мембранный бак меньшего размера, чем необходимо для системы (10% от объема системы). Если объем действительно мал, либо ставим второй бак, либо меняем на больший.
  • Перегревается теплоноситель (закипает). Для решения проблемы необходимы схемные решения, требуется модернизация схемы. Более щадящий, но временный выход — снижение интенсивности горения.

    Если не обращать внимания на капающий подрывной клапан, может ворваться котел

  • Аварийный клапан засорился. Иногда на седле или резиновой прокладке появляются отложения. Это может быть принесенный потоком теплоносителя мусор, а может — это результат постоянных подтеканий. В первом варианте просто убираем мусор и ставим устройство на место. Во втором придется клапан заменить. Налет образуется когда сбрасывается немного жидкости и она засыхает, а это ненормальная работа системы (или клапана). Выход — замена. Если и новый подтекает, надо проверять все варианты по списку выше.
  • Неправильно выставленное давление сработки на клапане. В этом случае необходимо проверить, при каком давлении реально срабатывает ваше защитное устройство. Для этого можно понижая и повышая в системе давление, определить реальный порог срабатывания. Если модель регулируемая, подкорректировать установки. Если значение срабатывания фиксированное — придется покупать другое устройство.
Почему подтекает аварийный клапан

Еще раз обращаем ваше внимание на то, что лужица под аварийным клапаном — повод для беспокойства и сигнал о том, что надо провести ревизию компонентов системы, отвечающих за стабилизацию давления.

Как выбрать клапан для отопительного котла

Подбирая предохранительный клапан для отопления, руководствуются следующими соображениями:

  1. Определяющим фактором для выбора предохранительного клапана является его давление срабатывания. Обычный стандарт для бытовых приборов, применяемых в системе отопления, согласно расчетам — 3 бара. Данный показатель связан с тем, что в большинстве индивидуальных замкнутых контуров с радиаторами, использующих циркуляционные насосы, транспортируется теплоноситель со стандартным напором 1,5 бара. Его колебания при нагреве до самых высоких температур могут достигать 2,5 бара, а предельный показатель более 3 бар говорит о перегреве теплоносителя и может стать критическим для полимерных трубопроводов (котел выдерживает значительно большие гидравлические нагрузки).
  2. Среди моделей, представленных на рынке, масса изделий из Китая малоизвестных брендов. Хорошим соотношением цены и качества обладает российско-итальянский продукт Valtex, клапаны от итальянского производителя котлов Бакси. Многие известные поставщики электрокотлов с брендами Вайлант, Аристон, Бакси дополнительно выпускают сопутствующее оборудование, куда входят и предохранительные клапаны.
  3. С точки зрения стоимости, удобства монтажа и функциональности лучше всего приобретать группу безопасности. В блок дополнительно входят манометр (позволяет контролировать процесс настройки и давление в системе) и автоматический клапан для стравливания воздуха в контуре.

На заметку: Некоторые производители (Valtex) делают цвет ручки нерегулируемых предохранительных клапанов красного, желтого и черного цветов, указывая тем самым на предельно допустимые параметры давления (например, черная ручка 1,5 бара, красная — 3 бара, а желтая — 6 бар).

Схема установки защитного клапана

Технические требования к предохранительным клапанам

Главным и наиболее ответственным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является высокая надёжность, включающая в себя:

  • безотказное и своевременное открытие клапана при заданном превышении рабочего давления в системе;
  • обеспечение клапаном в открытом положении требуемой пропускной способности;
  • осуществление своевременной обратной посадки (закрытия) с требуемой степенью герметичности при заданной величине падения давления в системе после аварийного срабатывания и сохранения установленной степени герметичности при последующем возрастании давления до величины рабочего;
  • обеспечение стабильности работы, то есть сохранение в течение всего срока эксплуатации и заданного числа циклов срабатывания параметров настройки и требуемой степени герметичности запорного органа при рабочем давлении.

Предохранительные клапаны подлежат периодической проверке в специализированной организации или испытанию в действии. Все клапаны должны быть испытаны на прочность, плотность, а также герметичность сальниковых соединений и уплотнительных поверхностей[2]

Читайте также:  Напольный газовый котел с коаксиальным дымоходом