Предохранительные клапаны: Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы

Предохранительный клапан в системе отопления

Каждый знает, что работа системы отопления, так сказать, по определению связана с высокими температурами воды или иного жидкого теплоносителя. Достаточно иметь элементарные понятия в термодинамике, чтобы представлять, что нагрев жидкости в каком-то замкнутом объеме будет вызывать значительный рост давления. Получается довольно небезопасная система, для эксплуатации которой необходимо предусматривать какие-то защитные устройства.

Предохранительный клапан в системе отопления

Именно таким устройством, обеспечивающим безопасность работы котельного оборудования, и является предохранительный клапан в системе отопления. В квартирах, подключённых к центральной системе, его не встретишь — по сути, он там не нужен, так как регулировка температуры и давления воды производится на элеваторных узлах общих теплопунктов. А вот для собственников домов или даже квартир с автономной системой – без этого клапана никак.

Поэтому давайте поближе познакомимся с этим небольшим, но очень важным узлом системы отопления.

Для чего требуется предохранительный клапан?

Отчасти об этом уже упомянуто во вводной части статьи. Все просто – с повышением температуры в системе отопления (при работе котла), теплоноситель стремится расшириться.

Отчасти ему это удаётся – как раз для таких целей в любой системе предусмотрен расширительный бак. А в наше время системы стали делать преимущественно закрытого типа, то есть с герметичным расширительным баком мембранного или баллонного типа.

В таких баках имеется воздушная камера, которая предварительно накачивается определённым давлением. Под действием расширяющегося в объеме теплоносителя (а у него это – единственный путь к свободному расширению) воздушная камера сжимается, давление в ней и в системе в целом – возрастает.

И устройство, и принцип действия расширительного бака закрытой системы отопления не отличается особой сложностью.

При правильно рассчитанных параметрах системы отопления, такого компенсационного звена для поддержания оптимального баланса температуры, объёма и давления теплоносителя бывает вполне достаточно. Тем более что в автономных системах никогда и не оперируют слишком высокими показателями давления. Как правило, при принудительной циркуляции с помощью насосного оборудования, давление в трубах контуров редко поднимается выше границы в две технических атмосферы (2 ат, 2 бар или 0,2 МПа), да и то – только лишь на максимальных температурах нагрева теплоносителя. Соответственно, и воздушную камеру расширительного бака предварительно накачивают примерно до 1,5 ат.

В таких системах максимального давления в 3 атмосферы будет больше чем достаточно, и выше ему подниматься – не надо. Это может негативно сказаться на целостности труб проложенных контуров, соединительных узлов, теплообменников. Повышенного давления «не любят» некоторые радиаторы и конвекторы.

В закрытых системах отопления предохранительный клапан работает в «дуэте» с расширительным мембранным баком.

Если при проектировании системы все рассчитано правильно, то давление и не должно вырасти выше установленного для него порога. Но случается всякое, например, временный выход из строя термостатического управления котла. Или прорыв мембраны расширительного бака, выход воздуха из его «сухой» камеры из-за неисправности ниппеля. Случаются и иные неприятности. Вот в таких условиях давление в системе может начать бесконтрольно повышаться, пересечь верхнюю допустимую границу. К чему это иногда приводит – лучше не рассказывать…

И вот для того, чтобы избежать последствий, как раз и нужен предохранительный клапан. Как только давление достигает предельной отметки, происходит срабатывание, клапан открывается и стравливает излишки теплоносителя в дренаж. Нормализуя тем самым уровень давления, давая владельцам время на приведение системы в порядок, на поиск неисправности, вызвавшей аварийную ситуацию.

То есть клапан подбирается (или настраивается, если предусмотрена такая опция) на максимально допустимое давление теплоносителя в контуре отопления.

Тесную взаимосвязь общих параметров системы отопления, установленного в ней расширительного бака и предохранительного клапана хорошо можно отследить на размещенном ниже онлайн-калькуляторе.

Калькулятор расчета минимально необходимого объема расширительного бака для закрытой системы отопления

Перейти к расчётам

Как видите, расчет можно провести и для воды, и для незамерзающего теплоносителя. в программе калькулятора учтена разница объемного расширения  этих жидкостей при средней температуре нагрева до 75 ÷ 80 ℃.

Еще один нюанс. Для расчёта необходимо указать общий объем системы отопления. Можно, конечно, «плясать» от мощности, но это дает немалую погрешность. Любителям же точности можно посоветовать другой алгоритм определения этого параметра системы.

Как подсчитать общий объем теплоносителя в системе отопления?

Ответ напрашивается сам собой – суммировать объемы всех труб и всех подключённых в контуре приборов, от кота до последней батареи. Сложно и громоздко? – на ничего страшного, если воспользоваться предлагаемым на нашем портале калькулятором расчета общего объема системы отопления.

Разновидности предохранительных клапанов, принципы их работы

Важность предохранительного клапана, как уже должно быть понятно – сложно переоценить. А его функция, скажем прямо, не отличается сложностью. Это и должно предопределять конструкцию такого прибора – принцип сочетания простоты устройства и высокой надежности.

Так оно и есть на самом деле.

Надо сразу заметить, что существует несколько разновидностей предохранительных клапанов для систем отопления, различающихся принципом срабатывания. Но вместе с тем, коль речь у нас идет именно об автономных системах отопления в масштабе собственного дома или квартиры, то чаще всего приходится иметь дело с простыми и надежными устройствами пружинного типа.

Рассмотрим примерное строение такого клапана:

Внешний вид и устройство стандартного пружинного предохранительного клапана для систем отопления.

Слева на иллюстрации показан внешний вид клапана (одной из моделей, конечно). Справа – она же в разрезе.

Качественные приборы чаще всего собираются в латунном корпусе (поз. 1) – этот сплав не боится коррозии и обладает небольшим коэффициентом линейного расширения. Корпус обычно состоит из двух половинок. Как и сам клапан делится на две части: верхнюю, «сухую» с пружинным механизмом, и нижнюю, своим строением похожую на устройство вентильного крана.

В нижней части корпуса предусмотрены два резьбовых патрубка или муфты. Нижний (поз. 2) предназначен для соединения с контуром отопления.   Верхний, расположенный перпендикулярно нижнему (поз 3) – для обеспечения сброса излишков теплоносителя при превышении давления в системе. Резьба здесь нужна для подсоединения трубы, которая направит сброшенный поток жидкости в нужное место (чаще всего – в канализацию).

Запирающим элементом клапана в данном случае является тарельчатая заслонка (поз. 4) с расположенным снизу уплотнителем. Этим уплотнителем тарелка плотно прижимается сверху к седлу клапана (поз. 5).

Полость верхней части корпуса отделена от нижней мембраной (поз. 6). Просто из тех соображений, чтобы при открытии клапана теплоноситель не проникал в пружинный механизм устройства.

Внутри расположена пружина, которая постоянно давит на шток (поз. 7), тем самым удерживая тарелку клапана плотно прижатой к седлу. В самой верхней части может быть расположен механизм, позволяющий вручную быстро открыть (или, как говорят, сорвать) клапан, если этого требует складывающаяся аварийная ситуация.  В демонстрируемой модели это круглая рукоятка-маховик (поз. 8). Встречаются и иные решения, например, рычаг.  Как правило, предусматривается стопорение и даже опломбирование таких «аварийных кранов».

Правда, можно встретить и такие модели предохранительных клапанов, у которых сверху расположена рукоятка или винт настройки усилия пружины. То есть предоставляется возможность самостоятельного выбора и регулировки давления срабатывания клапана.

На таких клапанах имеется возможность изменить усилие прижимной пружины механизма.

Сказать по правде, в условиях домашней автономной системы отопления подобная опция не то что не особо нужна, но даже и не приветствуется. Будет намного спокойнее, если точно знаешь, то система отрегулирована на какое-то давление, и в твое отсутствие никто вольно или невольно (например, любопытный ребенок) эти установки не изменит, так как это просто невозможно.

Теперь посмотрим, как работает клапан.

Принцип работы предохранительного пружинного клапана.

Все действительно очень просто и надежно. Усилия пружины (зеленый «вектор») в нормальных условиях работы системы отопления, при давлении ниже установленного порога, вполне достаточно, чтобы удерживать тарельчатую задвижку плотно прижатой к седлу клапана (левый фрагмент).

Но как только по тем или иным причинам давление в системе начинает подниматься выше нормы (правый фрагмент рисунка), прилагаемое снизу со стороны теплоносителя на тарелку усилие перевешивает действие пружины. Пружина несколько сжимается, задвижка-тарелка приподнимается над седлом, открывая жидкости путь в дренажный патрубок для слива излишков в канализацию.

Устройство работает по пропорциональному принципу: чем больше усилие – тем больше открывается клапан, тем скорее давление сбрасывается до нормы.

Как только давление в контуре снизилось, усилия пружины вновь становится достаточно для перекрытия клапана.

Достоинства предохранительных клапанов пружинного типа очевидны — это предельная простота, безотказность, компактность даже при значительных присоединительных диаметрах, возможность установки в вертикальном и горизонтальном положении, оперативное реагирование на повышение давления.

Есть и определённые недостатки. В частности, пружина, находясь в постоянно нагруженном состоянии, со временем может начать слабеть, провоцируя немотивированные срабатывания. Значит, клапан придётся поменять. Кроме того, такие устройства и не рассчитаны на частые срабатывания (по большому счету их в исправной системе и не должно отмечаться). Но если фиксировались два-три срабатывания клапана со сбросом воды, то велика вероятность того, что даже при нормальном давлении он начнет подтекать. Опять же – требуя замены.

Впрочем, беда невеликая, так как замена несложна, а стоимость клапана все же не выглядит запредельной.

Другой тип клапанов – рычажно-грузовой. Правда, в условиях компактных автономных систем отопления места таким устройствам практически не находится. Они рассчитаны на большие объемы и, как правило, оснащаются фланцевым соединением с контуром. Поэтому – только обзорно.

Предохранительный клапан рычажно-грузового типа.

1 – входной патрубок с соединительным фланцем.

2 – патрубок сброса, тоже может иметь фланец для подсоединения дренажной трубы.

3 – седло клапана.

4 – заслонка клапана (золотник), расположенный на конце вертикально расположенного шкива.

5 – рычаг с подвешенным на него комплектом грузов (поз. 6).

Понятно, что заслонка плотно прижимается к гнезду за счет усилия от тщательно подобранного груза. А усилие может регулироваться и количеством гирь на рычаге, и их расположением, то есть длиной плеча рычага. Естественно, настройку такого клапана должен проводить специалист.

Преимущества – простота, возможность настройки под нужное давление, лёгкость в ремонте — любую деталь несложно заменить. Недостатки – конструкция довольно громоздкая и подразумевает исключительно вертикальное расположение.

Существуют еще пружинно-рычажные устройства, которые тоже практически не используются в небольших системах.  Появляются современные электромагнитные клапаны, но они выглядят излишеством, так как вполне достаточно простых пружинных.

Где устанавливается предохранительный клапан?

Существует несколько требований к обязательной установке предохранительного клапана.

• Предохранительный клапан должен быть обязательным элементом любой автономной системы отопления закрытого типа, независимо от разновидности котла. При этом, если даже котел имеет собственную встроенную группу безопасности, в состав которой входит такой клапан, специалисты настоятельно рекомендуют установить еще один – уже на самом контуре.

Как правило, одного клапана на контуре бывает достаточно.

• Правда, есть и оговорка. Иногда для передачи тепла на какой-то контур системы отопления используются теплообменник. То есть прямого контакта по трубам между главным контуром от котла и вторичным — нет. Значит, на этом вторичном контуре должна быть своя группа безопасности, включающая предохранительный клапан.

Любой отделенный от основного контур, получающий тепло через теплообменник, должен иметь свой собственный предохранительный клапан.

• Точно такое же требование предъявляется и к контуру горячего водоснабжения, подключенному к отоплению через бойлер косвенного нагрева. Если, конечно, клапан не предусмотрен самой конструкцией бойлера.

На накопительном водонагревателе прямого нагрева (электрическом или газовом бойлере) клапан тоже обязателен. Правда, там уже используются несколько другие модели, предназначенные именно для подобного применения.

Для чего нужен клапан на бойлере, и как его правильно установить?

Накопительный водонагреватель без предохранительного клапана – это подвешенная к стене бомба. Причем, как видите, это не взято в кавычки, так как практически не является преувеличением. О важности предохранительного клапана для водонагревателя подробно рассказывается в специальной публикации нашего портала.

Где конкретно расположить клапан на контуре отопления?

Казалось бы, давление по всему контуру распределяется примерно одинаково. Но, тем не менее, оптимальным местом расположения клапана является труба подачи после ее выхода их котла – не ближе 0,5 метра. А так как клапаны, как правило, устанавливаются в составе так называемой «группы безопасности», то наилучшим местом становится самая высокая точка трубы подачи. Так, чтобы входящий в состав группы автоматический воздухоотводчик своевременно удалял скапливающиеся (естественно, в верхней точке) газы, не давая образоваться воздушной пробке. (Хотя сама по себе самая высокая точка именно для предохранительного клапана, скажем честно – не принципиальна).

Группа безопасности на трубе подачи после выхода из котла. Кстати, обратим внимание на ошибку – между котлом и клапанном смонтирован кран, чего быть не должно.

При этом должно быть соблюдено очень важное требование – между котлом (или иным источником тепла, например, теплообменником) и установленном в этом контуре клапаном категорически недопустимы никакие запорные устройства. После – пожалуйста, но перед ним – полностью исключено. Не должно быть вообще никакой вероятности случайного отсечения предохранительного устройства от контура.

Кстати, судя по опубликованным фотографиям, некоторые этим требованием манкируют. И совершенно напрасно!

Еще одно правило – труба, подходящая к клапану, не может быть меньше указанного на нем номинала! Иначе устройство может работать некорректно. Как правило, на корпусе указывается DN, например, ¾ «.

Следует правильно понимать, что такое расположение клапана – вовсе не догма. Естественно, всегда учитываются особенности создаваемой системы отопления. Так, например, «группа безопасности» вместе с предохранительным клапаном вполне может «увенчать» гидрострелку.

«Группа безопасности» в полном составе расположилась на гидрострелке.

Не знаете, что такое гидрострелка в системе отопления?

Самое время устранить такой пробел, так как это очень важная информация для правильного проектирования системы! Подробно о гидравлическом распределителе или гидрострелке системы отопления рассказывает отдельная статья нашего портала.

Бывают и иные решения. Например, кронштейн для крепления к стене расширительного бака, служащий одновременно коллектором для подключения и самого бака, и всех устройств «группы безопасности» — манометра, предохранительного клапана и автоматического воздухоотводчика.

Кронштейн для подвешивания расширительного бака, одновременно являющийся коллектором как для бака, так и для всей «группы безопасности».

Кстати, никто не заставляет располагать все три этих прибора вместе – просто такое их сочетание более удобно для повседневного контроля. Можно при желании приобрести предохранительный клапан, который уже имеет встроенный манометр — тоже очень неплохое решение.

«Два в одном» — предохранительный клапан со встроенным манометром.

А что же касается воздухоотводчиков, то обычно оной штукой дело никогда не ограничивается —  несколько таких сепараторов устанавливают в самых уязвимых с точки зрения скопления газов участках системы.

Наверное, это будет не очень хорошо, если вода при срабатывании клапана станет просто выливаться на пол. Поэтому к выходному патрубку стараются прикрепить трубу, которая отводит излишки теплоносителя в канализацию.

Может быть сделать вот так? Нет, тоже не сильно хорошо…

Но сплошная труба до канализации – это тоже не лучшее решение. Дело в том, что клапан, как уже понятно, сглаживает аварийную ситуацию, но никак не исправляет ее. То есть владельцу дома или квартиры должно быть очень важно видеть, что срабатывание клапана происходило – это явный сигнал о каком-то неблагополучии и о необходимости срочных поисков решения проблемы.

Поэтому рекомендуют дренажную трубу подсоединять не напрямую к клапану, а через специальную воронку для разрыва струи.

Предохранительный клапан с подсоединённой к нему воронкой разрыва струи. От этой воронки уже дальше пойдет дренажная труба.

При таком подходе срабатывание клапана не останется без внимания – какими-то признаками себя проявит (шумом струи, брызгами на полу и т.п.)

Отчего может проявляться срабатывание клапана?

Причин, по которым клапан дает о себе знать капанием или проливом теплоносителя, может быть несколько. Не все они одинаково серьёзны, но во всяком случае реакции, проверки – заслуживает любая из них.

• Самая, пожалуй, серьезная причина – выход из строя или нестабильная работа системы терморегуляции самого котла отопления. Наверняка, срабатывания пойдут частые и с обильным разливом воды.
• Спровоцировать протекание на клапане способные неполадки расширительного бака. Это может быть исходная неправильная настройка (но тогда она проявится довольно быстро). Из скрытых причин – повреждение мембраны или неисправность ниппеля, через который стравился воздух, накачанный в «сухую» камеру. При подобных неполадках в системе начинаются резкие скачки давления, вплоть до гидроударов, что и ведет к кратковременным, но довольно частым открытиям клапана.
• Слегка протекать клапан может и при пограничных значениях давления в системе. Точность пружинных устройств невыдающаяся, порядка ±20%, так что такое явление не исключается. Выход – более точные настройки системы с подбором соответствующего оборудования.
• Износ клапана – тоже одна из возможных причин. Выше уже говорилось, что после нескольких полноценных срабатываний клапан априори начнет «барахлить», и лучше его или отремонтировать (если он подаётся ремонту), или заменить на новый.
• Да и без срабатывания – все равно пружина со временем может начать «уставать». А кроме того, иногда подкапывание появляется вследствие просачивания теплоносителя вдоль штока. Тоже, наверное, повод подумать о ремонте или, скорее, замене.
• Срабатывание теоретически может быть вызвано и разрежением на выходном патрубке. Но говорить об этом – несерьезно. Тем более, если подключение будет производиться с разрывом струи.

Какой клапан выбрать?

Многообразие представленных а продаже моделей, несмотря на схожесть в устройстве – очень велико. Поэтому давать какие-то конкретные рекомендации – сложно. Можно лишь перечислить некоторые критерии, на которые стоит обратить особое внимание.

• Как уже говорилось, клапан должен иметь присоединительный размер входного патрубка (DN) такой же, как и труба, на которой он будет устанавливаться. Никаких переходов на больше или меньше!

Диаметр условного прохода указывается на корпусе клапана.

• Второй важнейший параметр – давление врабатывания клапана. Как уже отмечалось, для большинства автономных систем оптимальным порогом является уровень в три атмосферы. Однако, бывают и исключения – это лучше обсудить со специалистами при проектировании отопления.

Кстати, некоторые компании практикуют цветовую маркировку своих клапанов – по цвету пластиковой спускной рукоятки. Например, красная – 3.0 бар, черная – 1.5 бар,  желтая – 6.0 бар.

Клапаны разного номинала срабатывания – производитель выделил их и разным цветом

Однако, полностью полагаться на такие признаки нельзя – это не какой-то общепринятый стандарт. Вполне можно увидеть клапаны и с синей головкой, причем с номиналами и шесть, и восемь, и десять бар. Так что всегда проверяйте – что конкретно указано на устройстве.

• Выше уже говорилось, что предпочтение следует отдавать приборам в латунных корпусах.
• Безусловно, не следует покапать предохранительные клапаны совершенно неизвестного происхождения. Даже если цена кажется уж очень заманчивой. Никогда не забывайте, что речь в данном случае идет в том числе и о вашей личной безопасности.

В магазинах вполне достаточно качественной продукции известных брендов – «Valtex»,  «BAXI», «Ariston», «Beretta», «Danfoss», «Ferroli», «Vaillant», «Watts» и других. Информацию об изделиях нелишним будет заранее почитать на официальных сайтах компаний.

Безусловно, покупка должна проводиться в специализированном магазине. Не стесняйтесь потребовать документы, способные подтвердить оригинальность выбираемого изделия.

• Многие утверждают, что с точки зрения и удобства, и общей стоимости, гораздо выгоднее приобретать готовую «группу безопасности».

Пример комплекта «группы безопасности» — чугунный коллектор, предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр, со всеми необходимыми соединительными фитингами.

В завершение – прилагаем посмотреть видеосюжет, в котором автор делится опытом выявления и устранения проблем с предохранительным клапаном.

Видео: Что может быть не так с предохранительным клапаном в системе отопления?

*  *  *  *  *  *  *

В этой публикации были рассмотрены предохранительные устройства, защищающие систему отопления от повышенного давления. Но в открытых системах, например, скачков давления быть не может по определению. Они что, не нуждаются ни в какой защите?

Еще как нуждаются, особенно системы с котлами, работающими на твердом топливе! Но там уже используются предохранительные клапаны, срабатывающие на превышение допустимой температуры. Такие приборы требуют, конечно, отдельного рассмотрения, и им будет посвящена специальная статья.

Предохранительный клапан в системе отопления: виды, назначение, схемы, монтаж

В связи с неправильной эксплуатацией, перепадами температуры и всплесками давления в работе автономных систем обогрева могут происходить сбои. Негативные последствия в подобных ситуациях критичны: начиная поломкой отдельных компонентов, заканчивая разрушением строений и серьезной угрозой для жизни.

Исключить опасные риски поможет предохранительный клапан в системе отопления. Что он из себя представляет и в чем заключается его принцип действия? Эти вопросы мы рассмотрим в нашей статье. Также разберем разновидности таких клапанов и укажем основные различия между ними, рассмотрим правила установки в систему отопления и приведем рекомендации по выбору и настройке предохранительной арматуры.

Содержание статьи:

Для чего нужен предохранительный клапан?

Отопительные системы заполняются водой, температура которой равна примерно 15 градусам. Циркулируя по замкнутому контуру, теплоноситель нагревается, значительно увеличиваясь в объеме. В это время существенно повышается давление, оказываемое на внутреннюю поверхность труб и установленные в системе приборы.

Превышение допустимой нормы, в большинстве случаев более 3,5 бар, оборачивается:

• протечкой в местах состыковки частей трубопровода;
• повреждениями или разрывами соединительных элементов и труб, изготовленных из полимеров;
• взрывом котлового бака;
• коротким замыканием электрического оборудования в котельной.

Наиболее высокий риск аварийных ситуаций характерен твердотопливным котлам, в которых сложно регулировать мощность теплоотдачи.

Производительность электрического и газового оборудования быстро корректируется от стартовых до максимальных показателей и наоборот. Зачастую в них присутствует , отключающая рабочие элементы при чрезмерных повышениях температуры.

Интенсивность горения дров, угля и другого вида топлива в твердотопливном котле корректируется с помощью открытия/закрытия заслонки. При этом сила отдачи тепла меняется не сразу, а постепенно. По причине инерционности теплогенератора жидкий теплоноситель может сильно перегреваться.

Вместе с вычисляющим давление манометром и удаляющим воздух из системы воздухоотводчиком предохранительный клапан часто включают в состав группы безопасности

Когда дрова в камере хорошо разогреваются, доведя воду в сети до необходимых температурных отметок, доступ воздуха перекрывают, и активное пламя начинает затухать.

Однако в раскаленном состоянии топка продолжает выделять накопившееся тепло. Достигая 90-95 градусов, теплоноситель вскипает и запускает неизбежное интенсивное парообразование. Вследствие этого провоцируется резкий скачок давления.

Именно в таких обстоятельствах включается в работу предохранительный клапан. При достижении граничного параметра давления он открывает затвор, освобождая для образовавшегося пара путь наружу. После стабилизации значений, клапан автоматически закрывается и снова переходит в спящий режим.

Его монтаж обязателен не только для твердотопливных, но и для паровых котлов, а также печей, оснащенных водяным контуром. Многие модификации отопительного оборудования комплектуются эти прибором еще на этапе производства. Часто этот клапан является одним из элементов . Обычно устройство врезают непосредственно в теплообменник или устанавливают в трубопровод поблизости котла.

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.

Главным рабочим элементом прибора является пружина. Она подпирает мембрану, которая перекрывает седло. На соединенном с рукояткой штоке размещается шайба, в которую упирается верхняя часть пружины. Позиция шайбы и прижимное влияние на мембрану регулируется рукояткой

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.

Клапаны бывают открытыми и закрытыми. В первом варианте конструкции теплоноситель сбрасывается в атмосферу, во втором – спускается в обратный трубопровод

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.

Настройка рычажно-грузовых предохранителей выполняется путем перемещения тяги по рычагу. С целью предотвращения ее несанкционированного или случайного изменения, груз крепят болтами, накрывают специальным кожухом и запирают замком

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.

Полноподъемные устройства оснащены двухпозиционным механизмом открытия. Ими оборудуются не только сосуды с жидкостями, но и системы, в которых циркулируют сжимаемые среды (сжатый воздух, пар, газ)

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.

Среди преимуществ предохранительных клапанов с пропорциональной скоростью срабатывания – низкая цена, простота конструкции, отсутствие автоколебаний, порционное открытие на уровне значений, необходимых для поддержания конкретных рабочих параметров

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 . Пропорциональные устройства подобных рисков не вызывают.

Особенности трехходовых аварийных клапанов

Отдельно стоит поговорить о не столь известном потребителям устройстве — трехходовом клапане с ручным или электрическим переключателем. Он применяется в отопительных системах с низкотемпературными контурами.

Конструкция предохранителей оснащается тремя отверстиями, одно из которых входное, два – выходные. Потоки среды контролирует заслонка, сделанная в виде шара либо штока. Движущаяся жидкость перераспределяется вращениями.

Трехходовые предохранители уместны для конденсационных котлов и в случаях, когда от одного нагревательного оборудования работает несколько различных систем

Представим ситуацию: в доме реализована схема отопления с системой обычных радиаторов и теплого пола. Технические требования для функционирования второго варианта предусматривают не слишком высокие температуры теплоносителя.

Котел нагревает воду в одинаковом температурном режиме для всех систем. В подобных условиях появляется необходимость в перераспределяющем устройстве, с задачами которого отлично справляется трехходовой клапан.

Он отвечает за следующие функции:

• разграничение областей;
• распределение плотности потока по зонам;
• содействие смешиванию теплоносителя из магистральных разветвлений подачи/обратки для отправления в трубопровод теплого пола более холодной воды, нежели в радиаторы.

Чтобы не осуществлять постоянный контроль над температурой среды самостоятельно, необходимо обратить внимание на модели клапана, снабженные сервоприводом.

Это устройство работает от датчика, установленного в низкотемпературном контуре. При изменении температурных отметок срабатывает запорный механизм, открывающий либо закрывающий подачу жидкости из обратки.

Более подробно о разновидностях трехходового клапана на отопление и критериях его выбора мы говорили

Советы по выбору оптимальной модели

Перед тем как остановиться на конкретном предохранительном оборудовании, нужно обязательно подробно ознакомиться с техническими характеристиками котельной установки.

На работе предохранительного клапана негативно отражаются минусовые температуры. Поэтому достаточно важной характеристикой для устройства является наличие защиты от промерзания

Не стоит пренебрегать изучением инструкций производителя, в которых указываются все предельные значения.

Решающую роль в выборе устройства для отопления имеют несколько критериев:

1. Производительность котла.
2. Максимально допустимое давление среды для тепловой мощности нагревательного оборудования.
3. Диаметр предохранительного клапана.

Следует проверить, чтобы регулятор давления в устройстве имел диапазон, в пределы которого входят параметры того или иного котла. Давление срабатывания должно быть на 25-30% больше рабочего показателя, требуемого для стабильной работы системы.

Чем выше рабочие показатели давления, тем меньше времени должен тратить прибор на срабатывание. Разрыв между давлением на старте движения и при полном открытии затвора должен составлять 15 % для номинального значения меньше 2,5 атм, 10% – для более высоких параметров

Диаметр предохранительного клапана не может быть меньше разъема подводящего патрубка. Иначе постоянное гидравлическое сопротивление не даст предохранителю в полной мере выполнять непосредственные задачи.

Оптимальный материал изготовления оборудования – латунь. Она обладает малым коэффициентом температурного расширения, при котором исключено разрушение корпуса от воздействий сильного давления.

Регулирующий блок производят из термостойких пластиковых материалов, сохраняющих нужную жесткость даже при контакте с кипящей жидкостью.

Правила монтажа и настройки

Запланировав самостоятельный монтаж предохранительного клапана для отопления, следует заранее подготовить набор инструментов. В работе не обойтись без разводных и гаечных ключей, крестовой отвертки, пассатижей, рулетки, силиконового герметика.

Прежде чем начать работу, нужно определить подходящее для монтажа место. Предохранительный клапан рекомендуют крепить на подающем трубопроводе недалеко от выходного патрубка котла. Оптимальное расстояние между элементами – 200-300 мм.

Все компактные бытовые предохранители оснащены резьбой. Чтобы добиться полной герметичности при накручивании, необходимо уплотнить трубу паклей или силиконом. ФУМ-ленту использовать нежелательно, так как она не всегда выдерживает критически высокую температуру

В нормативной документации, которой комплектуется каждый прибор, процесс монтажа обычно расписан пошагово.

Некоторые ключевые правила установки неизменны для всех типов клапанов:

• если предохранитель монтируется не в составе группы безопасности, рядом с ним ставится манометр;
• в пружинных клапанах ось пружины должна иметь строго вертикальное положение и располагаться под корпусом устройства;
• в рычажно-грузовом оборудовании рычаг размещают горизонтально;
• на участке трубопровода между отопительным оборудованием и предохранителем не допускается монтаж , кранов, задвижек, циркуляционного насоса;
• для предотвращения повреждений корпуса при вращении клапана, нужно подбираться ключом с той стороны, где осуществляется навинчивание;
• сливная трубка, отводящая теплоноситель в канализационную сеть или обратную трубу, подключается к выходному патрубку клапана;
• выходной патрубок подводится к канализации не прямиком, а с включением воронки или приямка;
• в системах, где циркуляция жидкости происходит по , предохранительный клапан ставится в наивысшей точке.

Условный диаметр прибора подбирается на основании разработанных и утвержденных Гостехнадзором методик. В решении этого вопроса разумнее обращаться за помощью к профессионалам.

Если такой возможности нет, можно попробовать воспользоваться специализированными онлайн-программами для расчета.

Для снижения гидравлических потерь во время давления среды на тарелку клапана монтаж аварийного оборудования выполняется с уклоном к котельной установке

На регулировку клапана влияет вид прижимной конструкции. В пружинных приспособлениях есть колпачок. Предварительное сжатие пружины настраивается путем его вращения. Точность регулировки у этих изделий высокая: +/- 0,2 атм.

В рычажных устройствах настройки выполняются посредством наращивания массы или передвижения груза.

После 7-8 срабатываний в установленном аварийном устройстве изнашивается пружина и тарелка, вследствие чего может нарушиться герметичность. В таком случае целесообразно заменить клапан на новый.

Выводы и полезное видео по теме

Как устроен и из чего состоит предохранительный клапан:

Аварийный клапан в составе группы безопасности:

Подробнее о выборе и установке оптимального предохранительного клапана:

Предохранительный клапан – простое и надежное оборудование, которое позволит обезопасить жилье от непредвиденных аварийных ситуаций, случающихся в отопительных системах. Для этого достаточно выбрать качественный прибор с подходящими параметрами, а затем выполнить его грамотную настройку и монтаж.

Выбираете для своей системы отопления подходящий вариант предохранительного клапана? Может у вас остались вопросы, ответы на которые вы не нашли в изложенном выше материале? Задавайте их нашим экспертам, оставив комментарий под статьей.

А может вы хотите дополнить материал интересными фактами и полезными рекомендациями? Или поделиться опытом собственноручной установки клапана в систему? Пишите свое мнение о необходимости такого защитного приспособления, делитесь советами по выбору, исходя из личного опыта.

Предохранительная арматура, предохранительные клапаны и устройства

Jump to Navigation

• Информация
• Производители

• Каталог
• Назад

• Насосное оборудование
  • Насосы центробежные
    • Apex Pumps
  • Насосы винтовые
    • Насосы высокого давления
      • BFT
      • GEA
    • Погружные насосы
      • Houttuin
    • Горизонтальные насосы
      • Apex Pumps
      • Houttuin
      • Inoxihp
      • Moyno
      • Vipom
    • Насосы герметичные
      • Hermetic Pumpen
      • Zenith
    • Насосное оборудование прочее
      • AX System
      • Sanco
      • Servi Group
  • Фильтровальное оборудование
    • Воздушные фильтры
      • AAF
      • Jonell
    • Масляные и гидравлические фильтры
      • Parker Hannifin Corporation
      • Servi Group
    • Коалесцирующие фильтры
      • ASCO Filtri
      • Buhler Technologies
      • EUROFILL
      • Hydac
      • Jonell
      • Petrogas
      • Scam Filltres
      • Vokes Air
    • Водоподготовка
      • ASCO Filtri
      • Grunbeck
    • Фильтры КВОУ
      • AAF
    • Осушители
    • Компрессорное оборудование
      • Поршневые компрессоры
        • GE Oil & Gas
      • Винтовые компрессоры
        • GEA
        • Howden
        • Stewart & Stevenson
      • Центробежные компрессоры
        • Baker Hughes
        • Stewart & Stevenson
        • Thermodyn
    • Трубопроводная арматура
      • Запорная, регулирующая, запорно-регулирующая арматура
        • Zimmermann & Jansen (Z&J)
      • Предохранительная арматура
        • Anderson Greenwood
        • Crosby
        • Sapag Industrial valves
        • Schroedahl
        • Servi Group
      • Приводы трубопроводной арматуры
        • Biffi
        • Keystone
    • Гидравлика
      • Гидроцилиндры
        • Servi Group
      • Гидроклапаны
        • Meggitt
        • Servi Group
      • Гидронасосы
        • Riverhawk
        • Servi Group
      • Гидрораспределители
        • Servi Group
      • Пневмоцилиндры
        • Artec
        • Mec Fluid 2
    • Станочное оборудование
      • Станки шлифовальные
        • Хонинговальные станки
          • CAR srl
          • Kadia
        • Станки зубо- и резьбо- обрабатывающие
          • Nagel Maschinen
        • Карусельные станки
          • Star Micronics
        • Шпиндели и фрезерные головки
          • Cytec
      • Приводная техника
        • Электрические приводы
          • Servi Group
        • Гидравлические приводы
          • Biffi
        • Пневматические приводы
          • Keystone
        • Электромагнитные приводы
          • Danfoss
          • ECONTROL
          • Kendrion
        • Редукторы
          • Renk
          • VAR-SPE
        • Турборедукторы
          • Flender-Graffenstaden
          • Renk
      • КИП (измерительное оборудование)
        • Анализаторы влажности
          • Belimo
          • Scantech
        • Приборы измерения уровня
          • Endress+Hauser
        • Приборы контроля и регулирования технологических процессов
          • Reuter-Stokes
        • Приборы измерения уровня расхода (расходомеры)
          • Belimo
          • Itron
          • Servi Group
        • Системы измерения неразрушающего контроля
          • HBM
          • Kavlico
          • Marposs
        • Устройства измерения температуры
          • Autrol
          • Belimo
        • Устройства измерения давления
          • Autrol
          • Servi Group
        • Устройства измерения перемещения и положения
        • Лабораторное оборудование
          • Микроскопия и спектроскопия
            • Keyence
        • Электрооборудование
          • Аккумуляторные батареи
            • Hoppecke
          • Противопожарное оборудование
            • Reuter-Stokes
            • Sanco
            • Spectrex
          • Выключатели
            • Metrol
          • Источники питания
            • LAM Technologies
          • Кабели и коннекторы
            • Axon’ Cable
            • HiRel Connectors
            • Murrplastik
          • Лазеры
            • RIO
          • Лампы
            • Nic
            • Parat
          • Серийные преобразователи
            • LAM Technologies
          • Электродвигатели
            • Gamak Motors
            • LAM Technologies
          • Электроника
            • DUCATI Energia
            • JOVYATLAS
            • Luvata
            • Murrplastik
        • Прочее оборудование
          • Абразивные изделия
            • Abrasivos Manhattan
            • Atto Abrasives
          • Буровое оборудование
            • BVM Corporation
            • Den-Con Tool
            • MI Swaco
            • Top-co
            • WestCo
          • Валы
            • GKN
            • Jaure
            • Rotar
          • Вентиляторы
            • Reitz
          • Вибротехника
            • JOST
          • Газовые турбины
            • Alba Power
            • Baker Hughes
            • Meggitt
            • Score Energy
            • Siemens energy
            • Solar turbines
          • Горелки
            • John Zink
          • Зажимные устройства
            • Restech Norway
            • SPIETH
          • Защита от износа, налипания, коррозии
            • Rema Tip Top
          • Инструмент
            • Deprag
            • Knipex
          • Клапаны
            • Baker Hughes
            • John Crane
            • Mec Fluid 2
            • Top-co
            • Velan
            • Versa
            • W.T.A.
            • Xomox
            • Zimmermann & Jansen (Z&J)
          • Крановое оборудование
            • Facco
          • Маркировочное оборудование
            • Couth
            • Espera
          • Мельницы
            • Eirich
          • Металлообработка
            • Agrati
          • Муфты
            • Coremo Ocmea
            • Esco Couplings
            • Jaure
            • John Crane
            • Kendrion Linnig
            • Top-co
            • ZERO-MAX
          • Оси
            • Jaure
          • Подшипники
            • John Crane
            • NTN-SNR
            • SPIETH
          • Производственные линии
            • Espera
            • FIBRO
            • Masa Henke
          • Робототехника
            • Motoman Robotics
          • Системы обогрева
            • Helios
            • TYCO Thermal Controls
          • Системы охлаждения
            • Gohl
          • Системы смазки
            • Lincoln
          • Строительные леса
            • HAKI
          • Сушильные печи
            • Eirich
          • Такелажное оборудование
            • Casar
            • Easy Mover
            • Fetra
          • Тормоза и сцепления
            • Coremo Ocmea
          • Упаковочное оборудование
            • Espera
            • Thimonnier
          • Уплотнения
            • Flexitallic
            • John Crane
          • Форсунки и эжекторы
            • Exair
          • Центраторы
            • Top-co
          • Электрографитовые щетки
            • Morgan Advanced Materials
        • AX System
        • A.O. Smith – Century Electric
        • A.S.T.
        • AAF
        • Abrasivos Manhattan
        • Advanced Energy
        • Agilent Technologies
        • Agrati
        • Alba Power
        • Algi
        • Allweiler
        • Alphatron Marine
        • Amot
        • Anderson Greenwood
        • Apex Pumps
        • Apollo Valves
        • Ariana Industrie
        • Ariel
        • Artec
        • ASCO Filtri
        • Ashcroft
        • ATAS elektromotory
        • Atos
        • Atto Abrasives
        • Autrol
        • Autronica
        • Axis
        • Axon’ Cable
        • Baker Hughes
        • Baker Hughes
        • Bando
        • Baruffaldi
        • BAUER Kompressoren
        • Belimo
        • Bently Nevada
        • Berarma
        • BFT
        • BHDT
        • Biffi
        • Bifold Group
        • Brinkmann pumps
        • Buhler Technologies
        • BVM Corporation
        • Camfil FARR
        • Campen Machinery
        • CanaWest Technologies
        • CAR srl
        • Carif
        • Casar
        • CAT
        • Celduc Relais
        • Center Line
        • Clif Mock
        • Comagrav
        • Compressor Controls Corporation
        • CoorsTek
        • Coral engineering
        • Coremo Ocmea
        • Couth
        • CRANE
        • Crosby
        • Cytec
        • Danaher Motion
        • Danfoss
        • Danobat Group
        • David Brown Hydraulics
        • Den-Con Tool
        • DenimoTECH
        • Deprag
        • Destaco
        • Dixon Valve
        • Donaldson
        • Donaldson осушители, адсорбенты
        • DUCATI Energia
        • Duplomatic
        • Duplomatic Oleodinamica
        • Dustcontrol
        • Dynasonics
        • E-tech Machinery
        • Easy Mover
        • Ebro Armaturen
        • ECONTROL
        • Eirich
        • EMIT
        • Endress+Hauser
        • Esco Couplings
        • Espera
        • Estarta
        • Euchner
        • EUROFILL
        • EuroSMC
        • Exair
        • Facco
        • FANUC
        • Farris
        • Fema
        • Ferjovi
        • Fetra
        • FIBRO
        • Fisher
        • Flender-Graffenstaden
        • Flexitallic
        • Flowserve
        • Fluenta
        • Flux
        • FPZ
        • Freudenberg
        • Fritz STUDER
        • Gali
        • Gamak Motors
        • GE Oil & Gas
        • GEA
        • GEORGIN
        • GKN
        • Gohl
        • Goulds Pumps
        • GPM Titan International
        • Graco
        • Grunbeck
        • Grundfos
        • Gustav Gockel
        • HAKI
        • Harting technology
        • HAWE Hydraulik SE
        • HBM
        • Heimbach
        • Helios
        • Hermetic Pumpen
        • Herose
        • HiRel Connectors
        • Hohner
        • Holland-Controls
        • Honsberg Instruments
        • Hoppecke
        • Horton
        • Houttuin
        • Howden
        • Howden CKD Compressors s.r.o.
        • HTI-Gesab
        • Hydac
        • Hydrotechnik
        • IMO
        • Inoxihp
        • iNPIPE Products
        • ISOG
        • Italmagneti
        • Itron
        • ITW Dynatec
        • Jaure
        • JDSU
        • Jenoptik
        • John Crane
        • John Zink
        • Jonell
        • JOST
        • JOVYATLAS
        • K-TEK
        • Kadia
        • Kavlico
        • Kellenberger
        • Kendrion
        • Kendrion Linnig
        • Keyence
        • Keystone
        • Kitagawa
        • Knipex
        • Knoll
        • Kordt
        • Krombach Armaturen
        • KSB
        • Kumera
        • Labor Security System
        • LAM Technologies
        • Lapmaster Wolters
        • Lincoln
        • Lufkin Industries
        • Luvata
        • Mahle
        • Marposs
        • Masa Henke
        • Masoneilan
        • Mec Fluid 2
        • MEDIT Inc.
        • Meggitt
        • Mercotac
        • Metrol
        • MI Swaco
        • Minco
        • MMC International Corporation
        • MOOG
        • Moore Industries
        • Morgan Advanced Materials
        • Motoman Robotics
        • Moyno
        • Mud King
        • MULTISERW-Morek
        • Munters
        • Murr elektronik
        • Murrplastik
        • Nagel Maschinen
        • National Oilwell Varco
        • Netzsch
        • Nexoil srl
        • Nic
        • NOV Mono
        • NTN-SNR
        • Ntron
        • Nuovo Pignone
        • O’Drill/MCM
        • Oerlikon
        • Oilgear
        • Omal Automation
        • Omni Flow Computers
        • OMT
        • Opcon
        • Orange Research
        • Orwat filtertechnik
        • OTECO
        • Pacific valves
        • Pageris AG
        • Paktech
        • PALL
        • Panametrics
        • Parat
        • Parker Hannifin Corporation
        • PENTAIR
        • Peter Wolters
        • Petrogas
        • ProMinent
        • Quick Soldering
        • Reitz
        • Rema Tip Top
        • Renk
        • Renold
        • Repar2
        • Resatron
        • Resistoflex
        • Restech Norway
        • Reuter-Stokes
        • Revo
        • Rexnord
        • Rheonik
        • Rineer Hydraulics
        • RIO
        • Riverhawk
        • RMG Honeywell
        • Ro-Flo Compressors
        • Robbi
        • ROS
        • Rota Engineering
        • Rotar
        • Rotoflow
        • Rotork
        • Ruhrpumpen
        • S. Himmelstein
        • Sanco
        • Sapag Industrial valves
        • Saunders
        • Scam Filltres
        • Scantech
        • Schroedahl
        • Score Energy
        • Sermas Industrie
        • Servi Group
        • Settima
        • Siekmann Econosto
        • Siemens
        • Siemens energy
        • Simaco
        • Solar turbines
        • Solberg
        • SOR
        • Spectrex
        • SPIETH
        • SPX
        • Stamford | AvK
        • Star Micronics
        • Stewart & Stevenson
        • Stockham
        • Sumitomo
        • Supertec Machinery
        • Tamagawa Seiki
        • Tartarini
        • TEAT
        • TEKA
        • Thermodyn
        • Thimonnier
        • Top-co
        • Truflo
        • Turbotecnica
        • Tuthill
        • TYCO Thermal Controls
        • Vanessa
        • VAR-SPE
        • VDO
        • Velan
        • Versa
        • Vibra Schultheis
        • Vipom
        • Vokes Air
        • Voumard
        • W.T.A.
        • Warren
        • Waukesha
        • Weatherford
        • Weiss GmbH
        • Wenglor
        • WestCo
        • Woodward
        • Xomox
        • Yarway
        • Zenith
        • ZERO-MAX
        • Zimmermann & Jansen (Z&J)

        Предохранительные клапаны для насосов

         

        Клапаны

         

        наряду с кранами, дисковыми затворами и задвижками являются одним из типов трубопроводной арматуры. Слово «клапан» пришло в русский язык из немецкого, в котором существительное Klappe имеет много значений, одно из которых, наиболее близко передающее сущность этого технического устройства, ─ крышка. Подобно крышке клапан открывает-закрывает проход для рабочей среды. Его главный отличительный признак ─ запирающий (или регулирующий) элемент перемещается параллельно оси потока среды.

        Безусловными достоинствами клапанов при их сравнении с другими типами трубопроводной арматуры являются небольшие масса и размеры, высокая степень герметичности, быстродействие (незначительное время срабатывания), малая строительная высота (размер от горизонтальной оси проходного сечения корпуса до верхнего торца штока при полном открытии). Легко выполняется регулировка предохранительных клапанов. 

        Уже во времена Древнего Рима применялись мембранные клапаны, с помощью которых регулировали заполнение водой больших емкостей. Мембранные клапаны, особенно эффективные  для управления потоками агрессивных сред, используют и в XXI столетии. Конечно, сегодня они совсем другие, ─ вместо сырой кожи их мембраны (диафрагмы) изготавливают из натурального каучука, бутилкаучука, нитрилкаучука и т. д.

        Эпоха подлинного расцвета клапанов как сегмента трубопроводной арматуры наступила после изобретения одного из главных драйверов, начавшейся в 18 в. промышленной революции, ─ паровой машины. Стремительно развивавшейся машинной индустрии в огромных количествах потребовались предохранительные клапаны для котлов, поэтому возникло большое количество предприятий, главным направлением деятельности которых стали «паровые» предохранительные клапаны.

         

        Предохранительная арматура

        

        ─ один из видов арматуры. Ее главное назначение ─ автоматическая защита трубопроводов и оборудования (насосного в т. ч.) «от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды». (В кавычках ─ цитата из «ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения»).

        Сброс рабочей среды в аварийном режиме предохранительным клапаном ─ один из наиболее показательных примеров, раскрывающих понятие термина «срабатывание арматуры». Его способ может быть разным: непосредственно в окружающую среду (предохранительные клапаны открытого типа) или в отводящий трубопровод, т. е. систему с более низким давлением (предохранительные клапаны закрытого типа). Очевидно, что при дозировании дорогостоящих, экологически небезопасных реагентов второй вариант ─ единственно возможный.

        В технической литературе можно встретить термины «предохранительно-сбросный клапан» (сокращенно ПСК), «клапан предохранительный сбросной», адресованные к клапанам, устанавливаемым в частности в системах транспортировки и распределения газа (предохранительный клапан для газа). В уже упоминавшемся выше ГОСТ 24856-2014 термин «сбросная арматура» не упоминается вовсе, а словосочетание «сбросной клапан» ─ лишь как термин, нерекомендуемый к использованию для обозначения  предохранительного пропорционального клапана, т. е. клапана, запирающий элемент которого открывается пропорционально возрастанию давления рабочей среды. В отличие от предохранительных клапанов пропорционального действия в двухпозиционных предусмотрено только два режима «закрыто» и «открыто», и расстояние между двумя крайними положениями преодолевается затвором фактически мгновенно, без заметного изменения давления рабочей среды.

         

        Назначение предохранительного клапана

        ─ уберечь детали системы (если рабочей средой является жидкость, ─ гидравлической системы) от перегрузки. Когда насос подает рабочую среду, а возможности для ее выхода нет, ─ например, из-за перекрытия трубопровода линии нагнетания осадком из твердых частиц или в случае ошибочного закрытия запорного клапана на линии нагнетания, ─ давление в системе будет увеличиваться до тех пор, пока не выдержит и не сломается ее самое слабое звено. По названию наиболее дорогостоящего и технически сложного элемента системы клапан могут называть ─ предохранительный клапан для котла, предохранительный клапан для водонагревателя, предохранительный клапан для бойлера, предохранительный клапан цистерны, и, конечно, предохранительный клапан для насоса.

        Недопустимое превышение давления может быть обусловлено различными причинами. Это и т. н. «человеческий фактор», проявляющийся в ошибках персонала при монтаже или эксплуатации оборудования; нарушения в работе технических устройств вследствие их поломок; физические процессы, происходящие в рабочей или окружающей среде, например, резкий рост поступления тепловой энергии. Последствия, которыми это грозит, могут быть фатальными как для самих гидравлических систем, так и обслуживающего персонала, поэтому немедленное реагирование на избыточное давление ─ важнейшее звено в комплексе мероприятий, направленных на обеспечение надежной и безопасной работы гидросистем.

        

        Установка предохранительного клапана обеспечивает защиту от недопустимого повышения давления. Использование слова «защита» дает основание говорить, что в широком смысле слова любой  предохранительный клапан и предохранительный клапан дозировочного насоса в т. ч. является защитным. Хотя в действующем ГОСТ 24856-2014. терминов «защитная арматура» и «защитный клапан» нет. Но в предыдущем, действовавшем до 31 марта 2015 года  «ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения», термин «защитная арматура», как арматура, предназначенная «для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров», присутствует. В число этих параметров может входить не только давление (предохранительный клапан давления), но и температура. ГОСТ 24856-2014 устанавливает термин «предохранительный клапан, срабатывающий от температуры», т. е. предохранительный клапан, чувствительный элемент которого при повышении температуры рабочей среды в защищаемом объекте перемещает запирающий элемент для сброса рабочей среды и снижения температуры».

         

        Устройство предохранительного клапана

        определяет его место в классификации данного класса технических устройств, отличающихся широким разнообразием конструктивных решений.

        В зависимости от того, посредством чего создается противодействующее рабочей среде усилие на запирающий элемент, различают следующие типы предохранительных клапанов ─ клапан предохранительный пружинный, рычажно-грузовой, рычажно-пружинный, с мембранным чувствительным элементом. Также есть предохранительный клапан с газовой камерой или предохранительный клапан газовый.

        Выше уже было отмечено, что предохранительные клапаны бывают пропорциональными и двухпозиционными.

        Различают предохранительные клапаны сильфонные и несильфонные. В первых сильфон используется для герметизации штока, а также в качестве силового или чувствительного элементов.

        Изготавливают предохранительные клапаны с подрывом, т. е. оснащенные устройством для пробного срабатывания при давлении настройки или ниже его, а также без подрыва. Давление настройки ─ это наибольшее избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивает заданную герметичность.  В ассортименте «Завода дозировочной техники Ареопаг» предохранительные клапаны представлены в двух исполнениях: с подрывом и без.

        

        Тип проточной части корпуса дает основание разделять  предохранительные клапаны проходные, у которых патрубки расположены на одной оси, и предохранительные клапаны угловые. 

        В зависимости от того, какая технология использовалась при изготовлении корпуса, различают предохранительные клапаны сварные, литые, штампованные,  кованые. Возможна комбинация нескольких технологий ─ предохранительные клапаны комбинированные: ковано-сварные, ковано-литые, штампо-сварные, лито-сварные.

        Важный аспект для тех, кому необходимо предохранительный клапан купить,  ─ его способ присоединения к трубопроводу. Различают предохранительные клапаны фланцевые и бесфланцевые: под приварку, муфтовые, штуцерно-торцовые, цапковые.

        Фланцевым и бесфланцевым может быть основной разъем «корпус-крышка предохранительного клапана».

        Выбор материала проточной части и запирающего элемента зависит от  свойств перекачиваемой среды. В «ЗДТ Ареопаг» проточную часть изготавливают из никелевого и титанового сплавов, а также хромистых, хромоникелевых и  хромоникелемолибденовых сталей. 

        Предохранительные клапаны могут быть мало-, средне- и полноподъемными. Для малоподъемных ход запирающего элемента не превышает 1/20 диаметра седла; для полноподъемных эта величина равна или больше ¼.

         

        Примеры использования предохранительных клапанов насоса

        встречаются повсеместно. Очень показательный ─ система гидроусилителя руля в автомобиле. Работающий в ней масляный насос снаряжен, как правило, встроенным предохранительным клапаном, настроенным в зависимости от марки автомобиля на давление от 60 до 125 атм. Срабатывать он может, когда выкрученный до упора руль остается в таком состоянии несколько секунд. Для эксплуатации в условиях бездорожья, может устанавливаться внешний предохранительный клапан масляного насоса (внутренний при этом отключается).

        Предохранительный клапан ставят в нагнетательном канале основного насоса гидравлических экскаваторов. Отрегулированные на определенную величину начала открытия предохранительные клапаны встроены в корпуса маслоперекачивающих насосов на тепловозах.

        Предохранительный клапан насоса используется в металлорежущих станках, где для обеспечения плавности движения и устойчивости режимов резания предусмотрено использование противодавления. Благодаря этому не происходит резкого увеличения скорости инструмента при стремительном уменьшении нагрузки. Например, при прекращении контакта инструмента с обрабатываемой деталью.

        В буровом оборудовании срабатывание предохранительного клапана насоса, перекачивающего промывочную жидкость, служит сигналом для прекращения бурения, что позволяет предупредить повреждение керноприемной трубы.

        В нефтегазовом комплексе предохранительные клапаны исключают разрушение (разрыв) нагнетательной системы цементировочных агрегатов.

        Как правило, предохранительными клапанами, служащими для выпуска части раствора из камеры нагнетания, снаряжаются насосы, используемые в теплоэнергетике. При этом жидкость направляется в находящийся выше расходный бак, что позволяет экономить реагенты и предупреждает попадание едких брызг на обслуживающий персонал.

         

        Работа предохранительного клапана

        дозировочного насоса заключается в том, что когда давление превышает заданное значение, он открывается, и дозируемая рабочая среда перенаправляется в дозировочный бак. Применяемые во многих областях технологий дозировочные насосы могут быть оснащены встроенным предохранительным клапаном и (или) внешним предохранительным клапаном на напорном трубопроводе. Настройка предохранительного клапана зависит от условий эксплуатации: клапан предохранительный 1 бар, клапан предохранительный 2 бар и т. д.

        Предупреждать последствия аварийного превышения давления предохранительные клапаны могут самостоятельно (предохранительные клапаны прямого действия) или являясь частью многокомпонентных устройств. Таких, как например, импульсно-предохранительные устройства (ИПУ), в которых главный предохранительный клапан (ГПК), он же предохранительный клапан непрямого действия, устанавливают на магистрали. А импульсный предохранительный клапан меньшего сечения, размещенный на пилотной линии, служит для ГПК управляющим элементом.

        Основные технические характеристики предохранительных клапанов ─ условный проход, а также давление ─ номинальное, настройки, пробное на входе, полного открытия, начала открытия, закрытия.  

        Номинальный диаметр прохода DN предохранительных клапанов насосов производства «ЗДТ «Ареопаг» составляет 4, 6, 20, 15 мм, номинальное давление ─ 6,3, 16, 40, 63, 100, 160, 250, 320, 400 кгс/см². Давление начала открытия ─ от 1,05 P_н до 1,07 P_н, давление полного открытия ─ 1,1P_н или 1,15P_н, давление закрытия не менее 0,8 P_н. P_н ─ давление настройки, максимальное значение которого равно номинальному давлению P_N.

        Клапаны «ЗДТ «Ареопаг» могут эксплуатироваться с жидкостями, обладающими следующими параметрами:

        • температура ─ от минус 40 до плюс 200 ^OC;
        • водородный показатель ─ pH 0-14;
        • плотность ─ до 2000 кг/м³;
        • доля неабразивной твердой фазы ─ до 10 %;
        • кинематическая вязкость 3,5х10^-7…3х10^-2 м²/с.

        Клапаны производства «ЗДТ Ареопаг» поставляются отдельно и в составе насосных дозировочных установок.

         

        Предохранительные клапаны составляют лишь малую часть ассортимента и общего объема продукции, выпускаемой ведущим российским производителем дозировочного оборудования «ЗДТ Ареопаг». Но как все сделанное на этом предприятии их отличают высокое, не уступающее лучшей зарубежной продукции качество  и полностью соответствующая реалиям российского рынка цена. А это и есть два главных условия эффективного полноценного импортозамещения.

        Размер предохранительного клапана

        | Спиракс Сарко

        Определение размеров предохранительного клапана Введение

        Предохранительный клапан всегда должен быть такого размера и иметь возможность вентиляции любого источника пара, чтобы давление внутри защищаемого устройства не превышало максимально допустимого накопленного давления (MAAP). Это не только означает, что клапан должен быть правильно установлен, но и правильно настроен. Предохранительный клапан также должен иметь правильный размер, чтобы он мог пропускать необходимое количество пара при требуемом давлении во всех возможных неисправных условиях.

        После определения типа предохранительного клапана, а также его давления срабатывания и положения в системе необходимо рассчитать требуемую пропускную способность клапана. Как только это станет известно, можно определить требуемую площадь отверстия и номинальный размер, используя спецификации производителя.

        Чтобы установить максимальную требуемую производительность, необходимо учитывать потенциальный поток через все соответствующие ответвления перед клапаном.

        В приложениях, где существует более одного возможного пути прохождения потока, определение размера предохранительного клапана становится более сложным, так как может существовать ряд альтернативных методов определения его размера.Если существует более одного потенциального пути потока, следует рассмотреть следующие альтернативы:

        • Предохранительный клапан может быть рассчитан на максимальный поток, наблюдаемый в пути потока с наибольшим объемом потока.
        • Предохранительный клапан может быть рассчитан на отвод потока из объединенных каналов.

        Этот выбор обусловлен риском одновременного отказа двух или более устройств. Если есть малейшая вероятность того, что это может произойти, размер клапана должен быть таким, чтобы можно было выпускать комбинированные потоки вышедших из строя устройств.Однако там, где риск незначителен, экономическая выгода может диктовать, что размер клапана следует подбирать только для наибольшего аварийного потока. Выбор метода в конечном итоге остается за компанией, ответственной за страхование завода.

        Например, рассмотрим сосуд высокого давления и автоматическую систему сифона (APT), показанную на рисунке 9.4.1. Маловероятная ситуация состоит в том, что и APT, и редукционный клапан (PRV «A») могут выйти из строя одновременно. Пропускная способность предохранительного клапана «A» может быть либо аварийной нагрузкой самого большого PRV, либо, альтернативно, комбинированной аварийной нагрузкой как APT, так и PRV «A».

        В этом документе рекомендуется, чтобы при наличии нескольких путей потока любой соответствующий предохранительный клапан всегда был рассчитан с учетом возможности одновременного выхода из строя соответствующих клапанов регулирования давления на входе.

        Нахождение потока неисправностей

        Чтобы определить аварийный поток через PRV или любой клапан или диафрагму, необходимо учитывать следующее:

        • Возможное давление неисправности — его следует принимать как установленное давление соответствующего предохранительного клапана на входе.
        • Давление сброса предохранительного клапана типоразмера
        • Полная открытая способность (K _VS ) входного регулирующего клапана, см. Уравнение 3.21,2

        Пример 9.4.1

        Рассмотрим расположение PRV на рисунке 9.4.2.

        Давление подачи в этой системе (рисунок 9.4.2) ограничивается предохранительным клапаном на входе с установленным давлением 11,6 бар изб. Поток через PRV можно определить с помощью уравнения массового расхода пара (уравнение 3.21.2):

        В этом примере:

        Следовательно, предохранительный клапан должен быть рассчитан на пропускание не менее 953 кг / ч при настройке на 4 бар изб.

        После определения аварийной нагрузки обычно достаточно выбрать размер предохранительного клапана, используя таблицы грузоподъемности производителя. Типичный пример диаграммы грузоподъемности показан на рисунке 9.4.3. Зная необходимое установленное давление и пропускную способность, можно выбрать подходящий номинальный размер. В этом примере установленное давление составляет 4 бар изб., А аварийный расход составляет 953 кг / ч. Требуется предохранительный клапан DN32 / 50 производительностью 1 284 кг / ч.

        Если таблицы размеров недоступны или не подходят для конкретных жидкостей или условий, таких как противодавление, высокая вязкость или двухфазный поток, может потребоваться вычислить минимальную требуемую площадь отверстия.Методы для этого описаны в соответствующих регулирующих стандартах, например:

        • AD-Merkblatt A2, DIN 3320, TRD 421
        • ASME / API RP 520
        • EN ISO 4126

        Методы, описанные в этих стандартах, основаны на коэффициенте расхода, который представляет собой отношение измеренной производительности к теоретической производительности сопла с эквивалентным проходным сечением.

        Коэффициент разгрузки

        Коэффициенты сброса зависят от конкретного диапазона предохранительных клапанов и утверждаются производителем.Если клапан прошел независимое одобрение, ему присваивается «сертифицированный коэффициент расхода».

        Это значение часто занижают путем дальнейшего умножения на коэффициент безопасности 0,9, чтобы получить пониженный коэффициент расхода. Пониженный коэффициент расхода обозначается K _dr = K _d x 0,9

        При использовании стандартных методов расчета требуемой площади отверстия, возможно, потребуется учесть следующие моменты:

        Критический и докритический поток — поток газа или пара через отверстие, такое как проходное сечение предохранительного клапана, увеличивается при уменьшении давления на выходе.Это сохраняется до тех пор, пока не будет достигнуто критическое давление и критический расход. В этот момент любое дальнейшее снижение давления на выходе не приведет к дальнейшему увеличению потока.

        Между критическим давлением и фактическим давлением сброса существует взаимосвязь (называемая критическим перепадом давлений), и для газов, протекающих через предохранительные клапаны, это показано уравнением 9.4.2.

        Для газов со свойствами, аналогичными идеальному газу, «k» — это отношение удельной теплоемкости постоянного давления (c _p ) к постоянному объему (c _v ), т.е.е. c _p : c _v . «K» всегда больше единицы и обычно составляет от 1 до 1,4 (см. Таблицу 9.4.8).

        Для пара, хотя «k» является изоэнтропийным коэффициентом, на самом деле это не отношение c _p : c. В качестве приближения для насыщенного пара «k» можно принять равным 1,135, а для перегретого пара — 1,3. Ориентировочно для насыщенного пара критическое давление принимается равным 58% от накопленного давления на входе в абсолютном выражении.

        • Избыточное давление — Перед определением размеров необходимо определить расчетное избыточное давление клапана.Не допускается рассчитывать пропускную способность клапана при более низком избыточном давлении, чем то, при котором был установлен коэффициент расхода. Однако разрешается использовать более высокое избыточное давление (типичные значения избыточного давления см. В таблице 9.2.1, модуль 9.2). Для клапанов с полным подъемом (Vollhub) типа DIN расчетный подъем должен быть достигнут при избыточном давлении 5%, но для определения размеров может использоваться значение избыточного давления 10%.

        Для жидкостей избыточное давление составляет 10% в соответствии с AD-Merkblatt A2, DIN 3320, TRD 421 и ASME, но для несертифицированных клапанов ASME довольно часто используется значение 25%.

        • Противодавление — Расчет размеров в стандартах AD-Merkblatt A2, DIN 3320 и TRD 421 учитывает противодавление в функции оттока (Ψ), которое включает поправку на противодавление.

        Однако стандарты ASME / API RP 520 и EN ISO 4126 требуют определения дополнительного поправочного коэффициента противодавления и его последующего включения в соответствующее уравнение.

        • Двухфазный поток — При выборе предохранительных клапанов для кипящих жидкостей (например, горячей воды) необходимо учитывать испарение (мигание) во время слива.Предполагается, что среда находится в жидком состоянии, когда предохранительный клапан закрыт, и что, когда предохранительный клапан открывается, часть жидкости испаряется из-за падения давления через предохранительный клапан. Полученный поток называется двухфазным потоком.

        Требуемое проходное сечение должно быть рассчитано для жидкого и парового компонентов выпускаемой жидкости. Затем сумма этих двух площадей используется для выбора подходящего размера отверстия из выбранного диапазона клапана. (см. Пример 9.4.3)

        Многие стандарты фактически не определяют формулу расчета для двухфазного потока и рекомендуют в таких случаях обращаться к производителю напрямую за консультацией.

        .Установка предохранительного клапана

        | Спиракс Сарко

        Установка

        Предохранительные клапаны — прецизионные элементы предохранительного оборудования; они имеют жесткие допуски и точную обработку внутренних деталей. Они подвержены смещению и повреждению при неправильном обращении или неправильной установке.

        Клапаны следует транспортировать в вертикальном положении, если это возможно, и их нельзя переносить или поднимать за рычаг ослабления. Кроме того, не следует снимать защитные заглушки и протекторы фланцев до момента фактической установки.Также следует соблюдать осторожность во время движения клапана, чтобы не подвергать его чрезмерным ударам, так как это может привести к значительному внутреннему повреждению или смещению.

        Впускной трубопровод

        При проектировании впускного трубопровода одним из основных соображений является обеспечение минимального падения давления в этом трубопроводе. Стандарт EN ISO 4126 рекомендует поддерживать падение давления ниже 3% от установленного давления при нагнетании. Если предохранительные клапаны подключаются с помощью коротких «патрубков», входной трубопровод должен быть как минимум того же размера, что и входное соединение предохранительного клапана.Для более крупных линий или любой линии, включающей изгибы или колена, соединение ответвления должно быть как минимум на два размера больше, чем входное соединение предохранительного клапана, после чего его размер уменьшается до размера входного отверстия предохранительного клапана (см. Рисунок 9.5.5a). . Чрезмерная потеря давления может привести к «дребезжанию», что может привести к снижению производительности и повреждению посадочных поверхностей и других частей клапана. Чтобы уменьшить потерю давления на входе, можно использовать следующие методы:

        • Увеличьте диаметр трубы.(см. рисунок 9.5.5 (а)).
        • Убедитесь, что все углы правильно скруглены. Стандарт EN ISO 4126: Часть 1 рекомендует, чтобы уголки имели радиус не менее одной четверти отверстия (см. Рисунок 9.5.5 (b)).
        • Уменьшить длину входной трубы.
        • Установите клапан на расстоянии не менее 8–10 диаметров трубы ниже по потоку от любого сходящегося или расходящегося Y-образного фитинга или любого изгиба (см. Рисунок 9.5.5 (c)).
        • Никогда не устанавливайте ответвление предохранительного клапана прямо напротив ответвления на нижней стороне паропровода.
        • Избегайте отводных ответвлений (например, для других процессов) во впускном трубопроводе, так как это увеличит падение давления.

        Предохранительные клапаны всегда следует устанавливать крышкой вертикально вверх. Установка клапана в любом другом положении может повлиять на рабочие характеристики.

        В рекомендациях API 520 также указано, что предохранительный клапан не следует устанавливать на конце длинной горизонтальной трубы, через которую обычно не проходит поток.Это может привести к скоплению инородного материала или конденсата в трубе, что может вызвать ненужное повреждение клапана или помешать его работе.

        Выпускной трубопровод

        Существует два возможных типа сливной системы — открытая и закрытая. Открытая система выбрасывает непосредственно в атмосферу, тогда как закрытая система выпускает в коллектор вместе с другими предохранительными клапанами.

        Рекомендуется, чтобы выпускные трубопроводы для парогазовых систем поднимались, а для жидкостей — опускались.Горизонтальный трубопровод должен иметь уклон вниз не менее 1: 100 от клапана, чтобы гарантировать, что любой выпуск будет самодренажным. Важно опорожнить любой поднимающийся сливной трубопровод. Вертикальные подъемы потребуют отдельного дренажа. Примечание: все точки дренажа системы подлежат одинаковым мерам предосторожности, в частности, что работа клапана не должна ухудшаться, и любая жидкость должна сливаться в безопасное место.

        Важно убедиться, что жидкость не может скапливаться на стороне выхода предохранительного клапана, так как это ухудшит его работу и вызовет коррозию пружины и внутренних деталей.Многие предохранительные клапаны снабжены дренажным патрубком корпуса, если он не используется или не предусмотрен, то дренаж с небольшим отверстием должен быть установлен в непосредственной близости от выхода клапана (см. Рисунок 9.5.3).

        Одна из основных проблем в закрытых системах — это падение давления или возникшее противодавление в системе нагнетания. Как упоминалось в Модуле 9.2, это может существенно повлиять на работу предохранительного клапана. Стандарт EN ISO 4126: Часть 1 гласит, что падение давления должно быть ниже 10% от установленного давления.Для этого размер выпускной трубы можно выбрать с помощью уравнения 9.5.1.

        Давление (P) следует принимать как максимально допустимое падение давления согласно соответствующему стандарту. В случае стандарта EN ISO 4126: Часть 1 это будет 10% от установленного давления, и именно при этом давлении принимается vg.

        Пример 9.5.1

        Рассчитайте номинальный диаметр выпускного трубопровода для предохранительного клапана, необходимого для выпуска 1 000 кг / ч насыщенного пара; учитывая, что пар должен отводиться в вентилируемый резервуар через трубопровод, который имеет эквивалентную длину 25 м.Установленное давление предохранительного клапана составляет 10 бар изб., А допустимое противодавление составляет 10% от установленного давления. (Предположим нулевое падение давления на вентиляционном отверстии бака)

        Ответ: Если допускается максимальное противодавление 10%, то манометрическое давление на выходе предохранительного клапана будет:

        Следовательно, трубопровод, подсоединенный к выходу предохранительного клапана, должен иметь внутренний диаметр не менее 54 мм. Для трубы сортамента 40 потребуется труба DN65.

        Если невозможно снизить противодавление ниже 10% от установленного давления, следует использовать сбалансированный предохранительный клапан.

        Для сбалансированных предохранительных клапанов требуется, чтобы их крышки выпускались в атмосферу. В случае типа уравновешенных сильфонов не будет выхода технологической жидкости, поэтому они могут быть выпущены прямо в атмосферу. Главное соображение при проектировании — убедиться, что это вентиляционное отверстие не будет заблокировано, например, посторонним материалом или льдом. При использовании уравновешенного поршневого типа следует учитывать тот факт, что технологическая жидкость может выходить через вентиляционное отверстие крышки. При нагнетании в систему, находящуюся под давлением, вентиляционное отверстие должно иметь соответствующий размер, чтобы не было противодавления над поршнем.

        Предохранительные клапаны, которые устанавливаются вне здания для сброса непосредственно в атмосферу, должны быть закрыты колпаком. Кожух позволяет выпускать жидкость, но предотвращает накопление грязи и другого мусора в выпускном трубопроводе, что может повлиять на противодавление. Колпак также должен быть спроектирован так, чтобы он тоже не влиял на противодавление.

        Коллекторы

        Коллекторы

        должны иметь такие размеры, чтобы в худшем случае (т.е. когда все клапаны коллектора работают на выпуске) трубопровод был достаточно большим, чтобы выдерживать неприемлемые уровни противодавления.В идеале объем коллектора должен увеличиваться при входе в него каждого выпускного отверстия клапана, и эти соединения должны входить в коллектор под углом не более 45 ° к направлению потока (см. Рисунок 9.5.6). Коллектор также должен быть надежно закреплен и при необходимости опорожнен.

        Для паровых систем, как правило, не рекомендуется использовать коллекторы, но их можно использовать, если должным образом учтены все аспекты проектирования и установки.

        Силы реакции при разряде

        В открытых системах необходимо тщательно учитывать влияние сил реакции, возникающих в системе нагнетания при подъеме клапана.В этих системах будет значительная результирующая сила, действующая в направлении, противоположном направлению разряда. Важно предотвратить чрезмерные нагрузки на клапан или впускное соединение этими силами реакции, поскольку они могут вызвать повреждение впускного трубопровода. Величину сил реакции можно рассчитать по формуле в уравнении 9.5.2:

        .

        Силы реакции обычно невелики для предохранительных клапанов с номинальным диаметром менее 75 мм, но предохранительные клапаны большего размера обычно имеют монтажные фланцы для реактивной штанги на корпусе, позволяющие закрепить клапан.

        Эти силы реакции обычно незначительны в закрытых системах, и поэтому ими можно пренебречь.

        Независимо от величины сил реакции, сам предохранительный клапан никогда не должен использоваться для поддержки самого нагнетательного трубопровода, и должна быть предусмотрена опора, способная выдержать вес нагнетательного трубопровода. Эта опора должна располагаться как можно ближе к центральной линии вентиляционной трубы (см. Рисунок 9.5.7).

        На рисунках 9.5.8 и 9.5.9 показаны типичные установки предохранительных клапанов как для открытых, так и для закрытых систем.

        Переключающие клапаны

        Переключающие клапаны (см. Рисунок 9.5.10) позволяют устанавливать два клапана рядом, один из которых работает, а другой — изолирован. Это означает, что можно проводить регулярное обслуживание без прерывания работы или защиты судна. Переключающие клапаны сконструированы таким образом, что во время их работы площадь прохода никогда не ограничивается.

        Переключающие клапаны

        также можно использовать для подключения выходов предохранительных клапанов, чтобы не дублировать нагнетательный трубопровод.Действие переключающих клапанов на входе и выходе должно быть ограничено и синхронизировано из соображений безопасности. Обычно это осуществляется с помощью системы цепного привода, соединяющей оба маховика.

        Необходимо учитывать потерю давления, вызванную переключающим клапаном, при установлении падения давления на входе предохранительного клапана, которое должно быть ограничено до 3% от установленного давления.

        .

        Предохранительные клапаны в паровых системах низкого давления

        Основное назначение предохранительных клапанов — предотвращать превышение давления в системе над давлением сертификации. При превышении сертификационного давления никто не может гарантировать безопасность системы — особенно для паровой системы с очень горячим газом с огромным количеством скрытого тепла, последствия могут быть очень серьезными.

        Размер предохранительного клапана в первую очередь зависит от максимальной мощности котла и рабочего давления в системе.Предохранительный клапан должен иметь как минимум способность эвакуации всего пара, который котел может производить при работе на полной мощности при рабочем (или сертификационном) давлении.

        Приведенную ниже таблицу можно использовать для выбора типового предохранительного клапана в зависимости от мощности котла. Перед окончательным проектированием всегда сверяйтесь с документацией производителя.

        9004 8 50

        Размер трубы DN		Вместимость		Максимальная мощность котла
        (дюйм)	(мм)	(кг / ч)	(фунт / час)	(кВт)	(БТЕ / ч)
        1/2	15	38	86	23	81270
        3/4	20	82	185	50	174825
        1	25	145	324	89	306180
        1 1/4	32	249	557	152	526365
        1 1/2	40	360	807	220	762615
        2	536	1 199	328	113055
        2 1/2	65	901	2012	551	1 901 340
        3	80	1244	2779	761	2626155
        4	100	2397	5 355	1465	5060 475

        Примечание! Приведенная выше таблица основана на пар низкого давления 100 кН / м ² (1 бар) или 15 psi в британских единицах измерения.Скрытая теплота насыщенного пара составляет 2201 кДж / кг (945 БТЕ / фунт) .

        • 1 Н / м ² = 1 Па = 1,4504 x 10 ^-4 фунт / дюйм ² (psi) = 10 ^-5 бар
        • При более высоком давлении пар сжимается и требуют меньшего объема — требуемый размер клапана уменьшен
        • При более низком давлении пар расширяется и требует большего объема — требуемый размер клапана увеличивается

        .

        Предохранительные клапаны для всех промышленных применений

        Предохранительные клапаны защищают системы, людей и окружающую среду от недопустимого избыточного давления. Это защитные устройства, которые являются последней защитой в случаях, когда другие устройства управления, эксплуатации и мониторинга уже вышли из строя. Следовательно, предохранительный клапан должен работать постоянно и при любых обстоятельствах.

        Когда предохранительный клапан открывается, избыточное давление сбрасывается. После восстановления нормальных рабочих условий предохранительный клапан закрывается, чтобы предотвратить дальнейшую потерю среды.

        У избыточного давления много причин

        Давление в емкости или системе может превышать максимально допустимое давление по разным причинам, например, тепловому расширению, химическим реакциям, возгоранию или неисправности системы охлаждения. Каждый из этих инцидентов может происходить индивидуально и по отдельности или одновременно. Для оператора установки это означает, что каждый случай избыточного давления вызывает разные массовые и объемные потоки, которые должны рассеиваться, например, меньшие массовые потоки во время теплового расширения и большие массовые потоки в случае химических реакций.

        Клапаны предохранительные и их работа
        

        Предохранительные клапаны бывают двух типов: подпружиненные предохранительные клапаны и предохранительные клапаны с пилотным управлением.

        В подпружиненном предохранительном клапане сила закрытия создается винтовой пружиной. Установленное давление регулируется предварительным натяжением этой пружины с помощью регулировочного винта. В случае недопустимого избыточного давления предохранительный клапан открывается соответственно.

        Предохранительные клапаны с пилотным управлением (POSV) используют давление в системе для создания усилия закрытия.Площадь так называемого купола, который действует в направлении закрытия, больше, чем площадь сиденья POSV. Поскольку площадь поверхности купола больше, чем площадь поверхности сиденья, соответствующая закрывающая сила выше. Если пилотный клапан срабатывает, давление в куполе сбрасывается, и открывается клапан POSV.

        .