Параметры предохранительного клапана
На практике это определяет требования к предохранительному клапану.
При второй перегонке давление в кубе в 500 мм вод. ст. считается аварийным, т. к. свидетельствует о затоплении колонны. Но нужно ли его предотвращать с помощью стравливающего клапана? Однозначно нет.
Если клапан будет стравливать при 400 мм вод. ст., то с одной стороны колонна не утонет, но с другой стороны получим просто имитацию её нормальной работы. Как только клапан сработает, флегма обрушится вниз, нарушая тщательное разделение по фракциям. В результате на выходе будет обычный укрепленный самогон, а не очищенный от примесей дистиллят. Клапан не должен мешать или противоречить технологическим процессам, протекающим в аппарате.
Возьмем другой пример. При повышении давления в кубе может выстрелить термометр и произойдет разгерметизации – ну и хорошо, опять-таки стравит излишки без угрозы взрыва. Клапан на предотвращение этого события устанавливать не стоит, относиться к этому нужно как к дублирующей системе.
А вот если на кастрюле или скороварке сорвет крышку – выхлоп будет мгновенным. Хомуты, в зависимости от качества изготовления, могут слететь и при давлении в 1 атм. Это уже предмет контроля. Кроме того, как было показано выше, разгерметизация даже при избыточном давлении в 0,5 атм. способна создать взрывоопасную концентрацию паров в помещении. Вот и еще одна точка.
Разновидности устройств и принцип действия
В конструкцию спускного клапана входят два обязательных компонента: запорная деталь, состоящая из седла и затвора, и задатчик силового воздействия. Различают несколько видов оборудования, имеющих свои особенности. Они классифицируются по определенным признакам.
Классификация #1 — по механизму прижима
В отопительных системах частных домов, квартир и промышленных установок небольшой мощности предпочтение отдается пружинному типу изделия.
Устройство отличается простым и надежным строением, компактными габаритами, возможностью комбинирования с другими элементами блока безопасности, доступной ценой. Сила сжатия пружинного механизма зависит от параметра давления, при котором срабатывает клапан. На диапазон настройки влияет упругость самой пружины.
Принцип действия пружинных предохранителей заключается в следующем:
- на затвор устройства воздействует поток воды;
- движение теплоносителя ограничивается усилием пружины;
- критическое давление превышает силу сжатия, приподнимая шток золотника вверх;
- жидкость отправляется в выходной патрубок;
- внутренний объем воды стабилизируется;
- пружина закрывает затвор, возвращая его в первоначальное положение.
Корпус пружинистого устройства делают из качественной высокопрочной латуни с применением технологий и методик горячего штампования. В производстве пружины используется сталь. Мембрану, уплотнители и рукоятку изготавливают из полимеров.
Некоторые торговые марки выпускают оборудование с уже установленными заводскими настройками. Также в ассортименте есть модели, настраиваемые по месту монтажа в период пусконаладочных работ.
Рычажно-грузовые предохранители распространены не так широко. В частных автономных системах с котлом их монтируют редко. Эксплуатация сосредоточена в промышленной отрасли на крупных производствах, где диаметр трубопроводов составляет не меньше 200 мм.
Усилие на шток в таких механизмах дает не пружина, а груз, навешенный на рычаг. Он передвигается по длине рычага, регулируя силу, с которой шток будет прижиматься к седлу.
Рычажно-грузовой клапан открывается, когда давление среды с нижней части золотника превышает показатели, исходящие от рычага. После этого вода уходит через специальное сбросное отверстие.
Давление срабатывания, как и диапазон настроек, определяется длиной рычага и массой груза. Рычажные предохранители не уступают пружинным приборам в плане надежности, но стоят дороже. Приспособления устанавливают на фланцевые соединительные детали труб с диаметром условного прохода от 50 и более.
Классификация #2 — по высоте подъема затвора
В малоподъемных предохранительных клапанах затвор поднимается не выше, чем на 0,05 диаметра седла. Механизм открытия в подобном оборудовании пропорциональный.
Ему свойственна низкая пропускная способность и самая примитивная конструкция. Малоподъемное оборудование применяют на сосудах с жидкой средой.
У полноподъемных приборов подъем затвора выше. Это означает, что их пропускная способность намного лучше, чем у предыдущего варианта, поэтому они способны сбрасывать более масштабные объемы излишков теплоносителя.
Классификация #3 — по скорости срабатывания
Затворная крышка пропорциональных предохранительных клапанов открывается постепенно. Как правило, величина открытия пропорциональна росту давления, оказываемого на внутреннюю поверхность. Одновременно с подъемом механизма плавно увеличиваются объемы сбрасываемого теплоносителя.
Конструкция устройств не ограничивает возможности их использования в сжимаемой среде, но все-таки они преобладают в системах с водой и другой жидкостью.
Особенность двухпозиционных клапанов – моментальное срабатывание с полным открытием после достижения граничных отметок давления в системе, при которых открывается затвор предохранителя.
Специалисты рекомендуют эксплуатировать эти приспособления в сжимаемых средах. К числу их главных недостатков относят наличие характерных автоколебаний затвора.
При монтаже двухпозиционного клапана в отопительной системе с жидким теплоносителем следует учитывать, что во время резкого открытия затвора произойдет сброс большого количества воды.
Из-за этого слишком быстро упадет давление. Клапан мгновенно закроется, что повлечет за собой гидравлический удар. Пропорциональные устройства подобных рисков не вызывают.
Типы прижимных механизмов
Если отопление имеет невысокую мощность в системе частного дома, либо в квартире, или небольшом промышленном объекте, применяют изделия, имеющие прижимной механизм.
В приборе главной деталью выступает пружина. Деталь служит подпоркой для мембраны, перекрывающей седло. На штоке, соединяющийся с рукояткой, располагают шайбу, которая служит опорой для пружины сверху. Положение шайбы, сила прижима на мембранное устройство контролируется при помощи рукоятки.
Прибор имеет простую конструкцию, является надежным, компактным, его можно сочетать со всеми приборами, которые включают в безопасную группу. Прибор можно приобрести за невысокую цену. Показатель давления влияет на силу сжатия пружины, когда клапан начинает работать. Показатель упругости изделия регулирует диапазон настроек.
Верхний слой пружины выполняют из латунного материала высокого качества, работая по технологии штампования горячего типа. Внутри пружина стальная, мембрана, рукоятка с уплотнителями изготавливается из полимеров.
Иногда оборудование на заводе оснащается данными настройками. Некоторые модели требуют настройки во время монтажа, когда проходят пусконаладочные работы.
Предохранители выпускают открытого либо закрытого типа. Открытый тип отличается тем, что лишняя жидкость вытекает из трубопровода, закрытый тип предполагает спуск в трубопровод с обратным функционированием.
Предохранители рычажно-грузовые имеют небольшое распространение. Автономные системы, имеющие котел, монтируют их нечасто. Как правило, их встречают в области промышленности большого масштаба, в трубах, имеющих диаметр свыше двухсот миллиметров.
В этих предохранителях основным элементом является груз вместо пружины, воздействующий на шток. Груз вешается на рычажное устройство, двигается вдоль длины, влияя на силу, которая прижимает шток.
Прибор рычажно-грузового типа имеет свойство открываться во время превышения рабочего давления внутри золотника снизу значений давления самого рычага. Далее жидкость удаляется сквозь отверстие для сброса.
Внимание! Чтобы случайно не изменить положение тяги на рычажной детали, груз прикрепляют при помощи болтов, накрывая кожухом, устанавливают замок. Вес груза с длиной рычага влияют на показатель давления, настройки
Данный тип проборов имеют большую цену, чем пружинные, но надежностью не отличаются
Вес груза с длиной рычага влияют на показатель давления, настройки. Данный тип проборов имеют большую цену, чем пружинные, но надежностью не отличаются.
Клапаны можно крепить к фланцевым элементам, соединяющим трубопрокаты, имеющих сечение от пятидесяти миллиметров и выше.
Особенности затворов в зависимости от высоты, на которую поднимаются.
Приборы с малым подъемом имеют затворы, которые поднимаются не более пяти сотых процента от сечения седла. Устройство, открывающее деталь, работает по пропорциональному принципу.
Он имеет низкий показатель проходящей жидкости, простейшее строение. Затворы малоподъемного типа монтируют к трубам, транспортирующих жидкость.
Полноподъемные механизмы поднимают затвор выше, поэтому имеют хорошую пропускную способность, могут удалять сразу большой объем жидкости.
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.
Предохранительный клапан
Название прибора говорит само за себя. Основная его функция — это сброс непредвиденных нагрузок, которые могут возникнуть при тех или других обстоятельствах. Плюс дополнительно регулировка потока теплоносителя.
Кстати, устанавливать его можно на любом участке трубопровода
При этом важно не место, а удобство обслуживания, если такая необходимость вдруг возникнет
Виды предохранительных клапанов
- Самый простой вариант — это муфтовые предохранители из латуни. Конструкция их проста — с двух сторон нарезана резьба, а клапан представляет собой подпружиненный шток с прокладкой из EPDM. Это прямоточная модель, клапан которой открывается под давлением потока теплоносителя. Обратное давление перекрывает магистраль. Это один из самых дешевых приборов, но служит он очень долго, что проверено временем.
- Есть еще один латунный вариант, но с более сложной конструкцией, где трубы подключаются в перпендикулярных плоскостях. Здесь используется шток и пружина из нержавеющей стали. Устанавливают его непосредственно после циркуляционного насоса. Принцип действия такого устройства достаточно прост. Давление теплоносителя сдавливает пружину, которая начинает давить на шток. Тот открывает канал, через который теплоноситель выдавливается наружу из системы, спасая ее от разрывов труб и других элементов. Кстати, максимальная температура, которую может выдерживать клапан, составляет 120С.
- Существует большое количество разновидностей обратных клапанов, которые также входят в группу предохранительных. Их основная функция — не дать осуществиться противотоку теплоносителя, если в системе вдруг падает давление.
Есть несколько основных видов — дисковые, шаровые, флажковые и прочие. Но все они делятся на подпружиненные и беспружинные. С первыми все понятно — там основной упор делается на силу противодействия пружины. Второй вид — это когда возврат запорного элемента происходит под действием собственной массы.
Трехходовые клапаны. Этот вид запорной арматуры устанавливается в отопительные системы, где предусмотрены низкотемпературные контуры. К примеру, когда в схеме есть конденсационный котел. В настоящее время производители выпускают такой вид клапанов с ручным переключением или с электрическим. Во втором случае необходимо подключать прибор к сети переменного тока напряжением 220 вольт.
Трехходовые клапаны
Давайте подробнее остановимся на трехходовых клапанах, потому что потребители редко с ними сталкиваются, и многим они просто неизвестны. В их конструкции три отверстия — два выходных и одно входное. Поток теплоносителя регулируется заслонкой, которая может быть в виде штока или шара. Вращательное движение перераспределяет поток движущейся жидкости.
Мы уже упоминали о конденсационных котлах, но трехходовые клапаны используются не только в этих системах. Очень часто их применяют, когда от одного нагревательного котла работают разные системы отопления. К примеру, «теплые полы» и обычные радиаторы. Понятно, что для теплого пола не нужно нагревать теплоноситель до очень высокой температуры. Но что делать, если котел один, и греет он горячую воду до стандартной для всей системы температуры?
В этом случае трехходовой клапан выполняет сразу несколько функций:
- Во-первых, он разделяет участки.
- Во-вторых, разграничивает плотность потока по ветвям.
- В-третьих, с его помощью происходит смешивание теплоносителя из магистрали подачи и обратки, до того как последний будет подан в систему отопления «теплый пол». То есть в половое отопление вода будет поступать с более низкой температурой, чем на радиаторы.
Несколько рекомендаций. Берите модель с сервоприводом. Это избавит вас от необходимости постоянного контроля над температурой теплоносителя. Подобное устройство является автоматическим и работает от датчика, вмонтированного в низкотемпературный контур. Изменение температуры влечет за собой срабатывание запорного устройства, которое открывает или закрывает подачу воды из обратной магистрали. Так что все просто.
И последнее. Сервопривод может входить в комплектацию клапана или продаваться в качестве отдельного элемента. А сами клапаны изготавливают из стали, чугуна или латуни. Последние используются в системах отопления жилых помещений.
Регулятор расхода
Установив приборы учета энергии, закономерно возникает вопрос, как можно регулировать и контролировать подачу теплоносителя, ограничивать или добавлять его расход. Для этого существуют всевозможные автоматические регуляторы, применение которых позволяет экономить, они работают от датчиков температуры наружного воздуха и датчиков обратного трубопровода. Еще одно преимущество регуляторов температуры — это контроль температуры непосредственно в месте установки радиатора, в отличии от других устройств. Данное преимущество дает приоритет в получении равномерного температурного фона для комфортного пребывания в помещении. Регулятор предотвратит перегрев воздуха в помещении, чего не всегда смогут отследить датчики на централизованной автоматике. Представляется возможность регулировать температуру для каждой комнаты в отдельности. Иногда решая вопрос регулировки устанавливают обычные краны. Конечно данное решение уменьшает финансовые затраты, но лишает ряда полезных преимуществ. У крана ограниченная функциональность на открытие и закрытие. Существует опасность остановить или завоздушить стояк. Регулируя отопление при помощи кранов невозможно добиться необходимого температурного режима. Используя автоматические регуляторы можно наладить систему точно и эффективно.
Читайте так же:
Предохранительный клапан для систем отопления — виды, назначение, установка
Назначение предохранительного клапана
Как уже говорилось выше, клапан предназначается для защиты систем отопления от чрезмерного роста давления. Наиболее подвержены подобным ситуациям системы с паровыми котлами, но возможно резкое повышение и в наиболее распространенном для обогрева домов водяном типе отопления, а также на сетях горячего водоснабжения. Чаще всего это происходит в следующих случаях:
- Резкое повышение температуры теплоносителя и вследствие этого образование пара (чаще всего при спуске воды из системы);
- Подпитка отопления излишним количеством воды (при отказе автоматических систем);
Принцип работы
Существует две разновидности защитных клапанов – пружинные и рычажно-грузовые. Рассмотрим каждый тип в отдельности.
Рычажно-грузовой защитный механизм представляет собой запорное устройство, золотник которого связан с рычагом, на который навешивается груз. Груз можно перемещать по длине рычага и таким образом регулировать усилие, с которым золотник прижимается к седлу. При давлении среды на нижнюю поверхность золотника большем, чем сила от давления рычага, происходит открытие клапана и вода из трубопровода, на который он был врезан, уходит через сбросной патрубок;
Пружинный предохранительный клапан отличается от рычажно-грузового тем, что давление на шток золотника осуществляется не с помощью рычага с грузом, а пружиной. Его регулировка осуществляется с помощью изменения степени сжатия пружины, принцип работы же ничем не отличается.
Наибольшее распространение для небольших систем отопления имеют пружинные устройства, это связано со следующими их достоинствами:
- Меньшие габариты;
- Невозможность изменить настройку без применения инструмента;
- Шток золотника необязательно должен находиться в вертикальном положении;
- Возможность комбинации с другими устройствами (для систем отопления небольшого дома производятся клапана совмещающие функции развоздушивающего устройства).
Где и как правильно монтируется предохранительный клапан
Для надежной и безопасной работы систем отопления важно соблюсти правила монтажа предохранительных устройств. Они описываются в нормативных документах и могут отличается в зависимости от мощности и рабочего давления
Но основные принципы неизменны, приведем их ниже:
- Предохранительный клапан обязательно монтируется на подающем трубопроводе сразу после котла (при определенной мощности врезаются два устройства для дублирования друг друга);
- В системах горячего водоснабжения клапан устанавливается на выходе горячей воды в верхней точке бойлера;
- Между защитными устройствами и магистральными трубами систем отопления не допускается установка никаких дополнительных запорных или регулирующих устройств, а также сужение трубопроводов на диаметр меньший, чем условный диаметр клапана (о подборе и регулировке ниже);
- Сбросные патрубки подсоединяются к линии трубопроводов достаточного диаметра и выводятся в безопасное место или канализационные сети. При этом не допускается установка на этих линиях запорной арматуры:
Условный диаметр и регулировка
Подбор условного диаметра предохранительного клапана осуществляется по методикам разработанным и утвержденным органами гостехнадзора, поэтому для его выбора желательно обратиться к специалистам. Если нет такой возможности можно воспользоваться программами для онлайн расчета, которые есть на сайтах специализированных компаний.
В крайнем случае (получится солидный запас) можно взять клапан с диаметром не меньше выходного патрубка котла.
Настраиваются клапана на давление на 15-25 % больше рабочего давления систем отопления. Проверку работы производится путем его принудительного открытия (желательно проводить ее постоянно), а проверку давления открытия и регулировку не реже одного раза в год (перед началом отопительного сезона).
Виды и разновидности
Если речь идет об обычных предохранительных клапанах для водонагревателя, то они выглядят почти одинаково, отличаются только нюансы. Но именно эти небольшие детали отвечают за удобство и безопасность эксплуатации.
Предохранительный клапан для бойлера с возможностью принудительного сброса давления
На фото выше два предохранительных клапана со спускными рычагами. Они нужны для периодической проверки работоспособности. Флажок рычага приподнимают вверх. Он тянет за собой пружину, освобождая пусть для сброса воды. Эта проверка должна проводиться примерно раз в месяц. Также можно опорожнить бак бойлера — поднять флажок и ждать, пока все стечет.
Особенности конструкции
Разница в представленных моделях в том, что у модели на фото слева рычажок закреплен винтом. Это исключает возможность случайного открытия и полного сброса воды.
Еще два отличия бросаются в глаза. Это стрелка на корпусе, обозначающая направление движения воды, и надпись, показывающая на какое давление рассчитано устройство. Казалось, бы незначительные детали. Но если с направлением движения воды разобраться можно (посмотреть в какую сторону развернут тарельчатый клапан), то с номиналом сложнее. Как отличить, например, на 6 Бар он или на 10 Бар? Только проверками. А как будут отличать их продавцы? Никак. По коробкам. А если уложили не в ту коробку? В общем, без маркировки на корпусе клапан лучше не брать. Это обычно самые дешевые из китайских образцов, но разница в цене не настолько велика, чтобы стоило рисковать.
Предохранительные клапана — обслуживаемый и нет
Также обратите внимание на форму штуцера для сброса воды. У модели слева штуцер длинный, имеет нелинейную форму. На него довольно легко налезет шланг и длины хватит чтобы установить хомут
Форма штуцера у модели справа другая — с расширением к концу, но что важнее, штуцер короткий. На него шланг натянуть еще можно, но вот хомут под вопросом. Разве что проволокой обжать…
На него довольно легко налезет шланг и длины хватит чтобы установить хомут. Форма штуцера у модели справа другая — с расширением к концу, но что важнее, штуцер короткий. На него шланг натянуть еще можно, но вот хомут под вопросом. Разве что проволокой обжать…
На следующем фото предохранительные клапана без флажка принудительного сброса давления. Тот который слева, в верхней части имеет резьбовую крышку. Это обслуживаемая модель. При необходимости можно крышку открутить, убрать засор, накипь и другие загрязнения.
Модель справа — самый худший из вариантов. Никаких обозначений, принудительного сброса или обслуживания. Это обычно самые дешевые их имеющихся, но это — единственное их достоинство.
Для бойлеров большого объема
Все приведенные выше модели подходят для водонагревателей объемом до 50-60 литров. На бойлеры большего размера идут другие модели, во многие из которых встроены дополнительные устройства. Обычно это шаровый кран и/или манометр — для контроля давления.
Для бойлеров до 200 литров
Штуцер для сброса воды тут со штатной резьбой, так что проблем с надежностью крепления не возникнет. Такие устройства уже имеют довольно высокую цену, но и качество и надежность их гораздо выше.
С манометром и оригинальный
Не всем по внешнему виду нравятся эти устройства. Для тех, кто эстетике придает большое значение выпускаются очень даже привлекательные устройства. Цена их, правда, сравнима с ценой недешевого водонагревателя, зато красиво.
Подводя итоги
Прижимной предохранительный клапан влияет на регулировку работы прибора. В оборудовании присутствует колпачок. Степень сжатия пружины настраивается посредством обычного вращения с высокой точностью. Элементы, оснащенные рычагом, регулируются посредством увеличения веса груза или его перемещения.
Перечисленные правила нужно соблюдать. Пренебрежение ими приведет к дополнительным тратам и существенной опасности. Если предохранительный клапан автоматически срабатывает более 8 раз, пружина изнашивается. Соответственно, нарушается герметичность устройства. В этом случае рекомендуется произвести замену устройства.
Также рекомендуем посмотреть подобранные видео по нашей теме.
Как работает предохранительный клапан для систем отопления.
Предохранительный клапан – обзор.
