Любая система, в которой жидкость или газ находятся под давлением, нуждается в аварийной защите. Если что-то пошло не так и давление начало расти существенно выше проектных значений — возникает опасная ситуация. При этом отдельные элементы системы, соединения трубопроводы могут выйти из строя или даже разрушиться, вызвав серьезную аварию. Чтобы этого не произошло, устанавливают специальное устройство — предохранительный клапан, предназначенный для сброса рабочего давления до заданных значений. Конструкторы разработали много вариантов прибора. Его четкая работа зависит от правильной установки.

Клапан сброса избыточного давления

Что это такое и для чего он нужен

Клапан аварийного сброса избыточного давления — механическое устройство, реагирующее на давление в одном из контуров. Он имеет чувствительный элемент и запорный орган. После того, как давление превысит заданный уровень, чувствительный элемент воздействует на запорный орган и открывает его. Излишки рабочей среды стравливаются в дренаж или просто в окружающую среду.

Такие клапана широко применяются в системах отопления и водоснабжения, в которых давление превышает атмосферное. Клапан обеспечивает сохранение уровня напора в контуре на заданном значении. После того, как часть рабочей среды стравливается из контура, давление в нем падает, и клапан закрывается. Клапаны бывают многоразовые, готовые к новому рабочему циклу сразу после закрывания, и одноразовые, требующие специального обслуживания или замены после срабатывания

Назначение и сферы применения

Устройство предназначено для защиты систем, находящихся под избыточным (относительно атмосферного) давлением от его превышения. Оно применяется в таких областях, как:

  • Отопительные системы разного уровня. В бытовых системах обогрева отдельного дома и в сложных сетях распределения централизованного теплоснабжения используют разные типы предохранительных приборов.
  • Водоснабжение и водораспределение. Используется для защиты от возникающих в трубопроводах скачкообразных изменений давления- гидравлических ударов.
  • Принудительная вентиляция. Применяется в качестве обратного клапана, позволяющего воздуху проходить лишь в заданную строну.
  • Трубопроводный транспорт, системы производства и распределения сжатого воздуха и других газов- для предотвращения аварий.

Установленный клапан в системе

Широко используется аварийная арматура и на производственных технологических установках в химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности.

Управление и технические характеристики

Наиболее широко применяемые аварийные клапаны, устанавливаемые на бытовых системах отопления и водоснабжения, имеют механическое автономное управление. Они срабатывают самостоятельно по достижении предельного давления и регулируются вручную. В сложных производственных установках и трубопроводных системах используется предохранительная арматура с дистанционным управлением и настройкой. Как правило, при пропадании связи с центром управления такой клапан превращается в обычный механический.

Клапаны сброса избыточного давления, исходя из назначения, конструкции, материала изготовления имеют различные наборы характеристик.

Главными из них являются:

  • Давление срабатывания.
  • Давление возврата в исходное состояние.
  • Производительность канала сброса рабочей среды.
  • Скорость срабатывания.
  • Время возвращения в исходное состояние (если клапан делает это автоматически).

Конкретный аварийный клапан сброса избыточного давления характеризуется также типом конструкции, массогабаритными параметрами, присоединительными размерами

Подключение

По типу подключения выделяют следующие разновидности устройств:

  • Резьбовое. Используется для трубопроводов малого диаметра и небольших давлений, характерных для бытовых систем. Наиболее удобно в монтаже и демонтаже для возможного ремонта и обслуживание.
  • Фланцевое. Применяется в средних и больших по диаметру трубопроводах, способно выдерживать большое давление. Сложнее в монтаже/демонтаже.
  • Сварное. Наиболее прочное и герметичное соединение. Применяется на магистральных трубопроводах и особо ответственных системах высокого давления. Наиболее сложно в монтаже и демонтаже.

Схема подключения клапана сброса избыточного давления

Фланцевые и сварные соединения редко используются в бытовых системах.

Устройство

В обычную конфигурацию аварийной арматуры включают:

  • Корпус с входным и выходным патрубком. В литом корпусе отформована рабочая камера и седло клапана.
  • Запорный элемент- диск, шар или конус, в нормальном положении прижатый к седлу и закрывающий проход для рабочей среды.
  • Шток- стержень, к которому прикреплен запорный элемент.
  • Упругий элемент- пружина или (реже) мембрана, реагирующая на давление среды и в зависимости от него изменяющая свое положение в пространстве. Оказывает давление на запорный элемент.
  • Элемент регулировки. Чаще всего- регулировочный винт, изменяющий упругость пружины и силу ее давления.

Устройство может содержать и дополнительные элементы, такие, как электромагнитный или пневматический привод, датчики, манометры, панели управления и т.п.

Устройство клапана сброса избыточного давления

Выбор предохранительного устройства для конкретного применения происходит с учетом его конструкции и параметров.

Принцип работы

Пока не достигнуто максимальное рабочее давление, на которое настроен клапан, сила пружины (или рычажно-противовесного механизма) прижимает запорный элемент к седлу. Когда напор рабочей среды продолжает расти, он становится способным преодолеть сопротивление пружины и сжать ее, отжимая одновременно запорный элемент от седла.

При этом открывается просвет для движения рабочей среды в сторону выходного патрубка. После выхода части среды давление в системе падает, и силы сжатия пружины снова хватает для прижатия запорной тарелки к седлу.

Клапан закрывается. Многоразовые устройства, чаще всего используемые в бытовых системах, становятся готовы к следующему рабочему циклу.

В особо ответственных контурах устанавливают одноразовые клапаны, требующие вмешательства сервисной службы для возобновления работы. Это делается для того, чтобы система, в которой случился выброс давления рабочего вещества, была обязательно осмотрена и продиагностирована для определения и устранения причины сбоя.

Виды и конструкции

По принципу действия на запорный элемент клапаны сброса избыточного давления (сокращенно КСИД) делят на два типа:

  • Прямого действия. Срабатывают под действием напора рабочей среды. Часто используются в топливопроводах и масляных контурах.
  • Непрямого действия. Используется сторонний источник давления. Их применяют в качестве клапанов аварийного сброса избыточного давления воды или газа.

Клапан сброса избыточного давления

В зависимости от внутреннего устройства клапаны КСИД подразделяются на следующие виды:

С выносным датчиком

Арматура укомплектована подпружиненным штоком. Они срабатывают от основных или дополнительных мехов. В датчике находится чувствительный к температуре состав. В случае перегрева он расширяется и попадает в меха по капилляру. Увеличившиеся в размерах меха толкают шток, отжимая запорный элемент от седла. Так открывается просвет для сброса рабочей среды в окружающее пространство или в дренаж.

Комбинированные с подпиткой системы

Продвинутая конструкция разработана для того, чтобы одновременно выполнять несколько операций:

  • Сброс рабочей среды по сигналу внешнего сенсора.
  • Быстрое снижение температуры теплоносителя.
  • Подпитка отопительного контура свежей водой.

Для этого на едином штоке, проходящем через две независимые рабочие камеры, установлены два запорных тарельчатых элемента. Один из них открывает путь перегретому теплоносителю в канал сброса, второй одновременно подает в систему свежий его запас, чтобы компенсировать потери.

Похожие клапана используются и для выпуска избыточного давления воздуха, с одновременным добавлением новой порции из ресивера.

Комбинированные клапаны с подпиткой системы

Пружинные

Здесь запорный элемент удерживается силой деформированной пружины. Клапан перестраивается в ограниченном диапазоне напора. Для этого достаточно вращать регулировочный винт, предварительно сжимающий или ослабляющий пружину.

Клапан можно настраивать и в больших пределах, меняя пружину на более или менее жесткую.

Многие пружинные клапаны снабжают рычагом для сброса давления вручную и для проверки работоспособности устройства.

Если прибор предназначен для функционирования в активных средах, на пружину наносят защитное полимерное покрытие.

Рычажно-грузовые

В такой арматуре вместо силы сжатия пружины используется сила земного тяготения. Давление рабочей среды уравновешивается весом тщательно подобранного груза, подвешенного на рычажном механизме. Тонкую настройку момента срабатывания можно добиться, перемещая груз ближе или дальше от штока вдоль по рычагу, снижая или повышая таким образом силу прижима и пороговое значение срабатывания.

Рычажно-грузовой предохранительный клапан

Такие конструкции могут устанавливаться только в одном, строго определенном положении относительно горизонта. Как правило, они работают на горизонтальных участках трубопроводов.

Для обеспечения высокой пропускной способности приходится увеличивать диаметр тарельчатых запорных элементов. Чтобы избежать значительного роста габаритов изделия и массы груза, часто в одной рабочей камере размещают два клапана меньшего сечения.

Конструкция отличается высокой стабильностью параметров.

Отличия

Пружинные конструкции используются для малых диаметром трубопроводом и сравнительно небольших давлений. Они регулируются поворотом винта, сжимающего или ослабляющего пружину. Их выпускают как под резьбу, так и под фланец.

Рычажно-грузовые приборы используются для труб диаметром выше 2 дюймов и более высоких значений напора. Они обходятся дороже, и производятся преимущественно под фланец.

Надежность двух видов арматуры примерно одинаковая, но у рычажных выше стабильность параметров и точнее регулировка.

Преимущества и недостатки

Аварийная арматура позволяет сохранить защищаемые ею установки и трубопровода от повреждения или разрушения в случае непредвиденных скачков напора рабочей среды. Кроме того, они обладают следующими достоинствами:

  • Надежность.
  • Несложное устройство.
  • Легкая установка и периодическое обслуживание.
  • Малое гидравлическое (аэродинамическое) сопротивление.
  • Большая пропускная способность.

Есть у описываемых приборов и свои минусы

  • Малый срок службы уплотнений, защищающих герметичность штока.
  • Невозможность использования в средах, содержащих посторонние включения.

Применение предохранительного клапана

Советы по выбору

Обычный пружинный клапан обходится существенно дешевле температурных прибором непрямого действия. Он прекрасно справится с контуром, отапливаемым жидкотопливным, газовым или электрическим бойлером. В случае нештатной ситуации автоматика мгновенно останавливает их. Иная ситуация наблюдается для бойлеров на твердом топливе. Здесь даже после прекращения горения топка будет остывать значительное время.

Специалисты сформулировали ряд правил для правильного подбора аварийной арматуры:

  • При использовании твердотопливных котлов следует остановить выбор на температурных конструкциях непрямого действия. Кроме того, имеет смысл потратится и на комбинированное устройство с клапаном теплового сброса. Они работают до 10 атм.
  • Нужно тщательно изучить паспорт бойлера и установить предельно допустимое значение рабочего давления. Современная продукция, как правило, выдерживает до 3 атм., но некоторые прибалтийские модели имеют ограничение до 2 атм. Самые дешевые устройства могут работать только до 1,5 атм. По этому параметру надо подбирать и клапан.
  • Отопительные контуры, построенные по открытому принципу (так называемые ТТ-бойлеры) не будут защищены арматурой, сбрасывающей теплоноситель по давлению, поскольку избыточное давление в контуре минимально. Здесь также понадобится температурная защитная арматура.

Изделия с возможностью регулировок имеет смысл приобретать, если вы хорошо разбираетесь в предмете. Обычно для бытовых применений выбирают защитные устройства с фиксированным давлением. К тому же они заметно дешевле.

Кроме указанных обстоятельств, следует проверить также:

  • Тип присоединения и присоединительные размеры.
  • Допустимую рабочую температуру.
  • Пропускную способность канала сброса.
  • Тип рабочей среды.

Также важно уточнить способ сброса — проводится ли он в окружающую атмосферу (это подходит для воздушных контуров) или в дренаж чрез соответствующий патрубок.

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Монтаж изделия следует проводить с максимальной аккуратностью, чтобы избежать неплотностей или перекашивания. Если в составе рабочей среды возможно появление механических включений- следует предусмотреть фильтр грубой очистки. Если на корпусе есть маркировка в виде стрелочки- устанавливать его необходимо этой стрелочкой вверх. Если изделие снабжено рычажком ручного срабатывания, надо обеспечить достаточно свободного пространства для его движения.

Для слива отводимой жидкости в дренаж на носик клапана нужно надеть гибки шланг малого диаметра и направить его в дренажное отверстие. Если это невозможно, можно подставить бак достаточной емкости.

Нужно периодически проверять работоспособность клапана, нажимая на рычаг. Это позволит избежать прилипания тарелки к седлу или стенкам рабочей камеры.

Установка клапана сброса избыточного давления

Специалисты советуют соблюдать такие правила:

  • Устанавливать арматуру следует ближе к выходу выходе бойлера по возможности более высокой точке, чтобы возможно меньшая часть системы подвергалась воздействию аварийного напора.
  • Следить за соответствием диаметров присоединительных патрубков сечению основного трубопровода. Снижение просвета недопустимо.
  • Перед клапаном нельзя размещать вентили и другую запорную арматуру.

При неправильном монтаже повышается вероятность некорректного функционирования клапана и снижение защищенности всей системы.

Что подготовить для установки

Чтобы смонтировать защитную арматуру бытового класса потребуется:

  • Газовый ключ. Также подойдет набор рожковых ключей или переставные клещи.
  • Уплотнитель- лента ФУМ или сантехническая нить.

Клапан необходимо устанавливать, только когда бойлер выключен и в системе нет давления, а температура близка к комнатной.

Схема подключения

Если необходимо установить защитную арматуру на накопительный водонагреватель, подключенный к общедомовой магистрали, потребуется защитить бойлер от перепадов давления

Для этого клапан ставят перед входным патрубком водонагревателя. В случае возможного гидроудара от сможет сбросить воду в дренаж и не допустить высокое давление внутрь прибора.

Подключение клапана в систему

Ход работ

Прежде чем приступать к работе, следует внимательно изучить руководство пользователя, особенно тот раздел, в котором описана его установка. Следует также отключить квартирную разводку от стояка и слить воду из бойлера.

Далее установка идет в следующей последовательности

  • Разметить точку монтажа.
  • Обрезать лишнюю часть подводящего патрубка. Она должна быть равна длине корпуса устанавливаемой защитной арматуры.
  • Нарезать резьбу (для стальной трубы) или навинтить зажимную муфту (для металлопластиковых).
  • Обмотать резьбу подготовленным уплотнителем.
  • Накрутить клапан на резьбу вручную. Убедиться в отсутствии перекосов.
  • Затянуть резьбу ключом.

Далее нужно пустить на пробу воду и убедиться в герметичности соединений.

Ошибки установки и возможные неполадки

По данным сервисных служб, приходящих исправлять огрехи домашних мастеров, наиболее часто допускают следующие оплошности

  • Монтаж запорной арматуры между защитным устройством и бойлером.
  • Расположение клапана слишком далеко от бойлера (более метра).
  • Перекос, недотянутая или перетянутая резьба.

Ряд советов профессионалов по устранению возможных неполадок:

  • Клапан пропускает жидкость при нормальном давлении. Причина чаще всего в его засорении частицами ржавчины или минеральными осадками. Устраняется промыванием устройства в сильном уксусном растворе в течении нескольких часов. Строго рекомендуется установка фильтра механической очистки.
  • Если подтекание продолжается, то возможно повреждение ил деформация прокладки. В этом случае придется заменить все устройство.
  • Если вам досталась квартира с пластиковыми аварийными приборами, лучше при первой возможности заменить их на целиком сделанные из металла. Разница в цене многократно окупится увеличившимся ресурсом.

Категорически запрещено заглушать подтекающий клапан сброса давления воды, рассчитывая починить его как-нибудь потом. Авария может произойти в любой момент и вывести из строя дорогостоящее оборудование и трубопроводы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 
Порекомендуйте эту статью:
Оцените статью:
Очень плохоПлохоСреднеХорошоотлично (голосов: 4, в среднем: 4,50 из 5)
Загрузка...
 
 
Наверх!

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Подпишитесь на нашу рассылку! Будьте в курсе новинок, современных трендов, технологий!