Перепускной клапан системы отопления; виды и принцип работы

Перепускной клапан системы отопления — виды и принцип работы

Перепускной клапан терморегулятора отопительной системы — это достаточно простой механизм, который применяется для сброса рабочей среды. Все дело в том, что обогревательные приборы, в комплектацию которых входит терморегулятор, постоянно работают в новых условиях, поскольку они моментально реагируют на любые, даже самые незначительные изменения в окружающей среде.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

• Принцип работы перепускного клапана отопительной системы
• Назначение и место установки
• Разновидности перепускных клапанов

При появлении сигнала на изменение температурного режима, теплоноситель сразу же перестает подаваться в водяные радиаторы отопления. Или же процесс поступления жидкости полностью возобновляется.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Такие ситуации приводят к увеличению рабочего давления, и зачастую показатели доходят до критической отметки, что особенно актуально для радиаторов, выполненных из стали. И здесь необходимо использовать перепускной клапан, который установлен за циркуляционным насосом .

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

Клапан перепускной угловой Watts USVR 1 1/4″ НВ для систем отопления

Принцип работы перепускного клапана отопительной системы

Перепускной клапан соединяется с:

• насосом;
• трубой обратки;
• подающим патрубком.

Принцип работы перепускного клапана системы отопления отличается от предохранительного, поэтому отождествлять их не стоит. Подключаются они разными способами, предохранительный монтируется к сточной трубе.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Когда радиаторы перекрываются под воздействием терморегуляторов — повышается давление в отопительной системе и включается перепускной клапан, который перегоняет горячую жидкость в обратку.

Оперативная работа перепускного клапана снижает и давление в отопительном контуре и делают его более стабильным, что в разы снижает риски для водяных радиаторов.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Если речь идет о более сложных отопительных системах, где несколько контуров, то в таких случаях перепускной клапан монтируется за всеми циркуляционными насосами , которые присутствуют в системе. Если в подобных системах установлены перепускные клапаны, контуры отопления стабильно и без сбоев работают в нормальном режиме.

p, blockquote 8,1,0,0,0 —>

В системах отопления за циркуляционным насосом следует обратный клапан, который выступает своеобразным препятствием для теплоносителя и не позволяет ему двигаться в обратном направлении из-за повышения давления.

Конструкция обратного клапана состоит из заслонки и пружины с небольшим усилием, которого вполне хватает для запирания прохода для теплоносителя, движение которого может пойти в обратную сторону.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Назначение и место установки

Монтаж термостатического клапана осуществляется методом его врезки в систему на небольшой дистанции от насоса, который осуществляет подачу жидкости. Этот участок находится между обраткой и контуром подачи. Благодаря режиму настройки максимально допустимой границы давления рабочей среды, владелец может самостоятельно выполнить настройку прибора.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

На сегодняшний день ассортимент изделий — обширный. Однако, все же лучше отдавать предпочтение известным, хорошо зарекомендовавшим себя торговым маркам: Mankenberg, Valtec, DANFOSS. Отзывы пользователей свидетельствуют о том, что устройства, выпускаемые данными производителями, отличаются высокой эффективностью, надежностью и длительным сроком службы.

p, blockquote 12,0,0,1,0 —>

Основное предназначение регулировочных термостатических клапанов заключается в обеспечении стабильной разницы в давлении между обратным и подающим трубопроводами в отопительных системах закрытого типа. Если тепловая нагрузка снижается — термостатические радиаторные вентили закрываются, и как следствие — перепад давления между обратным и подающим трубопроводами становится выше.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

С применением перепускного клапана вы получите ряд достоинств:

• нагрузка на насос будет гораздо ниже;
• на котле будет появляться гораздо меньше ржавчины;
• процесс работы отопительного прибора будет бесшумным;
• температура рабочей среды в обратном трубопроводе будет выше.

Разновидности перепускных клапанов

Для того, чтобы определиться с порядком монтажных работ и подбором деталей для радиаторов, необходимо быть осведомленным о видах и предназначении предохранительных перепускных клапанов.

1. Муфтовые предохранители. Данные изделия — это механизмы с двухсторонней резьбой и прокладкой, которая находится с внешней стороны. Работает данная деталь при помощи пружины, которая удерживает шток . Когда на шток вы приложите усилие, то откроется проход. При появлении давления с обратной стороны, за счет блокировки, оно усилится. Выполняются такие предохранители из латуни. Тарелка, которая располагается внутри штока , производится из термоустойчивого пластика, а пружина — из нержавейки. Механизм функционирует за счет того, что под давлением вода попадает на заслонку, которая поднимается, в свою очередь освобождая движение потоку. Когда давление снижается, шток опускается, поэтому возвращение потока исключено.
2. Трехходовые клапаны. Такой элемент предназначен для того, чтобы теплоноситель охлаждался. Выделяются изделия с ручным управлением, электроприводом и сервоприводом . Конструкция их достаточно простая, имеются выходящие и входящие отверстия. Поток движения жидкости регулируется при помощи специальной заслонки, которая напоминает шток либо шар. При ее вращении поток движется в требуемом направлении. Данный клапан устанавливается на контуры, где температурный режим невысокий. Например, в участках, где к теплому полу примыкают батареи, функционирующие от одного источника тепла.
3. Четырехходовый клапан. Данное изделие производится обычно из бронзы. У него есть три отверстия: два выходных и одно входное. В качестве регулирующего элемента выступает коррозионно-устойчивый шток. При движении в вертикальном направлении он не осуществляет перекрытие течения воды целиком, что позволяет перераспределить потоки.

Таким образом, пренебрегать установкой перепускного клапана в системе отопления не стоит.

Зачем нужен предохранительный клапан для котла отопления?

В любой отопительной системе может произойти экстренная ситуация, связанная с повышенным нагревом теплоносителя, при котором он расширяется и выводит котел из строя. Чтобы предотвратить аварию, ведущую к значительным финансовым потерям, применяют предохранительный клапан в системе отопления, устанавливаемый в непосредственной близости от котла.

Сбросной клапан используют во всех коммунальных и индивидуальных отопительных системах частных домов, где он является основным элементом защиты котельного оборудования и повышения безопасности его обслуживания. Для его правильной установки следует точно подобрать прибор по техническим характеристикам системы и знать технологически грамотное место монтажа.

Спускной клапан в обвязке отопительного котла

Назначение предохранительного клапана

В отличие от систем отопления с открытым расширительным баком, где перепады давления приводят к увеличению объема теплоносителя в емкости или, в аварийных ситуациях, испарению воды в окружающую среду, в замкнутом контуре все процессы происходят внутри котла и трубопровода. Для удаления из закрытой системы излишков расширившегося рабочего тела используют автоматические клапаны, настроенные на его физические параметры, точнее, давление.

При эксплуатации наибольшую величину давления и температуры теплоноситель имеет на выходе котла, к тому же нагревательное оборудование является самым дорогостоящим в системе — из-за этих факторов предохранительный клапан сбросной системы отопления устанавливают рядом с котлом и он предназначен для его защиты.

Как работает предохраняющий клапан

Принцип работы

Клапан, защищающий котел, имеет простое устройство и работает по принципу, понятному даже школьнику. Прибор состоит из прямого фитинга с отводом под углом 90 градусов и подпружиненного герметичного затвора, перекрывающего боковой проход. При увеличении давления в системе от перегрева, превышающего прижимное усилие пружины, удерживающей в неподвижном положении клапан, он поднимается вверх и открывает боковое отверстие.

Излишки жидкости начинают выливаться сбоку и отправляются в емкость, дренажную или канализационную систему. После стравливания части теплоносителя давление в системе и на клапан ослабевает, пружина ставит его на место, перекрывая боковой патрубок.

Конструктивное устройство пружинного вида

Конструкция

Типовой предохранительный клапан для котла имеет разборную конструкцию и состоит из следующих основных элементов:

Корпус. Обычно изготавливается из латуни и имеет вид тройника. По его сторонам расположены нижнее входное резьбовое отверстие, боковой выходной патрубок и верхнее седло, на которое усаживается фасонный уплотнитель.

Запорная группа. Представляет собой подпружиненный шкив с цилиндрическим (дисковым) концевым запорным элементом, на который одевается эластичный резиновый уплотнитель в виде стакана (диска).

Крышка. В верхний резьбовой патрубок латунного корпуса вкручивается крышка черного цвета из термостойкого полимера, удерживающая подпружиненный шток в рабочем положении. На верхних гранях крышки имеются выступы, по которым скользит фигурный в нижней части верхний колпачок, соединенной с запорным штоком. При повороте на определенный угол колпак поднимается вместе со штоком и открывает боковой патрубок — это позволяет использовать предохранительный клапан для отопления всегда открытым в ручном режиме.

Колпачок. Полимерная деталь обычно красного цвета с ребристой боковой поверхностью, прикручивается к полому внутри штоку винтом. Имеющиеся в нижней части колпачка пологие выступы при его вращении попадают на зубцы крышки — ручка приподнимается вместе с подпружиненным затвором и открывает боковой канал, позволяя сбрасывать давление вручную.

Регулировочная шайба. Внутренняя стенка крышки имеет резьбу, в которой вращается гайка регулировки, при опускании вниз она сжимает пружину — таким образом происходит увеличение порога срабатывания клапана. При выкручивании гайки вверх пружина ослабляется и давление срабатывания уменьшается. Для проворачивания гайка оснащена поперечным шлицем в верхней части под плоскую отвертку.

Клапан для водонагревательных бойлеров – конструкция и внешний вид

Разновидности

Существующие разновидности клапанов способны работать с котельным оборудованием от ведущих зарубежных (Vaillant, Baxi, Ariston, Navien, Viessmann) и отечественных (Невалюкс) производителей на газе, жидком и твердом топливе в ситуациях, когда автоматический контроль за работой системы из-за типа топлива затруднен или нарушен при выходе из строя автоматики. В зависимости от конструктивного исполнения и принципа работы предохранительные клапаны делят на следующие группы:

1. По назначению оборудования, в которое их устанавливают:

• Для отопительных котлов, имеют приведенную выше конструкцию, часто поставляются на арматуре в виде тройника, в которую дополнительно установлены манометр для проверки давления и клапан развоздушивания.
• Для водогрейных бойлеров, в конструкции присутствует флажок для спуска воды.
• Емкостей и сосудов под давлением.
• Напорных трубопроводов.

1. По принципу срабатывания прижимного механизма:

• От пружины, прижимное усилие которой регулируется внешней или внутренней гайкой (ее работа рассмотрена выше).
• Рычажно-грузовые, применяются в промышленных отопительных системах, рассчитанных на сброс больших объемов воды, их порог срабатывания можно регулировать подвесными грузами. Они подвешены на ручке, связанной с запорным золотником принципом рычага.

1. Скорости срабатывания запорного механизма:

• Пропорциональные (малоподъемные пружинные) — герметичный запор поднимается пропорционально давлению и линейно связан с его увеличением, при этом сливное отверстие постепенно приоткрывается и аналогичным образом закрывается с уменьшением объема теплоносителя. Преимущество конструкции — отсутствие гидроударов при различных режимах перемещения запорного клапана.
• Двухпозиционные (полноподъемные рычажно-грузовые) — функционируют в положениях открыто-закрыто. При превышении давления выше порога срабатывания выходное отверстие полностью открывается и происходит стравливание лишнего объема теплоносителя. После того как давление в системе нормализуется, выходное отверстие полностью перекрывается, основной недостаток конструкции — наличие гидроударов.

1. По регулировке:

• Нерегулируемые (с колпачками разных цветов).
• Регулируемые винтовыми деталями.

1. По конструкции регулировочных элементов сдавливания пружины с:

• Внутренней шайбой, принцип работы которых был рассмотрен выше.
• Наружным винтом, гайкой, модели используются в бытовых и коммунальных отопительных системах с большими объемами теплоносителя.
• Рукояткой, подобная система регулировки используется во фланцевых промышленных клапанах, при полном поднятии ручки можно производить разовый спуск воды.

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

Как установить

При монтаже предохраняющей спускной арматуры соблюдают следующие правила:

1. Обычно клапан сброса давления в системе отопления ставят в бытовой контур в единственном экземпляре. Его основные точки размещения — непосредственно над электрическим, твердотопливным, газовым котлом на его выходном патрубке или рядом в горизонтально расположенный трубопровод. Если это по техническим причинам невозможно, главное условие правильного монтажа — установка в линию подачи до первого отсекающего вентиля.
2. Выходной боковой патрубок обычно соединяют с канализационной или дренажной системой, если это технически сложно или объем теплоносителя в контуре невысок, можно воспользоваться гибкой подводкой, которую опускают в емкость подходящего объема.
3. Отвод жидкости должен проводиться с разрывом струи через воронку или гидравлический затвор для обеспечения работоспособности системы при засорении канализации.
4. При монтаже в трубопровод используют тройник с нижним отводом подходящего диаметра, его стандартное значение 1/2, 3/4, 1 и 2 дюйма. Диаметр подводящего к клапану трубопровода не должен быть меньше, чем у системы.

Почему может подтекать клапан

Клапан сброса давления в отопительной системе может подтекать по разным причинам. В некоторых ситуациях это допустимый естественный процесс, в других случаях протечка говорит о неисправности прибора.

Подтекание клапана защиты может быть вызвано следующими причинами:

1. Повреждением герметичного резинового стакана, диска в результате многократного использования. Если при ремонте деталь на замену не удастся обнаружить в продаже или она не входит в комплектацию, придется менять прибор полностью.
2. В пружинных видах открывание бокового спускного патрубка происходит постепенно, при пограничных значениях давления или кратковременных скачках клапан может частично срабатывать и капать, что не говорит о его неисправности.
3. Подтекание могут вызвать неправильная настройка или неисправности расширительного бака — повреждение его мембраны, выход воздуха через разгерметизированный корпус или испорченный ниппель. В этом случае возможны резкие скачки давления в результате гидроударов, вызывающие периодическое кратковременное вытекание теплоносителя через предохранительный клапан.
4. Причина подтекания некоторых регулируемых клапанов – просачивание жидкости по штоку через верх во время срабатывания.
5. Если на отводном патрубке создается противодавление выше порога срабатывания прибора, также происходит протечка.

Предохранительный клапан паровых котлов призван защищать их от превышения давления в системе, вызванного разными факторами, и является обязательным элементом при эксплуатации данного вида оборудования. В продаже имеется широкий ряд предохранительных устройств от китайских, отечественных и европейских производителей, отличающихся относительно невысокой стоимостью. При покупке рациональные выбрать защитную группу из нескольких приборов, куда дополнительно входят манометр и воздушный спускной клапан.

Обратный клапан для отопления: схема подключения, виды и рекомендации по эксплуатации

Во время работы отопительной системы возможно изменение направления движения горячей воды. Это приводит к дестабилизации теплоснабжения, может стать причиной выхода из строя отдельных компонентов. Во избежание подобного явления устанавливается обратный клапан для отопления. Схема его подключения зависит от конструкции системы и ее параметров.

Назначение обратного клапана

Конструктивно — это патрубок определенного диаметра, внутри которого расположен запирающий элемент. Обратный клапан интегрируется в трубопровод отопления на участках, где есть вероятность обратного течения воды. Он не должен негативно влиять на параметры теплоснабжения — создавать зоны неравномерного давления, снижать интенсивность потока теплоносителя.

Основные характеристики устройства:

• Номинальный диаметр проходного отверстия. Он должен соответствовать такому же параметру трубопровода, куда будет интегрировано устройство.
• Рабочее и максимальное давление в системе. При превышении последнего значения запорный механизм может выйти из строя, что станет причиной отсутствия циркуляции в системе.
• Материал изготовления.
• Конструкция: шаровый, подъемный, лепестковый или пружинный дисковый.

На последнее нужно обращать особое внимание. Некоторые модели конструктивно не предназначены для работы в автономном теплоснабжении частного дома или квартиры. Поэтому к выбору обратного клапана нужно подойти профессионально.

Виды и особенности конструкции

На первом этапе определяются характеристики теплоснабжения – значение давления, диаметр трубопровода, приблизительная скорость потока при различных тепловых режимах. Затем, на основе этих данных, подбираются наиболее подходящие модели обратного клапана.

Классификация по конструктивным особенностям:

• Пружинный. Оптимальный вариант для теплоснабжения частного дома или квартиры. В патрубке установлен шток с пружиной. Он упирается в ограничитель дисковой формы. При нормальном движении жидкости давление на диск открывает клапан. Если же происходит изменение направления – под действием пружины дисковая часть перекрывает рабочее сечение трубы.
• Лепестковый или пружинно-дисковый. Они применяются для центрального теплоснабжения. Ограничительная шторка, диаметр которой равен рабочему сечению трубы. Пружина фиксирует лепесток в закрытом состоянии, но под воздействием давления он открывается. Преимущества – максимальная пропускная способность.
• Шаровые. Патрубок имеет сложную зигзагообразную форму. В рабочей части располагается сфера, которая под действием напора поднимается вверх, обеспечивая нормальное прохождение теплоносителя. Недостаток – применяется только для труб большого диаметра.

Для автономного теплоснабжения оптимальным вариантом будет пружинный обратный клапан. Чаще всего он изготавливается из латуни, стоимость – от 120 рублей.

Рекомендации по подключению

Обратный клапан монтируется с целью предотвращения изменения направления движения потока жидкости в трубах. Он является обязательным элементом в системах отопления с принудительной циркуляцией и гравитационном отоплении. Обязателен монтаж на трубе, перед подключением к патрубку котла. Он монтируется после циркуляционного насоса.

Кроме этого защитное устройство устанавливается в обвязке насоса – на резервной трубе. Это необходимо в случае отключения электроэнергии или поломки насоса. В таком случае контур с принудительной циркуляцией запирается с помощью кранов, а поток жидкости направляется в патрубок с обратным клапаном.

Еще один вариант применения — обустройство узла подпитки теплоснабжения. Он необходим для автоматического добавления воды в магистраль при критическом снижении ее объема или давления. Обратный клапан для этой схемы выполняет защитные функции – предотвращает движение теплоносителя в водопровод при критическом снижении напора в нем.

Защитное устройство может использоваться для обустройства систем теплого пола, смесительных узлов. В некоторых случаях его рекомендуют устанавливать в обвязке радиаторов на байпас. Главное — он не должен дестабилизировать работу теплоснабжения. Для этого необходимо периодически проверять его, в случае ухудшения эксплуатационных качеств делать ремонт или замену.

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан — трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением путём автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением сверх установленного. Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления. Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкций защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия.

Опасное избыточное давление может возникнуть в системе как в результате сторонних факторов (неправильная работа оборудования, передача тепла от сторонних источников, неправильно собранная тепломеханическая схема и т. д.), так и в результате внутренних физических процессов, обусловленных неким исходным событием, не предусмотренным нормальной эксплуатацией. Предохранительные клапаны устанавливаются везде, где может это произойти, то есть практически на любом оборудовании, но в особенности они важны в сфере эксплуатации промышленных и бытовых сосудов, работающих под давлением.

Существуют и другие виды предохранительной арматуры, но клапаны используются наиболее широко вследствие простоты своей конструкции, лёгкости настройки, разнообразия видов, размеров и конструктивных исполнений [1] [2] [3] .

Содержание

Принцип действия [ править | править код ]

На поясняющем рисунке справа — чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия [2] .

Классификация предохранительных клапанов [ править | править код ]

• клапаны прямого действия — обычно именно эти устройства имеют в виду, когда используют словосочетание предохранительный клапан, они открываются непосредственно под действием давления рабочей среды;
• клапаны непрямого действия — клапаны с управлением путём использования постороннего источника давления или электроэнергии, общепринятое название таких устройств импульсные предохранительные устройства;

• клапаны пропорционального действия (используются на несжимаемых средах)
• клапаны двухпозиционного действия

• малоподъёмные — клапаны, у которых ход запирающего элемента не превышает 1/20 от наименьшего диаметра седла
• среднеподъёмные — клапаны, у которых ход запирающего элемента составляет от 1/20 до 1/4 от наименьшего диаметра седла
• полноподъёмные — клапаны, у которых ход запирающего элемента составляет 1/4 и более от наименьшего диаметра седла

• грузовые или рычажно-грузовые
• пружинные
• рычажно-пружинные
• магнито-пружинные

Различия в конструкциях [ править | править код ]

Предохранительные клапаны как правило имеют угловой корпус, но могут иметь и проходной, независимо от этого клапаны устанавливаются вертикально так, чтобы при закрывании шток опускался вниз.

Большинство предохранительных клапанов изготавливаются с одним седлом в корпусе, но встречаются конструкции и с двумя сёдлами, установленными параллельно [4] .

Малоподъемными называются предохранительные клапаны, у которых высота подъема запирающего элемента (золотника, тарелки) не превышает 1/20 диаметра седла, полноподъемными — клапаны, у которых высота подъема составляет 1/4 диаметра седла и более [3] . Существуют также клапаны с высотой подъема тарелки от 1/20 до 1/4, их обычно называют среднеподъемными. В малоподъемных и среднеподъемных клапанах подъем золотника над седлом зависит от давления среды, поэтому условно их называют клапанами пропорционального действия, хотя подъем не пропорционален давлению рабочей среды. Такие клапаны используются, как правило, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность. В полноподъемных клапанах открытие происходит сразу на полный ход тарелки, поэтому их называют клапанами двухпозиционного действия. Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как на жидких, так и на газообразных средах [4] [5] .

Наибольшие различия в конструкциях предохранительных клапанов заключаются в видах нагрузки на золотник.

Пружинные клапаны [ править | править код ]

В них давлению среды на золотник противодействует сила сжатия пружины. Один и тот же пружинный клапан может быть использован для различных пределов настройки давления срабатывания путём комплектации различными пружинами. Многие клапаны изготавливаются со специальным механизмом (рычагом, грибком и др.) ручного подрыва для контрольной продувки клапана. Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как во время эксплуатации могут возникнуть различные проблемы, например прикипание, примерзание, прилипание золотника к седлу. Однако в некоторых производствах в условиях агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка может быть очень опасной, поэтому для таких клапанов возможность ручной продувки не предусматривается и даже запрещается [6] .

Чаще всего пружины подвергаются воздействию рабочей среды, которая сбрасывается из трубопровода или ёмкости при срабатывании, для защиты от слабоагрессивных сред применяют специальные покрытия пружин. Уплотнение по штоку в таких клапанах отсутствует. В случаях же работы с агрессивными средами в химических и некоторых других установках пружину изолируют от рабочей среды при помощи уплотнения по штоку сальниковым устройством, сильфоном или эластичной мембраной. Сильфонное уплотнение применяется также в тех случаях, когда утечка среды в атмосферу не допускается, например на АЭС [5] [7] .

Рычажно-грузовые клапаны [ править | править код ]

В таких клапанах усилию на золотник от давления рабочей среды противодействует сила от груза, передаваемая через рычаг на шток клапана. Настройка таких клапанов на давление открытия производится фиксацией груза определённой массы на плече рычага. Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Такие устройства запрещено использовать на передвижных сосудах [8] .

Для герметизации сёдел больших диаметров требуются значительные массы грузов на длинных рычагах, что может вызвать сильную вибрацию устройства, в этих случаях применяются корпуса, внутри которых сечение сброса среды образовано двумя параллельно расположенными сёдлами, которые перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами. Таким образом, в одном корпусе монтируются два параллельно работающих затвора, что позволяет уменьшить массы груза и длины рычагов, обеспечивая нормальную работу клапана [5] .

Магнито-пружинные клапаны [ править | править код ]

В этих устройствах используется электромагнитный привод, то есть они не являются арматурой прямого действия. Электромагниты в них могут обеспечивать дополнительное прижатие золотника к седлу, в этом случае при достижении давления срабатывания по сигналу от датчиков электромагнит отключается и давлению противодействует лишь пружина, клапан начинает работать как обычный пружинный. Также электромагнит может создавать усилие открытия, то есть противодействовать пружине и принудительно открывать клапан. Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения электропитания, при обесточении такие устройства начинают работать как пружинные клапаны прямого действия.

Магнито-пружинные клапаны применяются чаще всего в сложных импульсных предохранительных устройствах в качестве управляющих или импульсных клапанов [6] [7] .

Технические требования к предохранительным клапанам [ править | править код ]

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

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] [8]

Правила и стандарты [ править | править код ]

В связи с широчайшим распространением предохранительных клапанов стандарты и правила, применяемые к ним, находятся во всех документах, которые регулируют использование всего оборудования, защищаемого ими. Например: Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» в России или «Boiler & Pressure Vessel Code» в США. Также существуют отраслевые документы, посвящённые исключительно предохранительным клапанам в применении к какому-либо оборудованию, например «Клапаны предохранительные паровых и водогрейных котлов. Технические требования (ГОСТ 24570-81)»

В связи с особой ответственностью предохранительных клапанов в обеспечении безопасности систем, которые ими обслуживаются, надзор за их использованием и утверждение правил и стандартов производят организации, специально уполномоченные государством, например в России это Ростехнадзор [5] [8] .