Клапан сброса лишнего давления воды, воздуха

Любая система, в которой жидкость или газ находятся под давлением, нуждается в аварийной защите. Если что-то пошло не так и давление начало расти намного больше проектных значений — появляется аварийная ситуация. При этом некоторые детали системы, соединения магистрали из труб могут поломаться либо даже разрушиться, вызвав серьезную аварию. Чтобы этого не случилось, устанавливают специализированное устройство — клапан для предохранения, который предназначен для сброса рабочего давления до заданных значений. Конструктора разработали много вариантов прибора. Его четкая работа зависит от квалифицированной установки.

Что это такое и зачем он необходим

Клапан аварийного сброса лишнего давления — устройство которое работает механически, реагирующее на давление в одном из контуров. Он имеет восприимчивый компонент и запорный орган. После того, как давление превысит установленный уровень, восприимчивый компонент действует на запорный орган и открывает его. Остатки среды работы стравливаются в водоотвод или же просто в среду которая нас окружает.

Такие клапана повсеместно используются в системах водоснабжения и отопления, в которых давление превосходит атмосферное. Клапан обеспечивает сохранение уровня напора в контуре на заданном значении. После того, как часть среды работы спускается из контура, давление в нем падает, и клапан закрывается. Клапаны бывают многоразовые, готовые к новому рабочему циклу сразу же после закрывания, и единоразовые, просящие специализированного обслуживания либо замены после срабатывания

Назначение и области использования

Устройство предназначается для защиты систем, присутствующих под избыточным (относительно атмосферного) давлением от его увеличения. Оно используется в таких областях, как:

• Системы отопления различного уровня. В бытовых системах обогрева отдельного дома и в трудных сетях распределения централизованного теплоснабжения применяют различные типы предохранительных приборов.
• Водообеспечение и водораспределение. Применяется для защиты от появляющихся в трубопроводах скачкообразных изменений давления- гидроударов.
• Механическая вентиляция. Используется в виде клапана обратного типа, позволяющего воздуху проходить лишь в заданную строну.
• Трубопроводный транспорт, системы производства и распределения сжатого воздуха и прочих газов- для устранения аварий.

Повсеместно применяется аварийная арматура и на производственных технологических установках в химической, металлургической, пищевой и других промышленных отраслях.

Управление и технические свойства

Довольно широко используемые аварийные клапаны, ставящиеся на бытовых системах водоснабжения и отопления, имеют механическое независимое управление. Они срабатывают собственными силами по достижении предельного давления и регулируются ручным способом. В трудных установках применяемых в производстве и системах трубопровода применяется предохранительная арматура с ДУ. и настройкой. В основном, при пропадании связи с центром управления такой клапан преобразуется в обыкновенный механический.

Клапаны сброса лишнего давления, исходя из назначения, конструкции, материала изготовления имеют разные наборы параметров.

Основными из них считаются:

• Давление срабатывания.
• Давление возврата в исходное состояние.
• Продуктивность канала сброса среды работы.
• Скорость срабатывания.
• Время возвращения в исходное состояние (если клапан выполняет это автоматично).

Определенный аварийный клапан сброса лишнего давления отличается также типом конструкции, массогабаритными параметрами, присоединительными размерами

Подключение

По типу подсоединения выделяют следующие разновидности устройств:

• Резьбовое. Применяется для трубо-проводов небольшого диаметра и маленьких давлений, отличительных для домашних систем. Особенно удобно в монтаже и демонтаже для предпологаемого ремонта и обслуживание.
• Фланцевое. Используется в средних и больших по диаметру трубопроводах, может выдерживать значительное давление. Труднее в монтаже/демонтаже.
• Сварное. Наиболее крепкое и герметичное соединение. Используется на трубопроводах тагистрали и особо ответственных системах большого давления. Наиболее тяжело в монтаже и демонтаже.

Фланцевые и сварные соединения нечасто применяются в бытовых системах.

Устройство

В обыкновенную конфигурацию аварийной арматуры включают:

• Корпус с входным и выходным отрезком трубы. В литом корпусе отформована рабочая камера и седло клапана.
• Элемент запорный- диск, шар или конус, в нормальном положении прижатый к седлу и закрывающий проход для среды работы.
• Шток- стержень, к которому прикреплен элемент запорный.
• Упругий компонент- пружина или (реже) мембранная ткань, реагирующая на давление среды и в зависимости от него изменяющая собственное положение в пространстве. Давит на элемент запорный.
• Компонент регулировки. Очень часто- винт для регулировки, изменяющий упругость пружины и силу ее давления.

Устройство содержит и дополнительные детали, такие, как электромагнитный или пневматический привод, датчики, приборы для определения величины давления, панели управления и т.п.

Выбор предохранительного приспособления для непосредственного использования происходит с учетом его конструкции и показателей.

Рабочий принцип

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

При этом открывается просвет для движения среды работы в сторону выходного отрезка трубы. После выхода части среды системное давление падает, и силы сжатия пружины опять хватает для прижатия запорной тарелки к седлу.

Клапан закрывается. Многоразовые устройства, очень часто применяемые в бытовых системах, становятся готовы к следующему рабочему циклу.

В особо ответственных контурах устанавливают единоразовые клапаны, просящие вмешательства сервисной службы для восстановления работы. Это выполняется для того, чтобы система, в которой случился выброс давления рабочего вещества, была в первую очередь осмотрена и продиагностирована для определения и устранения причины сбоя.

Виды и конструкции

По принципу действия на элемент запорный клапаны сброса лишнего давления (коротко КСИД) разделяют на 2 типа:

• Прямого действия. Срабатывают под воздействием напора среды работы. Часто применяются в топливопроводах и масляных контурах.
• Непрямого действия. Применяется сторонний источник давления. Их используют в качестве клапанов аварийного сброса лишнего давления воды или газа.

В зависимости от устройства внутри клапаны КСИД делятся на такие варианты:

С выносным датчиком

Арматура укомплектована подпружиненным штоком. Они срабатывают от ключевых или дополнительных мехов. В измерителе находится восприимчивый к температуре состав. В случае перегрева он становится шире и попадает в мех по капилляру. Увеличившиеся в размерах мех толкают шток, отжимая элемент запорный от седла. Так открывается просвет для сброса среды работы в пространство вокруг или в водоотвод.

Комбинированные с подпиткой системы

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

• Сброс среды работы по сигналу внешнего сенсора.
• Быстрое уменьшение температуры теплового носителя.
• Подпитка контура отопления свежей водой.

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

Похожие клапана применяются и для выпуска лишнего давления воздуха, с одновременным прибавлением новой порции из ресивера.

Тут элемент запорный держится силой деформированной пружины. Клапан перестраивается в ограниченном диапазоне напора. Для этого довольно вращать винт для регулировки, заранее сжимающий или ослабляющий пружину.

Клапан можно настраивать и в больших пределах, меняя пружину на больше или меньше жёсткую.

Многие пружинные клапаны снабжают рычажком для сброса давления ручным способом и для контроля работоспособности устройства.

Если прибор предназначается для функционирования в активных средах, на пружину наносят защитное покрытие на полимерной основе.

Рычажно-грузовые

В такой арматуре взамен силы сжатия пружины применяется сила земного тяготения. Давление среды работы уравновешивается весом тщательно выбранного груза, подвешенного на рычажном механизме. Тонкую настройку момента срабатывания можно достичь, перемещая груз ближе или дальше от штока вдоль по рычагу, снижая или повышая аналогичным образом силу прижима и пороговое значение срабатывания.

Подобные конструкции как правило ставятся только в одном, строго определенном положении относительно горизонта. В основном, они работают на горизонтальных участках трубо-проводов.

Для обеспечения большой пропускной способности приходится наращивать диаметр тарельчатых запорных компонентов. Во избежание существенного роста размеров самого изделия и массы груза, часто в одной рабочей камере размещают два клапана меньшего сечения.

Конструкция выделяется большой стабильностью показателей.

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

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

Надежность двух вариантов арматуры приблизительно одинаковая, однако у рычажных выше стабильность показателей и точнее регулировка.

Плюсы и минусы

Аварийная арматура дает возможность сохранить защищаемые ею установки и трубопровода от повреждения или разрушения во время непредсказуемых скачков напора среды работы. Плюс к этому, они обладают следующими плюсами:

• Надежность.
• Простое устройство.
• Простая установка и периодичное обслуживание.
• Небольшое гидравлическое (аэродинамическое) сопротивление.
• Высокая пропускная способность.

Есть у описываемых приборов и собственные недостатки

• Небольшой служебный срок уплотнений, защищающих герметичность штока.
• Невозможность применения в средах, содержащих сторонние включения.

Рекомендации по выбору

Обыкновенный пружинный клапан обходится намного дешевле температурных прибором непрямого действия. Он очень хорошо управится с контуром, отапливаемым жидкотопливным, газовым или водонагревателем накопительным. В случае нештатной ситуации автоматика очень быстро задерживает их. Другая ситуация встречается для водонагревателей косвенного нагрева на твёрдом топливе. Тут даже после прекращения горения камера сгорания будет остывать большое время.

Профессионалы сформулировали ряд правил для правильного выбора аварийной арматуры:

• Во время использования котлов работающих на твёрдом топливе следует остановить выбор на температурных конструкциях непрямого действия. Более того, есть смысл потратится и на комбинированное устройство с клапаном теплового сброса. Они работают до 10 атм.
• Необходимо внимательно изучить паспорт накопительного водонагревателя и установить предельно допустимое значение рабочего давления. Современная продукция, в основном, выдержит до 3 атм., однако некоторые прибалтийские модели имеют ограничение до 2 атм. Наиболее дешевые устройства как правило будут работать только до 1,5 атм. По такому параметру нужно выбирать и клапан.
• Контуры отопления, возведенные по открытому принципу (говоря иначе ТТ-бойлеры) не будут защищены арматурой, сбрасывающей тепловой носитель по давлению, потому как лишнее давление в контуре минимально. Тут также понадобится температурная защитная арматура.

Изделия с возможностью регулировок есть смысл покупать, если вы отлично разбираетесь в предмете. Как правило для бытовых применений подбирают приспособления для защиты с фиксированным давлением. Они также не очень дорого.

Помимо перечисленных обстоятельств, необходимо проверить также:

• Вид присоединения и присоединительные размеры.
• Допустимую эксплутационную температуру.
• Способность пропуска канала сброса.
• Вид среды работы.

Тоже очень важно узнать способ сброса — проходит ли он в окружающую атмосферу (это подойдет для воздушных контуров) или в водоотвод чрез подходящий отрезок трубы.

Монтажные правила и эксплуатации прибора

Монтаж изделия следует проводить с самой большой аккуратностью, во избежание неплотностей или перекашивания. Если в составе среды работы вероятно появление механических включений- необходимо учесть предварительный фильтр. Если на корпусе есть маркировка в виде стрелочки- ставить его стоит этой стрелочкой вверх. Если изделие снабжено рычагом ручного срабатывания, нужно обеспечить много свободного места для его движения.

Для слива отводимой жидкости в водоотвод на носик клапана необходимо одеть гибки шланг небольшого диаметра и направить его в дренажное отверстие. Если это невозможно, можно подставить бак достаточной емкости.

Необходимо иногда проверять трудоспособность клапана, нажимая на рычажок. Это даст возможность избежать прилипания тарелки к седлу или стенкам рабочей камеры.

Эксперты рекомендуют исполнять такие правила:

• Ставить арматуру следует ближе к выходу выходе накопительного водонагревателя если есть возможность наиболее высокой точке, чтобы возможно меньшая часть системы подверглась действию аварийного напора.
• Наблюдать за соответствием диаметров присоединительных патрубков сечению ключевого трубопровода. Снижение просвета непозволительно.
• Перед клапаном нельзя размещать вентили и иную запорную арматуру.

При ошибочном монтаже увеличивается вероятность некорректного функционирования клапана и снижение защищенности всей системы.

Что приготовить для установки

Чтобы собрать защитную арматуру бытового класса потребуется:

• Газовый ключ. Также подойдёт набор гаечных ключей или переставные клещи.
• Уплотнитель- резьбоуплотнительная фторопластовая лента или сантехническая нить.

Клапан нужно ставить, только когда электрический водонагреватель выключен и в системе нет давления, а температура близка к комнатной.

Схема подсоединения

Если следует установить защитную арматуру на бойлер, подключенный к общедомовой магистрали, потребуется обезопасить электрический водонагреватель от изменения давления

Для этого клапан ставят перед входным отрезком трубы бойлера. В случае предпологаемого гидравлического удара от сможет скинуть воду в водоотвод и не позволить большое давление вовнутрь прибора.

Перед тем как начинать работать, следует тщательно изучить руководство пользователя, особенно тот раздел, в котором описана работа по его установке. Необходимо также выключить квартирную разводку от стояка и удалить воду из накопительного водонагревателя.

Дальше установка идет в следующей очередности

• Наметить точку монтажа.
• Срезать дополнительную часть подводящего отрезка трубы. Она обязана быть равна длине корпуса устанавливаемой защитной арматуры.
• Порезать резьбу (для трубы профильной) или навинтить зажимную муфту (для металлопластиковых).
• Обмотать резьбу подготовленным уплотнителем.
• Накрутить клапан на резьбу ручным способом. Удостовериться в отсутствии перекосов.
• Натянуть резьбу ключом.

Дальше необходимо пустить на пробу воду и удостовериться в герметичности соединений.

Ошибки установки и допустимые поломки

По данным сервисных служб, приходящих поправлять ошибки домашних умельцев, очень часто допускают следующие оплошности

• Монтаж арматуры запорной между защитным устройством и водонагревателем электрическим накопительным.
• Расположение клапана чрезмерно далеко от накопительного водонагревателя (более метра).
• Перекос, недотянутая или перетянутая резьба.

Ряд рекомендаций профессионалов по устранению допустимых поломок:

• Клапан пропускает жидкость при нормальном давлении. Причина очень часто в его засорении частичками ржавчины или минеральными осадками. Устраняется промыванием устройства в сильном уксусном растворе в течении пары часов. Строго рекомендуется установка сетчатого фильтра.
• Если подтекание длится, то возможно повреждение ил дефармация прокладки. В данном случае понадобится поменять все устройство.
• Если вам досталась квартира с пластиковыми аварийными устройствами, лучше при первой возможности заменить их на полностью изготовленные из металла. Ценовая разница неоднократно оправдается увеличившимся ресурсом.

Полностью запрещается заглушать подтекающий клапан сброса водного давления, рассчитывая отремонтировать его как-нибудь потом. Авария может случиться всегда и поломать дорогое оборудование и магистрали из труб.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.