Как работают предохранительные клапаны для бойлеров. Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы

Для чего нужен предохранительный клапан на бойлере

Бойлер представляет собой ёмкость для воды с нагревательным устройством, которым могут быть: топка для твердого топлива, газовая горелка, змеевик для горячего теплоносителя из системы отопления (косвенный нагрев) и теплоэлектрический нагреватель (ТЭН). Большинство бойлеров оборудованы ТЭНами, это удобно и не требует больших затрат при обустройстве.

Бойлер заполняется водой и находится под избыточным давлением, равным напору в водопроводе. При нагревании вода расширяется и в резервуаре бойлера повышается давление. Чтобы нагретая вода не выдавливалась в трубопровод с холодной водой и не сливалась при отсутствии холодной воды, на входной патрубок устанавливают обратный клапан для водонагревателя .

Бойлер оборудован защитной автоматикой, которая регулирует температуру нагрева, задаваемую пользователем. Верхняя часть бойлера остается всегда не заполненной водой. Присутствующий воздух служит амортизирующей подушкой, компенсирующей расширение воды и потому давление растет не значительно и не так быстро, как если бы воздух отсутствовал.

Автоматика позволяет нагревать воду не выше 80 градусов. Но если она выйдет из строя, то нагрев будет продолжаться непрерывно и может привести к образованию высокого давления, способного повредить бойлер. Чтобы этого не случилось, устанавливают предохранительный клапан сброса давления для бойлера . Который, при превышении давлением установленной величины, открывается и производит сброс излишков воды.

Производители электрических водонагревателей объединили два клапана, обратный и предохранительный в один корпус. Теперь это устройство выполняет обе функции.

Принцип работы предохранительного клапана

Клапан представляет собой диск на штоке с резиновым уплотнителем по краю. Клапан нагружается пружиной. Сила воздействия пружины подбирается с учетом допустимого давления воды в ёмкости бойлера. Принцип работы в следующем, при превышении давления в ёмкости выше допустимого, клапан сжимает пружину и открывает проходное отверстие для слива избытка воды и снижения давления.

При снижении давления в водонагревателе до значения меньше настройки давления, клапан закрывает пропускное отверстие и слив воды прекращается.

Обратный клапан работает по тому же принципу — сжатие пружины. Но величина нагрузки, создаваемой пружиной, очень незначительная, поэтому даже при давлении в 0,5 бар вода будет заполнять бак.

Виды предохранительной арматуры

Предохранительные клапаны могут иметь различные механизмы привода клапана. Поэтому разделяют их следующие виды:

• пружинные;
• рычажные (рычажно-грузовые);
• импульсные (магнитно-пружинные);
• устройства с разрушающимися мембранами.

Для бытовых бойлеров применяют только пружинные клапаны. Они могут выполнять защитные функции и сбросного, и спускного, и сливного предохранителя.

Пружинный клапан сброса избыточного давления воды для водонагревателя состоит из корпуса, обратного и предохранительного клапанов с пружинами и выпускного штуцера. Многие модели имеют рычаг ручного открытия перепускного отверстия. Корпус имеет наружную резьбу на входе и внутреннюю на выходе.

Форма штуцера для выпуска воды может иметь просто круглый патрубок с буртиком на конце, либо патрубок «ёлочка». Обе формы служат для надежного удержания надеваемого шланга. Шланг используется для отвода избытка воды в дренаж.

На корпусе обязательно имеется отметка о величине предельного давления и стрелка, указывающая направление потока воды для заполнения бойлера.

Многие модели имеют рычажок для ручного открывания (не путать с рычажно-грузовыми клапанами, имеющими другой принцип действия механизма). При наличии рычага, можно в ручную проверить работоспособность клапана на бойлере. А так же воспользоваться им для слива воды из бака, в том числе и в аварийном случае. Такой рычаг еще называют подрывным, так он служит для подрыва клапана, то есть для отрывания от седла в случае прилипания. Хотя как раз это название пришло от рычажно-грузового вида.

Если установлена модель предохранительного устройства без рычага, то для слива воды необходимо установить дополнительный кран. И в такой модели уже не удастся проверить работу прибора в ручную. Дело в том, что отверстие штуцера клапана небольшое, около 5 мм. При большом содержании минеральных солей в воде и регулярном подкапывание, это отверстие забивается отложениями солей. Что может стать существенным препятствием для слива воды, при высоком давлении. Поэтому стоит раз в год проверять состояние такого отверстия.

Балансировочный клапан для системы отопления: принцип работы вентиля
Во время проектирования системы отопления необходим гидравлический расчет – нормализация давления на различных участках трубопровода. Ручное изменение этого показателя неудобно пользователям и может…

Для водонагревателей с объемом бака свыше 100 литров предусмотрены узлы безопасности с предохранительным клапаном несколько больших размеров. Часто они комплектуются манометрами и шаровым краном для принудительного слива воды, не препятствующему работе предохранительного устройства. А кроме того, могут иметь регулировочный винт для задания величины давления срабатывания клапана.

Советы по выбору модели

Производители часто комплектуют бойлеры дешевыми предохранительными устройствами. Если возникла необходимость в их замене, то не стоит искать аналог. Следует обратить внимание на модели, имеющие максимальный функционал:

• устройство обязательно должно иметь обратный клапан на водонагреватель;
• рычаг для ручной проверки работоспособности предохранительного устройства и слива воды;
• штуцер для слива воды с «ёлочкой» и отверстием наибольшего диаметра, для ускоренного слива воды.

Не лишним будет и функция регулировки величины давления срабатывания клапана.

При выборе клапана нужно убедиться, что величина давления срабатывания соответствует или несколько меньше давления, допустимого для бака водонагревателя.

Водонагреватели популярных производителей, Аристон, Дражица, Термекс, Занусси, Горение и других, обычно рассчитаны на давление воды от 5 до 6 бар. Но встречаются модели и с другим номинальным давлением.

Установка и регулировка узла безопасности

Технические регламенты предлагают ставить предохранительные пружинные устройства в месте наименьшей температуры нагрева. Чем меньше температура воды, тем меньше отложение солей на поверхности клапана, седла и спускного штуцера. Таким местом у водонагревателя является входной патрубок.

Клапан ставится в нижней части водонагревателя, на входном патрубке. Его нельзя устанавливать для спуска воздуха из верхней части бойлера, поскольку воздух играет важную роль амортизатора. Если выпустить воздух, то в последующем будет происходить очень быстрый и высокий рост давления.

Нельзя между клапаном и бойлером устанавливать запорные краны.

Узел безопасности для баков с большим объемом, так же устанавливают на входе холодной воды в нагреватель.

Продвинутые модели узлов безопасности позволяют настраивать величину давления срабатывания клапана. Делается это так:

1. Водонагреватель заполняется водой и включается на нагрев.
2. Терморегулятором выставляется максимальная температура нагрева, то есть регулятор «выкручивают» до упора.
3. Если вода начала капать при более низкой температуре, а нагрев все еще продолжается, то винт затягивается, чтобы сжать пружину и остановить капель.
4. При достижении максимальной температуры, автоматика отключит нагрев.
5. Из штуцера предохранительного устройства должна начать капать вода.
6. Если вода не капает, то регулировочным винтом уменьшают нагрузку на пружину, пока вода не начнет капать.
7. Уменьшить температуру нагрева на 5 – 10 0 и слить часть горячей воды через водоразборный кран, чтобы автоматика вновь включила нагрев.
8. При достижении заданной температуры, автоматика отключит нагрев, а клапан должен держать воду и подкапывания не должно быть.
9. Снова увеличить температуру до максимума и дождаться отключения автоматики, при этом должна появиться вода из штуцера. Это будет свидетельствовать, что устройство отрегулировано и работает правильно.

Принцип работы электромагнитного ( соленоидного) клапана

Особенности конструкции и исполнения

Предохранительный пружинный клапан

Особенности конструкции
Основные элементы предохранительного клапана — корпус, пружина и запорный орган, состоящий из золотника и седла. Силу сжатия пружины регулируют с помощью винта. Он расположен на крышке корпуса и надежно защищен от повреждений колпаком. Пружину клапана настраивают так, чтобы золотник был плотно прижат к седлу и не допускал утечки рабочей среды.

Корпус предохранительного клапана может быть изготовлен из углеродистой 25Л, легированной 20 ГЛ или нержавеющей 12Х18Н9ТЛ стали. Для золотника и седла используют сталь 12Х18Н9ТЛ с наплавкой ЦН-12М или 20Х13, а пружину производят из стали 50ХФА по ГОСТ 14959-2016. Допустимый интервал температур рабочей среды и наружного воздуха при эксплуатации клапана зависят от материала корпуса. Закрепляют клапан на месте установки с помощью фланцев.

Чертеж

Технические требования к предохранительным клапанам

Основное требование, предъявляемое к аварийной арматуре- это надежность и четкость срабатывания. Достигается это за счет:

• Быстрое открытие при достижении порога срабатывания.
• Достаточная пропускная способность при открытии.
• Четкое закрытие при снижении напора до допустимого уровня.
• Гарантия герметичности и отсутствие утечек при нормальном напоре до и после срабатывания.
• Безотказность в течении паспортного срока эксплуатации и проектного числа срабатываний. Стабильность параметров упругих элементов и качества поверхностей золотника и седла.

Вся предохранительная арматура обязательно должна периодически испытываться на работоспособность, целостность и качество уплотнений. Для этого ее демонтируют и направляют в сертифицированную поверочную лабораторию или испытательный центр. Для предохранителей, работающих в сложных установках непрерывного цикла, допускается проверка на месте. Ее проводят методом испытания в действии.

Профессиональные рекомендации по установке

Чтобы бак занимал меньше место, его лучше подвешивать под потолком. Но расстояние до потолка должно оставаться не менее 10 см. И можно было бы легко дотягиваться до панели управления.

К баку подводятся трубы, но присоединение к ним лучше сделать через гибкую подводку, при этом с максимально большим внутренним сечением гибкого шланга, чтобы не препятствовать хорошему напору в точке разбора воды.

Для регулярного слива воды из бака, например, на зиму на не отапливаемой даче, лучше установить отдельный сливной кран. Слив воды через штуцер малого сечения может занять значительное время и повысить вероятность его залипания от отложения солей. Схема установки следующая:

• сначала на входной патрубок устанавливается тройник;
• в тройник снизу устанавливается предохранительное устройство;
• к нему подключается гибкая подводка воды;
• в тройник сбоку устанавливается шаровой кран;
• на шаровой кран устанавливается штуцер с ёлочкой для присоединения шланга, для слива воды в дренаж.

Вокруг бойлера должно оставаться свободное место около 0,5 метра для его обслуживания.

На штуцер можно надеть прозрачный шланг для отвода капели в дренаж. Прозрачность позволить контролировать проходимость шланга, в котором тоже могут откладываться соли.

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.

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:

1. 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.
2. Фитинг сантехнический для водопровода холодной воды устанавливается в трубопроводах водоснабжения питьевой водой. Сброс производится непосредственно на землю.
   Фитинг сантехнический для водопровода
3. Гидросистема. В качестве рабочей жидкости используются гидравлические масла. Гидросистема служит для привода рабочих механизмов: гидромоторов, гидроцилиндров. Предохранительный фитинг устанавливается на трубах, или может быть в составе насоса или гидрораспределителя. Сброс масла производится в сливную магистраль.
4. Трубопроводы газоснабжения. Повышение напора в трубах может привести к аварийной ситуации – это отрыв пламени от горелок, накапливание излишка газа и взрыв в помещении. Поэтому арматура устанавливается сразу после регулятора напора, а сброс производится в атмосферу.
5. Система воздушная, компрессоры. Защитное устройство устанавливается в корпусе компрессора, сброс происходит в атмосферу.

Предохранительный фитинг компрессора

Почему капает вода из штуцера клапана

При достижении предельной величины давления, предохранительный клапан срабатывает и выпускает излишек воды. Поэтому подкапывание воды при работе бойлера с максимальной температурой нагрева, это нормальный рабочий процесс. При снижении температуры на 5 – 10 0 , капель должна прекратиться.

Если капель происходит и при более низких температурах, то это может свидетельствовать о неправильной регулировке прибора. И тогда его нужно отрегулировать в порядке, описанном выше. Если модель не предусматривает регулировку, то такой прибор можно снять и попробовать растворить соли и промыть при высоком давлении. Если процедуры не помогли, то клапан подлежит замене, чтобы прекратить подкапывание.

Однако могут быть и другие причины, например, высокое давление входящей холодной воды. Если её давление превышает настройку давления, то требуется установить редуктор давления воды. Такой редуктор устанавливают на вводе воды в квартиру или дом. Снижение очень высокого давления, защитит и другое сантехническое оборудование и бытовые машины, рассчитанные на давление до 6 бар.

Возможные неисправности и способы устранения

О части неисправностей или отклонений в работе уже было сказано, поэтому сделаем обобщение в виде таблицы.

Неисправность	Способ устранения
Забит сливной штуцер	Прочистить отверстие штуцера.
Штуцер подкапывает при небольшом нагреве	Промыть клапан при помощи ручного рычага, при отсутствии рычага, снять устройство, нажать предохранительный клапан, чтобы открыть седло и промыть от засора. Регулируемый клапан отрегулировать.
Штуцер подкапывает даже когда бойлер не работает	Проверить давление входящей воды, если давление в норме, промыть клапан, если проблема не устранилась, заменить его.
Клапан не сработал при высоком давлении	Проверить ручным рычагом, при отсутствии рычага, снять устройство, проверить открытие клапана, при закипании от отложения солей, очистить и промыть, проверить работоспособность, регулируемый клапан отрегулировать, при необходимости, заменить

Для проверки срабатывания клапана давлением воды, выше существующего напора в сети, можно воспользоваться автомобильным насосом, способным создать давление до 6 бар. Холодная вода на бойлер перекрывается. Горячая вода частично сливается через кран, чтобы не попала в насос. После прекращения течи, накачать воздух. Закачать воздух можно через любой кран разбора горячей воды. При открытии другого крана горячей воды, давление сбросится.

Основные типы клапанов и их предназначение

Все предохранительные изделия могут отличаться между собой по целому ряду параметров, в зависимости от конструкционных особенностей, а именно:

1. По типу замыкающего клапана:
   пропорциональный;
2. двухпозиционный.
3. По высоте подъема замыкающего органа:
   малоподъемные;
4. среднеподъемные;
5. полноподъемные.
6. В зависимости от типа нагрузки на золотник:
   пружинные;
7. рычажные;
8. рычажно-пружинные;
9. магнитно-пружинные.

Также предохранительные клапаны могут отличаться по характеру работы и представлять собой устройства прямого или непрямого действия. Первые считаются классическими предохранительными механизмами, а вторые относятся к классу импульсных приборов. Наиболее часто используемая в промышленности модификация – это угловой предохранительный дроссель пружинного типа.

Высокое давление (вернее его избыток) может возникать в системе по разным причинам, вызванным физическими внутренними процессами или же другими внешними факторами, такими, например, как:

• неисправности в работе оборудования;
• нежелательное поступление тепла извне;
• ошибки при сборе тепломеханической схемы. Предохранительный клапан зачастую устанавливается в тех местах, где существует вероятность возникновения таких осложнений. Данные устройства совместимы практически с любым оборудованием, но наиболее востребованы они при использовании с бытовыми или промышленными резервуарами, работающими в условиях высокого давления.

Преимущества использования

Предохранительные клапаны применяются для нормализации давления в системе и широко распространены в разных областях промышленности. К их достоинствам можно отнести:

• Длительный срок службы.
• Простота конструкции, подсоединения к трубопроводной системе, эксплуатации.
• Большой выбор рабочих параметров.
• Множество конструктивных вариаций и исполнений для различных рабочих сред, в том числе — агрессивных.
• Использование в разных климатических условиях.
• Возможность установки в горизонтальном или вертикальном положении в зависимости от типа конструкции.

При выборе предохранительного клапана необходимо вычислить предельно допустимые показатели давления. Для этого нужно знать производительность насосного оборудования, объем и рабочую температуру транспортируемой среды, скорость срабатывания. Также выбирается место и метод монтажа на трубопроводе.

Разновидности групп безопасности и принцип выбора подходящей модели

Стандартный предохранительный клапан для бойлера по исполнению может отличаться несколькими особенностями конструкции. Эти нюансы не изменяют функциональность устройства, а лишь упрощают использование и обслуживание. Чтобы правильно выбрать узел безопасности надо знать, какие бывают предохранительные клапаны для бойлеров и чем они отличаются.

Рычажные модели

Самый распространенный тип стандартного узла безопасности – модель с рычажком. Такой механизм можно привести в действие вручную, что удобно при проверке или сливе воды из бака бойлера. Делают это так:

• горизонтально расположенный рычаг устанавливают вертикально;
• прямое соединение со штоком приводит в действие пружинный механизм;
• пластинка предохранительного клапана принудительно открывает отверстие и из штуцера начинает течь вода.

Даже если не требуется полное опустошение бака, контрольный слив выполняют ежемесячно для проверки работоспособности узла безопасности.

Различаются изделия конструкцией рычажка и штуцером для сброса воды. Если имеется возможность, то лучше выбрать модель с зафиксированным к корпусу флажком. Крепление выполнено болтом, препятствующим ручное открывание рычажка детьми. Изделие имеет удобную форму штуцера в виде елочки с тремя нарезками, что обеспечивает надежную фиксацию шланга.

Более дешевая модель не имеет фиксации флажка. Рычажок можно случайно зацепить рукой и начнется ненужный слив воды. Штуцер короткий, всего с одним кольцом нарезки. Фиксировать шланг на такой выступ неудобно и при сильном давлении его может сорвать.

Модели без рычага

Предохранительные клапана без рычага – самый дешевый и неудобный вариант. Такие модели часто идут комплектом с водонагревателем. Опытные сантехники их просто выбрасывают. Работают узлы аналогично рычажным моделям, только нет возможности вручную выполнять контрольный слив или опустошение бака бойлера.

Модели без рычага бывают двух исполнений: с крышкой на конце корпуса и глухие. Первый вариант более удобен. При засорении крышку можно открутить для очистки механизма. Глухую модель нельзя проверить на работоспособность и очистить от накипи. Штуцера сброса жидкости у обоих клапанов короткие с одним кольцом нарезки.

Узлы безопасности для больших водонагревателей

На водонагреватели с объемом накопительного бака от 100 л ставят усовершенствованные предохранительные клапана. Работают они аналогичным образом, только дополнительно комплектуются шаровым краном для принудительного слива, а также манометром.

Особое внимание стоит обратить на штуцер отвода жидкости. Он резьбовой. Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом.

Модели оригинального исполнения

Для любителей эстетики и комфорта производители предлагают узлы безопасности в оригинальном исполнении. Изделие комплектуют манометром, наносят хромированное покрытие, придают элегантную форму. Выглядят изделия красиво, но стоимость их высокая.

Различие по маркировке корпуса

Качественные изделия на корпусе обязательно имеют маркировку. Производитель указывает максимально допустимое давление, а также направление движения воды. Вторая маркировка – это стрелка. Она помогает определить, какой стороной поставить деталь на патрубок бойлера.

На дешевых китайских моделях маркировка часто отсутствует. С направлением жидкости без стрелки разобраться можно. Пластинка обратного клапана должна открываться вверх по отношению к патрубку бойлера, чтобы внутрь бака поступала вода из водопровода. А вот с допустимым давлением без маркировки определиться не получится. При несоответствии показателя узел безопасности постоянно будет течь или, вообще, не сработает в аварийной ситуации.

Другие типы клапанов

Когда пытаются сэкономить на группе безопасности, на водонагреватель пытаются установить подрывной клапан, предназначенный для системы отопления. По функциональности узлы схожи, но есть один нюанс. Подрывной клапан не способен понемногу стравливать жидкость. Механизм сработает, когда избыток давления достигнет критической отметки. Подрывным клапаном можно только стравить всю воду из бака при аварии.

Отдельно стоит рассмотреть установку только обратного клапана. Механизм этого узла наоборот запирает воду внутри бака, не давая ей стечь в трубопровод. При избытке давления рабочая пластина со штоком не способна сработать в обратную сторону, что приведет к разрыву бака.

Эксплуатация

Долговечность работы защитных механизмов зависит от соблюдения всех условий технической эксплуатации. При работе защитного агрегата из-за износа основных частей могут возникать следующие дефекты:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

Рычажные (рычажно-грузовые) предохранительные клапаны, принцип работы:

Принцип работы рычажно-грузового предохранительного клапана состоит в противодействии усилию на золотник от давления рабочей среды — силы от груза, передаваемой через рычаг на шток клапана. Основой механизма данного типа клапанов является рычаг и подвешенный на него груз. Срабатывание устройства зависит от веса груза и его местонахождения на рычаге. Чем больше вес и чем дальше на рычаге он находиться, тем при более высоком давлении срабатывает клапан. Рычажные клапана настраиваются на давление открытия путем перемещением груза по рычагу (возможно изменение веса груза). Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Рычажные клапана запрещено использовать на передвижных тепловых устройствах.

Внутреннее устройство рычажного предохранительного клапана:

1.Впускное отверстие; 2. Выпускное отверстие; 3. Седло клапана; 4. Золотник; 5. Груз; 6. Рычаг.

Для герметичного закрытия сёдел больших диаметров требуются тяжелые грузы на длинных рычагах, что может вызвать сильную вибрацию устройства. В этих обстоятельствах используют клапана, внутри которых сечение сброса среды образовано двумя сёдлами, которые перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами (см. например: , ). Использование указанных двухрычажных клапанов с двумя затворами, что позволяет уменьшить массы груза и длины рычагов, обеспечивая нормальную работу системы.

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. В качестве груза зачастую используются фланцы.

Особенности рычажно-грузовых клапанов:

Рычажные клапаны – трубопроводная арматура, которая была разработана еще до 40-го года прошлого века. Это морально устаревший клапан, приобретаемый только для поддержания в рабочем состоянии котельных пунктов и подобных объектов времен советского коммунального хозяйства.

Особенностью клапана является необходимость притирки рабочих поверхностей (золотника и седла — запрессованного бронзового уплотнительного кольца) непосредственно на месте установки клапана. Под притиркой понимается обработка бронзового седла абразивными материалами для достижения более плотного контакта золотника и седла. Золотник в корпусе клапана не закреплен и при транспортировке и погрузках его рабочие поверхности легко повреждаются. Клапан без притирки не будет герметичен.

Преимущества рычажных предохранительных клапанов:

• Простота конструкции;
• Ремонтопригодность;
• Ручная настройка срабатывания клапана;

Недостатки рычажных предохранительных клапанов:

• Необходимость осуществлять притирку рабочих поверхностей;
• Малый ресурс работы клапана;
• Громоздкая конструкция;

Предохранительные клапаны пропорционального и двухпозиционного действия

По виду зависимости хода запирающего элемента от давления на входе в клапан различают предохранительные клапаны пропорционального и двухпозиционного действия.

Предохранительный клапан пропорционального действия имеет пропорциональную характеристику подъема, т. е. подъем запирающего элемента происходит равномерно, пропорционально повышению давления в системе. Предохранительные клапаны пропорционального действия используются для несжимаемых сред, например, воды.

Срабатывание предохранительного клапана двухпозиционного действия означает, что запирающий элемент преодолеет весь конструктивно ограниченный ход или его большую часть одним скачком, практически без изменения давления рабочей среды. Такие клапаны особенно уместны для сжимаемых сред.

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.

Монтаж

Правил монтажа сантехнического и отопительного оборудования настолько много, что люди получают для этого профильное образование.

Однако в самых общих чертах принципы установки предохранительного клапана выглядят так:

• как правило, монтаж производится в точке наибольшего парообразования – верхней точки всей системы до запорного крана;
• клапан должен быть установлен вертикально, вниз носиком, чтобы выходящий пар, во-первых, никого не обжог, а во-вторых – мог конденсироваться внутри трубки, которую таким образом удобнее отвести к канализации;
• устройство становится на линию с холодной водой.

Мнение эксперта

Монтажник отопительных систем

Для монтажа необходимо перекрыть воду в контуре, остановить нагрев бойлера и отключить его от сети, а затем слить всю воду из контура. Резьба перед выходным каналом холодного трубопровода покрывается паклей, следом используется фум-лента.

Предохранительный клапан наверчивается с помощью разводного ключа, но без лишнего натяжения, чтобы избежать влияние вращающих сил. К носику подводится тонкая трубка, которая уходит в канализацию. Туда будет скапывать сконденсировавшийся пар.

Не забывайте, что столь важный элемент в отопительной система безопаснее установить специалисту, но общие принципы монтажа полезно понимать и самому, чтобы в случае небольшой поломки обойтись без вызова мастера. Надеемся, материал был вам полезен.

Узел ручного подрыва

Клапан с узлом ручного подрыва 17с16нж

Клапан без узла ручного подрыва 17с15нж
Предохранительный клапан может быть укомплектован узлом ручного подрыва. Он используется для проверки исправного состояния клапана и не допускает прилипания, примерзания и прикипания золотника к седлу. После изменения положения рычага шток клапана перемещается вверх и сила сжатия пружины уменьшается.

Арматуру с узлом подрыва не используют в системах с токсичными и агрессивными средами. Нельзя переносить клапаны держа за рычаг (подрыв), так как рабочий элемент может деформироваться.

При заказе предохранительного клапана нужно указать:

• применение и обозначение;
• материальное исполнение;
• величину условного прохода, DN(мм);
• давление начала открытия Pно (МПа или кгс/м2);
• давление номинальное PN(МПа или кгс/м2);
• необходимость наличия узла ручного подрыва;
• климатическое исполнение.

Чтобы избежать ошибок при заказе, следует обратить внимание: давление клапана в МПа или в кгс/м2 — не идентичные величины. 1 МПа соответствует 10 кгс/м2.

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:

1. 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.
2. 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

Правила и стандарты

Применение предохранительной арматуры регулируется национальными и отраслевыми стандартами, правилами эксплуатации и техническими указаниями.

Для сосудов, работающих под давление, применяют следующие регламентирующие документы:

• (ПБ 03-576-03). Правила безопасности для сосудов и установок давления.
• «Boiler & Pressure Vessel Code» Американский стандарт.
• ГОСТ 24570-81 Национальный стандарт по предохранительным клапанам.

Скачать ГОСТ 24570-81

Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, представляют собой значительную угрозу производственной и общественной безопасности. Поэтому их проектирование, комплектация, монтаж, эксплуатация курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и стандартов на всех этапах жизненного цикла оборудования. В РФ это поручено Ростехнадзору.