Предохранительные клапаны с настройкой регулировки давления. Регулирующие клапаны давления с электроприводом

Любое котельное оборудование, которое устанавливается на предприятиях или в условиях частного дома, представляет собой источник большой опасности. Водяная рубашка, которая есть в составе котла, - это сосуд, находящийся под давлением, что указывает на его взрывоопасность. Для того чтобы свести такой риск к минимуму, современные теплогенераторы и схемы их обвязки предполагают наличие защитных устройств и всевозможных систем. В качестве одного из самых простых и популярных выступает предохранительный клапан с регулировкой давления.

Каждый владелец котельного оборудования, описанного в статье, должен понимать, насколько может быть опасна эксплуатация устройства. Именно поэтому при установке прибора важно подумать над необходимостью наличия в системе предохранительного клапана, который вы можете выбрать и монтировать самостоятельно без посторонней помощи. Однако важно поинтересоваться у производителя, будет ли сохраняться гарантия на агрегаты после проведения таких работ.

Применение

Для того чтобы понять, где следует установить описываемое устройство, необходимо разобраться с тем, для чего используется клапан. В качестве цели установки выступает защита системы отопления. С помощью этого дополнения вы сможете исключить повышение давления воды. Оно может возникнуть при перегреве теплоносителя в котле. В особенности это касается тех приборов, которые работают на твердом топливе.

Как только теплоноситель достигает температуры кипения, начинается парообразование, что приводит к резкому увеличению давления в системе.

Необходимость использования

Если не использовать с регулировкой давления, последствиями могут стать разрывы и протечки системы трубопровода. Наиболее часто это происходит в местах соединения. Вы можете столкнуться и с разрушением полимерных фитингов, а также труб. Наиболее опасными является взрыв котлового бака, а также замыкание в котельной. От неприятностей поможет защитить небольшой клапан, который обладает достаточно простой конструкцией. Учитывая тот момент, что рост давления до критической отметки происходит в котле, предохранительный клапан нужно устанавливать ближе к прибору на подающем трубопроводе.

Ряд производителей котельного оборудования дополняют изделия группы безопасности. В нее входит манометр и сбросной клапан. Группа устанавливается непосредственно в водяную рубашку котельного оборудования.

Что необходимо знать об особенностях использования

Предохранительный клапан с регулировкой давления применяется в системах не всегда. Например, когда в качестве источника тепла в доме выступает электрический или газовый котел, то сбросное устройство вовсе не требуется. Это обусловлено причиной наличия автоматики безопасности в данных видах теплогенераторов. Помимо прочего, в них отсутствует какая-либо инерция. Владельцы подобных устройств должны знать, что при достижении установленной температуры воды электрический элемент или газовая горелка попросту отключатся, а нагрев прекратится почти сразу.

Необходимость использования

Используется в том случае, когда применяется печь или твердотопливный котел с водяным контуром. Здесь установка описываемого устройства обязательна. Как только дрова в топке разгорятся, а теплоноситель в сети достигнет определенной температуры, потребуется уменьшить нагрев. Важно закрыть доступ воздуха в камеру сгорания, это позволит пламени затухнуть. Однако по инерции будет продолжаться повышение температуры.

Если данный процесс протекает около предельных значений, то парообразование в подобных моментах неизбежно. Речь идет о температурах в пределах 90-95 градусов. Как было сказано выше, вскипание приведет к повышению давления, а предотвратить это сможет предохранительный клапан для котла. Он призван автоматически открывать путь для образовавшегося пара, который выходит, понижая тем самым давление до нормативного значения. После этого устройство самостоятельно закроется, чтобы прийти в дежурное состояние.

Конструктивные особенности

Конструкция описываемого дополнения котельного оборудования очень проста. Корпус выполняется с использованием водопроводной качественной латуни. В процессе технологии применяется горячая штамповка с использованием 2 литых деталей в полутвердом состоянии. В роли основного рабочего элемента клапанов выступает пружина. Ее упругость будет определять, насколько сильно давление, которое будет воздействовать на мембрану. Последняя закрывает проход наружу.

В нормальном положении пружина находится в седле с уплотнителем. Металлическая шайба служит верхним упором для пружины. Она фиксируется на штоке, конец которого прикреплен к пластмассовой рукоятке. С помощью нее производится корректировка положения клапана. Уплотнительные элементы изготавливаются из полимерных металлов, а вот что касается пружины, то в ее основе лежит сталь.

Принцип работы

Предохранительный клапан для котла имеет весьма простую конструкцию, это касается и принципа функционирования. В дежурном режиме, который является обычным, параметры воды находятся в определенном диапазоне. Мембрана служит для закрытия входа во внутреннюю камеру. После того как возникает ситуация, которую можно назвать близкой к аварийной, давление в системе возрастает, смесь из пара и воды начинает подпирать мембрану. жидкости преодолевает упругость пружины, что способствует открыванию мембраны. Теплоноситель попадает в камеру, а после вытекает через боковое отверстие.

Газовый клапан просто необходим для того, чтобы некоторое количество воды покинуло систему, это приведет к резкому снижению давления и закрытию мембраны. Как правило, механизм функционирует отлично, особенно это касается того случая, когда тепловое оборудование работает на пределе, а температура воды достигает показателя в 90-95 градусов. Газовый клапан может срабатывать довольно часто. На практике это приводит к тому, что он теряет герметичность. Вы можете заметить данную проблему при подтекании воды.

Для справки

Если вами производилась проверка предохранительных клапанов, и вы заметили свежие следы подтеков механизма, то это указывает на экстремальную работу теплогенератора или наличие неисправностей в системе. Проблема может быть связана с расширительным баком.

Установка предохранительного клапана не должна предполагать наличие запорной арматуры в том месте, где находится участок трубопровода от котельного оборудования до места самого клапана. Помимо прочего, запрещено устанавливать устройство после циркуляционного насоса. Устройство в таком состоянии будет перекачивать смесь из пара и воды.

Для того чтобы избежать возможности разбрызгивания воды по топочной, к выпускному отверстию устройства нужно присоединить трубку, которая будет отводить выбросы в канализацию. Если вы хотите, чтобы регулировка предохранительного клапана осуществлялась не только механически, но и контролировалась визуально, на вертикальный участок трубки необходимо установить сливную воронку, чтобы разрыв струи был виден.

Заключение

Настройка предохранительных клапанов, их установка и эксплуатация является весьма простой задачей из-за конструктивных особенностей. Специалисты не советуют гнаться за дешевым продуктом, поэтому при выборе устройства руководствуйтесь его качеством и отзывами тех, кто уже опробовал такую систему. В этом деле главное - безопасность и эффективность.

– это разновидность трубопроводной арматуры, основной задачей которой является изменение давления на участке трубопровода. Изменение состояния рабочей среды осуществляется посредством изменения площади сечения проходного отверстия в корпусе клапана. Регулировочные клапаны подразделяют на два вида: двухходовые и трехходовые.

Двухходовые регулирующие клапаны. В зависимости от направления потока рабочей среды. Проходные монтируются на прямых участках трубопровода, угловые, соответственно, в тех местах, где нужен поворот трубопровода.

Трехходовые регулирующие клапаны одновременно с регулировочной функцией выполняют задачу смешивания или разделения потоков рабочей среды, как правило, этот вид регулирующей арматуры имеет три патрубка входа-выхода, в зависимости от назначения.

Устройство и принцип работы двухходового проходного клапана

Основной устройства является корпус с расположенным внутри его проходным отверстием, на корпусе располагается система фиксации на трубопроводе и механизм регулирования, обычно это плунжерный или золотниковый затвор. Затвор, вследствие изменения своего положения, относительно проходного отверстия, изменяет его площадь, тем самым, регулируя объем проходящей через него, рабочей среды.

Арматура подразделяется по способу регулировки. В зависимости от вида затворного устройства:

• Седельной;
• Золотниковой;
• Мембранной;
• Клетчатой.

Регулировка механизма может осуществляться как вручную, через воздействие на шток, так и посредством системы внешнего управления.

Трехходовой регулирующий клапан имеет задачу разделения или смешивания потока рабочей среды. Используется он чаще всего в системах отопления.

Конструкционно устройство этого типа состоит из металлического корпуса с тремя патрубками. Внутренней перегородки с двумя соосными проходными отверстиями, по одному на каждый патрубок. Запорный механизм, закреплённый на управляемом штоке, может регулировать давление потока рабочей среды, проходящее через каждое отверстие, тем самым регулируя давления в одном или двух выходных патрубках.

Управление регулирующим клапаном может осуществляться как вручную, так и автоматически, в зависимости от состояния системы. В этом случае для управления регулирующим клапаном установлена приводная аппаратура: термостатический привод, изменяет характеристики состояния рабочей среды, контролирует температуру и давление. Кроме этого используются и другие виды привода, электромагнитный например.

Основные преимущества

Регулирующие клапаны, в основном, устанавливаются на системах отопления. Материалом корпуса служит металл, обладающий высокой износостойкостью и прочностью. Это стали, чугун и сплавы цветных металлов. Что позволяет добиться высокой надёжности этого вида арматуры.

Но основная задача регулирующего клапана это регулирование расхода рабочей среды, выравнивание давления и температуры в системе. Трехходовые, кроме этого, ещё экономят энергоноситель.

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками регулирующих клапанов, которые нужны для выбора и подключения их к системе трубопроводов являются:

• Диаметр условного прохода;
• Тип запирания;
• Вид фиксации на трубопроводе: фланцевый или резьбовой. Реже встречается приварные устройства;
• Диапазон изменения состояния рабочей среды. Максимальная и минимальная температура и давление, при котором регулирующий клапан сохраняет свою работоспособность;
• Материал корпуса клапана и уплотнительных поверхностей;
• Тип управления: ручной, пневматический, гидравлический и так далее.

Монтаж регулировочных клапанов осуществляется в основном на системы, требующие точного распределения потоков рабочей среды, чаще всего это системы отопления. Также широкое применение регулирующие клапаны нашли в промышленности, при транспортировке жидких и газообразных рабочих сред.

Принцип работы регулятора давления воды основан на работе мембранной коробки за счет энергии рабочей среды в трубопроводе. Регуляторы давления прямого действия состоят из трех основных элементов: корпуса клапана, мембранного блока и пружинного задатчика. Внутри мембранного блока жестко закреплена чувствительная мембрана, которая делит мембранное пространство на две части. Мембрана жестко закреплена с конусом регулятора, таким образом, воздействуя на мембрану конус клапана закрывает или открывает проходное сечение регулятора и регулирует давление. На мембрану (через импульсную трубку (для регуляторов перепада давления RD122), или непосредственно отбор осуществляется через корпус клапана (как у RD102V и RD103V)) действует рабочая среда (вода, пар или др.), с противоположной стороны мембрана испытывает усилие пружины. Направления давления пружины и рабочей среды определяются типом регулятора давления: «перепада давления», «регулятора давления до себя» или «регулятора после себя».

При равенстве настроенного давления в регуляторе действительному давлению в системе (то есть система находится в равновесии) усилие настроенной пружины равно давлению рабочей среды. Чем выше давление в системе нужно поддерживать, тем больший коэффициент сжатия имеет пружина. При изменении давления в системе, импульс по импульсному трубопроводу напрямую воздействует на мембрану, а та в свою очередь воздействует на конус регулятора. Регулятор при росте давления в зависимости от типа (регулятор давления «до себя» или «после себя) соответственно открывается или закрывается.

Например, регулятор давления после себя, при отсутствии давления в системе (Рис. 1.1), нормально открыт. При повышении давления и превышении значения, настроенного с помощью настроечной пружины по показаниям манометра за регулятором, конус клапана начинает закрываться до тех пор, пока давление, предварительно установленное с помощью пружинного блока, не станет равно действительному давлению после регулятора.

Клапан регулятора давления после себя (Рис. 1.2.) при отсутствии давления нормально открыт. (На рисунке изображена схема установки регулятора на входной ветви). Импульсы давлений подаются через импульсные трубки из прямого (+) и обратного (-) трубопроводов. Данные импульсы воздействуют на мембрану, и (в зависимости от установленного заранее перепада давления с помощью настроечного винта) изменение перепада давления приводит к сдвигу конуса регулятора (3) и его закрытию или открытию до момента, когда величина перепада давления достигнет величины, установленной на пружинном блоке.

Регулировочный клапан — разновидность трубопроводной арматуры, предназначенная для непрерывного либо дискретного изменения давления транспортируемой рабочей среды посредством уменьшения своего проходного сечения.

В данной статье рассмотрены конструктивные особенности и принцип действия регулировочных клапанов. Вы узнаете их разновидности, маркировку и способы монтажа на несущий трубопровод.

Cодержание статьи

Классификация и сфера применения клапанов

Регулирующий клапан является наиболее распространенным типом арматуры для изменения давления циркулирующей по трубопроводу среды. Такие конструкции используются в промышленных и бытовых системах водоснабжения, газоснабжения и магистралях дли транспортировки нефти и газа.

В зависимости от формы корпуса клапаны делятся на следующие типы:

• проходные — не меняют направление движения рабочей среды, монтируются на прямых участках трубопровода;
• угловые — изменяют направление трубопровода на 90 0 ;
• — корпус укомплектован тремя патрубками (2 — входные, 1 — подающий), используются для смешивания двух видов рабочей среды в один поток.

Также классификация выполняется по способу фиксации клапанов на трубопроводе, согласно которому арматура может быть приварной, фланцевой, муфтовой либо штуцерной . В бытовой эксплуатации наиболее распространены муфтовые конструкции, стыкующиеся с трубами посредством резьбового соединения, в промышленности — фланцевая (соединяется болтами и гайками через специальную закладную пластину) и приварная арматура.

Особенности конструкции и принцип действия

В качестве примера рассмотрим клапан регулирующий фланцевый проходного типа, конструкция которого приведена на изображении.

На схеме представлены следующие узлы компоновки:

• В — корпус клапана;
• F — фланцы, посредством которых арматура фиксируется на трубопроводе;
• Р — уплотнительный блок, обеспечивающий герметичность клапана и предотвращающий выход транспортируемой среды за пределы его корпуса;
• S — шток, соединяющий привод арматуры с затворным механизмом;
• Т — плунжер, выступающий в качестве запорного узла;
• V — пропускное отверстие (седло), в которое при регулировке давления входит запорный плунжер.

Принцип работы арматуры достаточно прост — шток передает исходящее от привода усилие на плунжер, который опускается и изменяет сечение пропускного отверстия, вследствие чего уменьшается объем проходящей через клапан жидкости либо газа. Это приводит к падению уровня давления в трубопроводе и росту скорости перемещения рабочей среды. Если плунжер полностью перекрывает пропускное отверстие давление в системе стает нулевым, при условии полной герметичности контактирующих узлов.

Особенности использования регулирующих клапанов (видео)

Разновидности регулирующей клапанов

В зависимости от конструкции регулирующих органов, арматура разделяется на:

• седельную;
• клеточную;
• мембранную;
• золотниковую.

Седельный клапан, в свою очередь, может иметь 1 либо 2 седла. Односедельная арматура имеет одно пропускное отверстия, такие конструкции устанавливаются на трубопроводы малых диаметров (до 150 мм). 2-ух седельный клапан имеет преимущество в плане уравновешенного плунжера, он может эксплуатироваться в системах с давлением до 6.5 МПа и диаметром до 300 мм . Запорный плунжер может выполняться в стержневой, тарельчатой либо .

В арматуре клеточного типа затвор имеет форму полого цилиндра, перемещающегося внутри отверстия — клетки, которая одновременно выступает в качестве направляющего устройства и пропускного узла. Сам цилиндр обладает радиальной перфорацией, за счет которой выполняется в трубопроводе. Особенности конструкции клеточной арматуры обеспечивают минимальный уровень шума и вибрации при работе клапана.

В отличие от седельных и клеточных клапанов, которые могут комплектоваться ручным приводом, мембранная арматура выпускается исключительно с либо гидро-приводами. Затвором в ней служит эластичная резиновая мембрана (реже — мембрана из фторопласта). Привод может быть вынесенным либо встроенным.

Поскольку гибкость мембраны может ставать причиной погрешностей в регулировке давления, клапан комплектуется дополнительным узлом — позиционером, контролирующим пространственное положение соединяющего мембрану с приводом штока. К преимуществам мембранных конструкций относится устойчивость резинового затвора к химически агрессивным средам и коррозии, что позволяет использовать такую арматуру на трубопроводах химической промышленности и транспортирующих нефтепродукты линиях.

Золотниковый клапан регулирует уровень давления рабочей среды за счет поворота затвора (золотника) на определенный угол, что приводит к частичному открытию либо закрытию пропускного отверстия. По принципу действия такая арматура схожа с , чаще всего она применяется в энергетической промышленности.

Преимуществом золотниковой арматуры является необходимость прикладывания минимальных усилий при управлении клапаном, поскольку давление жидкости в пропускном отверстии практически не оказывает сопротивление на перемещение запорного элемента. Однако такие конструкции не способы обеспечить полную герметичность отсечения рабочей среды при закрытии седла, поэтому они практически не применяются на трубопроводах с высоким давлением.

Маркировка

Технические требования к регулирующей арматуре приведены в нормативном документе ГОСТ №12893 «Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные». Согласно положениям ГОСТа, все клапаны имеют унифицированную маркировку типа 21ч10нж , в которой:

• 21 — тип арматуры (регуляторы давления имеют числовую номенклатуру 21 и 19);
• ч — материал изготовления корпуса (ч — чугун, с — углеродистая сталь, б — латунь либо бронза, тн — титан, п — пластик);
• 10 — тип привода (в данном случае — механический, 6 — пневматический, 7 — гидравлический);
• нж — материал изготовления уплотнительных поверхностей, нержавейка.

Основным отечественным производителей клапанов является компания «Авангард» (Старооскольский арматурный завод). Среди зарубежных компаний отметим (Дания), и FAR (Италия).

Иногда возникают неприятные обстоятельства, когда система отопления дает сбой, и давление начинает колебаться. Если давление не регулировать, последствия могут быть опасными. Чтобы не допустить такого, отопительную систему и систему подачи горячей воды следует оснащать предохранительными клапанами. Что это такое, и как они работают – мы и расскажем в этом материале.

В системе отопления предохранительный клапан выполняет защитную функцию с целью не допустить высокого давления. Особенно это важно для котлов парового типа.

Давление поднимается чаще всего вследствие таких причин:

• отказ автоматических систем регулировки давления;
• резкое повышение температуры окружающей среды и появление пара.

Предохранительные изделия в основном бывают двух видов:

• пружинные;
• рычажно-грузовые.

В рычажно-грузовых конструкциях действию давления на золотник противодействует груз, его сила передается посредством рычага на шток. Он перемещается по длине рычага, и можно таким способом регулировать силу давления золотника к седлу. Далее он открывается, когда рабочая среда начинает давить на нижнюю часть золотника с усилием больше, чем сила рычажного натиска и вода уходит через патрубок.

А пружинные предохранительные агрегаты работают с помощью электромагнитного привода . На шток золотника оказывает давление пружина, и регулировка происходит путем смены степени сжатия пружины.

Небольшие системы отопления лучше всего сочетаются с пружинными изделиями, их преимущества в этом случае такие:

• компактность;
• настройка способна меняться лишь при использовании инструментария;
• шток золотника может иметь разное положение;
• возможность комбинации с другими изделиями.

По принципу работы предохранительные клапаны разделяются на такие:

Предохранительный клапан прямого действия может открываться только под давлением рабочей среды, непрямого – под влиянием источника давления.

А по типу подъема запора устройства бывают:

• малоподъемными;
• среднеподъемными;
• полноподъемными.

Материалы изготовления

Предохранительные изделия могут быть изготовлены из таких материалов:

• латунь;
• сталь;
• оцинкованная сталь;
• нержавейка.

Особенности механизма и конструкции

Предохранительный латунный муфтовый клапан для котла оснащен резьбой с двух сторон, с входной стороны есть прокладка. Механизм при этом пружинный. Давление извне может усилить блокировку. После сборки конструкции ее опрессовывают, поэтому клапан данного типа очень надежен и доступен в плане стоимости.

Клапан предохранительно-запорный также может работать в канализационной системе с целью защиты от давления обратного потока.

Особенности трехходовых клапанов

Назначение и принцип работы трехходовых предохранительных клапанов несколько отличается от других вариантов и вот ключевые их отличия:

Такие клапаны чаще всего применяются в системах отопления, которые включают в себя «теплые полы». Таким способом вода для обогрева полов будет гораздо прохладнее, чем вода в радиаторе.

Для изготовления трехходовых предохранительных клапанов применяют:

• сталь;
• латунь;
• чугун.

Латунные конструкции наиболее распространены при установке домашних систем отопления, а стальные и чугунные больше характерны для более крупных установок промышленного назначения.

Также стоит обратить внимание да взрывной предохранительный клапан, который способен предотвратить взрыв горючих газов или угольной пыли. Они сделаны таким способом, что если вещество взрывается, то повреждается лишь мембрана конструкции, а трубопровод остается невредимым.

Изделие такого типа работает в автоматическом режиме. В зависимости от давления, их различают несколько их видов:

• с давлением до 2 кПа;
• до 40 кПа;
• 150 кПа включительно.

Как правильно выбрать предохранительный клапан

При выборе предохранительного клапана следует продумать огромное количество тех или иных факторов. В частности, обязательно учитывайте рабочее давление окружающей среды. Если такое давление выше нормы, то нужно выбирать изделие на 2 бар , которое сможет выдержать подобные условия эксплуатации изделия. Помимо этого можно выбирать вариант с возможностью регулировки давления, чтобы можно быть осуществить настройку требуемого режима и выяснить точные параметры, в частности, условный диаметр.

Существует ряд норм касательно выполнения расчетов, также можно в интернете найти специальные расчетные программы. Можно обойтись и без расчетов, и взять конструкцию с диаметром не менее диаметра выходного патрубка вашего котла, но такое вычисление не будет точным и не сможет гарантировать высокий уровень безопасности и производительности.

В целом, чтобы правильно выбрать нужно изделие, следует продумать следующие параметры:

• определиться с типом изделия;
• с размером, чтобы давление в системе не превышало допустимые рамки;
• лучше для дома выбирать изделия пружинного типа;
• открытые устройства подходят лишь в том случае, если вода уходит в атмосферу, а закрытые –если в отводящий трубопровод;
• после расчетов можно определить, подойдет ли низкоподъемный клапан или полноподъемный;
• просчитайте свой бюджет.

Цены на предохранительный клапан варьируются в зависимости от материала и других особенностей. Например, мембранную конструкцию итальянского производства можно приобрести примерно за 4 у.е ., а латунную – начиная от 12 у.е. Также есть некоторые модели клапанов, стоимость которых превышает 100 у.е.

Особенности установки предохранительного клапана

Во время установки клапана нужно строго соблюдать все правила, которые перечислены в нормативной документации изделия. Также установку нужно проводить с учетом мощности и рабочего давления.

Но ключевые принципы установки такие:

Также нельзя забывать о том, что регулировать и проверять давление нужно как минимум раз в году перед отопительным сезоном.

Как настроить предохранительный клапан

Настраивать клапан нужно по месту установки после завершения монтажных работ и после того, как промыта система. Задайте давление настройки, проверьте давление начала открытия и закрытия изделия.

Настройки нужно ставить чуть выше максимального рабочего давления, которое допустимо при нормальном режиме эксплуатации конструкции. А давление полного открытия не должно быть выше минимального уровня самого слабого элемента системы. Давление закрытия должно превышать показатель минимально допустимого.

Настраивать давление в пружинной конструкции нужно путем вращения специального винта, который сжимает пружину, а рычажную конструкции настраивают посредством нужной массы груза.

Итак, клапан готов к работе , если он в состоянии обеспечить герметичность перекрытия, а также полное открытие и закрытие затвора. Кроме того, давление может отклоняться в пределах допустимых колебаний, которые приведены в техническом паспорте изделия.