Предохранительный клапан

Правила и стандарты

В связи с широчайшим распространением предохранительных клапанов стандарты и правила, применяемые к ним, находятся во всех документах, которые регулируют использование всего оборудования, защищаемого ими. Например: Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» в России или «Boiler & Pressure Vessel Code» в США. Также существуют отраслевые документы, посвящённые исключительно предохранительным клапанам в применении к какому-либо оборудованию, например «Клапаны предохранительные паровых и водогрейных котлов. Технические требования (ГОСТ 24570-81)»

В связи с особой ответственностью предохранительных клапанов в обеспечении безопасности систем, которые ими обслуживаются, надзор за их использованием и утверждение правил и стандартов производят организации, специально уполномоченные государством, например в России это Ростехнадзор.

Правила и стандарты

Применение предохранительной арматуры регулируется национальными и отраслевыми стандартами, правилами эксплуатации и техническими указаниями.

Для сосудов, работающих под давление, применяют следующие регламентирующие документы:

  • (ПБ 03-576-03). Правила безопасности для сосудов и установок давления.
  • «Boiler & Pressure Vessel Code» Американский стандарт.
  • ГОСТ 24570-81 Национальный стандарт по предохранительным клапанам.

Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, представляют собой значительную угрозу производственной и общественной безопасности. Поэтому их проектирование, комплектация, монтаж, эксплуатация курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и стандартов на всех этапах жизненного цикла оборудования. В РФ это поручено Ростехнадзору.

Для чего нужен предохранительный клапан на бойлере

Бойлер представляет собой ёмкость для воды с нагревательным устройством, которым могут быть: топка для твердого топлива, газовая горелка, змеевик для горячего теплоносителя из системы отопления (косвенный нагрев) и теплоэлектрический нагреватель (ТЭН). Большинство бойлеров оборудованы ТЭНами, это удобно и не требует больших затрат при обустройстве.

Бойлер заполняется водой и находится под избыточным давлением, равным напору в водопроводе. При нагревании вода расширяется и в резервуаре бойлера повышается давление. Чтобы нагретая вода не выдавливалась в трубопровод с холодной водой и не сливалась при отсутствии холодной воды, на входной патрубок устанавливают обратный клапан для водонагревателя .

Бойлер оборудован защитной автоматикой, которая регулирует температуру нагрева, задаваемую пользователем. Верхняя часть бойлера остается всегда не заполненной водой. Присутствующий воздух служит амортизирующей подушкой, компенсирующей расширение воды и потому давление растет не значительно и не так быстро, как если бы воздух отсутствовал.

Автоматика позволяет нагревать воду не выше 80 градусов. Но если она выйдет из строя, то нагрев будет продолжаться непрерывно и может привести к образованию высокого давления, способного повредить бойлер. Чтобы этого не случилось, устанавливают предохранительный клапан сброса давления для бойлера . Который, при превышении давлением установленной величины, открывается и производит сброс излишков воды.

Производители электрических водонагревателей объединили два клапана, обратный и предохранительный в один корпус. Теперь это устройство выполняет обе функции.

Принцип работы

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

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

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

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

Что это такое и для чего он нужен

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

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

Клапан сброса избыточного давления — назначение, применение в системе и нюансы выбора (110 фото)

Отопительная система в процессе своей эксплуатации всегда является довольно опасной. Почему опасной, спросят многие. Все очень просто, системы отопления в домах и квартирах постоянно имеют в сети напряжение. Напряжение появляется вследствие давления, которое имеется в системе.

Давление в системе отопления может расти и снижаться, а также бывают резкие скачки, непредвиденные. В случае резкого скачка давления температура в системе растет до предела и вода в батареях превращается в пар, что их просто разрывает. Это очень опасно и для предотвращения данной аварии в системе устанавливают специальные устройства.

На фото клапана сброса избыточного давления можно увидеть, как он выглядит внешне. А о том, как он устроен и для чего нужен, мы поговорим сейчас.

Для каких целей используют клапан

Для того, чтобы избежать ситуации с разрывом батарей в системе отопления применяют два прибора: манометр и клапан. Первое устройство призвано визуально указывать то давление, которое в каждый момент времени находится в системе.

Что касается клапана сброса избыточного давления воды или другого теплоносителя, то он служит для автоматического предотвращения аварии. Это очень помогает, если в момент скачка давления люди не видят показаний.

Как понятно по названию прибора, он обязан в процессе своей работы избавлять систему от избыточного давления. Но не все понимают, что такое избыточное давление.

Дело в том, что какое-то количество бар в системе всегда присутствует на это элементы рассчитаны. При покупке учитывают и возможное превышение давления, чтобы трубы и радиаторы справлялись с ним.

Однако не всегда давление не превышает предела, который учли при установке оборудования. Так вот, клапан начинает сброс давления, как только оно превышает постоянную норму.

Если превышение дойдет до границы излишне предусмотренного, то трубы просто начнет рвать.

Таким образом клапан предохраняет от вероятности аварийного состояния. Его применяют не только в системе отопления, но везде, где есть давление в системе.

Рабочий процесс клапана

Независимо от разновидности устройств предохранительных клапанов сброса избыточного давления, все они примерно похожи.

Если рассматривать, как устроен клапан, то это полая труба, которая крепится к системе отопления. В ней есть отвод для выхода излишнего давления, который перекрыт специальным штоком, похожим на пробку.

Шток удерживается довольно плотной пружиной. Сверху пружина крепится к головке, которая запаяна.

Далее при сильном повышении сжимается пружина и тем самым проход или отвод, как его более часто называют, открывается. Избыточное давление благополучно покидает через отвод систему и не вредит ей.

Во время такого процесса клапан аварийного сброса избыточного давления сильно начинает шипеть и этого просто невозможно не заметить.

Таким образом, при нормализации давления, пружина расслабляется, шток становится на свое место. Отверстие отвода давления вновь становится закрытым.

Где необходима установка клапана

Самая острая необходимость в установке данного клапана стоит в системах парового отопления. там из-за использования высоких температур теплоноситель может перегреваться до предела. Именно это становится причиной повышения давления в системе.

Для данных случаев просто необходимо иметь клапан сброса избыточного давления отопления. Особенно это касается закрытых систем, которые не имеют расширительного бачка.

Еще одна веская причина установить клапан сброса — наличие подкачивающего водного насоса. Данные устройства имеют очень высокую мощность, что может привести к разрыву систем.

Выход из строя может вызвать работа насоса в холостом режиме, поэтому требуется клапан сброса избыточного давления воздуха.

В прочем, клапан сброса лишним не будет нигде, поэтому, если вы имеете лишние средства, то лучше всего установить его. Менее всего в таких устройствах нуждаются газовые и электрические системы. Более всего — паровое отопление.

Технические требования к предохранительным клапанам

Главным и наиболее ответственным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является высокая надёжность, включающая в себя:

  • безотказное и своевременное открытие клапана при заданном превышении рабочего давления в системе;
  • обеспечение клапаном в открытом положении требуемой пропускной способности;
  • осуществление своевременной обратной посадки (закрытия) с требуемой степенью герметичности при заданной величине падения давления в системе после аварийного срабатывания и сохранения установленной степени герметичности при последующем возрастании давления до величины рабочего;
  • обеспечение стабильности работы, то есть сохранение в течение всего срока эксплуатации и заданного числа циклов срабатывания параметров настройки и требуемой степени герметичности запорного органа при рабочем давлении.

Предохранительные клапаны подлежат периодической проверке в специализированной организации или испытанию в действии. Все клапаны должны быть испытаны на прочность, плотность, а также герметичность сальниковых соединений и уплотнительных поверхностей

Принцип действия

Большинству рядовых пользователей, сталкивающихся с закрытыми системами водяного отопления, знаком только один вид предохранительной арматуры – простой пружинный клапан с фиксированной настройкой, изображенный на фото. Причина понятна – указанные элементы устанавливаются повсеместно на любые котлы, поскольку входят в состав группы безопасности вместе с манометром и воздухоотводчиком.

Давайте разберемся, как работает обычный аварийный клапан, показанный выше на схеме:

  1. В нормальных условиях мембрана, прикрепленная к штоку и подпираемая пружиной, плотно сидит в седле и герметично перекрывает проход.
  2. Если происходит перегрев теплоносителя, он расширяется и создает в закрытой системе избыточное давление, частично компенсируемое расширительным баком.
  3. Когда величина подпора воды достигает порога срабатывания клапана (обычно – 3 Бар), пружина под ее воздействием сжимается и мембрана открывает проход. Автоматический сброс закипающего теплоносителя производится до тех пор, пока пружине не хватит силы снова закрыть проходное сечение.
  4. При возникновении аварийной ситуации хозяин дома может сам выполнить сброс избыточного давления, повернув рукоятку в верхней части изделия.

Несколько слов о том, где ставится сбросной клапан вместе с группой безопасности в закрытой системе отопления. Его место – на участке подающей магистрали в непосредственной близости от котла (рекомендуется не далее 0.5 м).


Узел безопасности всегда ставится на подающей линии отопителя

Наглухо соединять патрубок изделия с канализацией не стоит – мокрые пятна либо лужицы укажут на срабатывание клапана и проблемы в отопительной сети. Например, вышел из строя расширительный бак или дал сбой циркуляционный насос при работе с твердотопливным котлом (возможно, отключали электричество). Нередко устройство начинает подтекать из-за попадания мусора между седлом и тарелкой. Больше о его работе рассказывается в видеосюжете:

Watch this video on YouTube

Уточняющая информация. Сбросные пружинные клапаны мастера и монтажники называют подрывными, потому что напор теплоносителя сжимает пружину и вызывает подрыв мембраны. Не путайте их со взрывными элементами, устанавливаемыми на дымоходы промышленных котельных, сжигающих природный газ.

Назначение

Устройства предназначены для понижения высокого напора жидкости или газа, подаваемого из магистрали, до значений, необходимых для работы устройства-потребителя. Еще одно назначение редукционного клапана — поддержание постоянного давления на входе таких устройств.

Основные области применения гидравлических редукционных клапанов следующие:

  • Водопроводные распределительные сети.
  • Насосные установки.
  • Оросительные системы.
  • Противопожарные комплексы.

Правильно подобранный редукционный клапан дает следующие преимущества:

  • Защита от резких перепадов напора, гидравлических ударов.
  • Оптимизация расхода ресурсов, снижение издержек.
  • Снижение уровня вибрации, нежелательных акустических эффектов (так называемое «гудение труб»).

Специалисты рекомендуют устанавливать редукционный клапан в следующих случаях:

  • При давлении в магистрали выше 5 атм. (бар)
  • Защита от бросков.
  • Сложные распределительные системы в многоэтажных зданиях.
  • Потребность в секциях водопроводной сети с разным напором.

Чтобы стабилизировать давление в отопительных контурах, применяется подпиточный клапан.

Назначение газового клапана

ПСК – элемент предохранительной арматуры, отвечающий за безопасность газопровода и газового оборудования, подключенного к нему. В процессе эксплуатации клапан находится в закрытой позиции, поэтому его относят к закрытой трубной арматуре.

Подобные устройства устанавливают не только на газопроводах, они являются неотъемлемой частью и других коммуникаций – водопровода, отопительной сети. Везде они выполняют ту же функцию – стабилизируют давление в сети, обеспечивают рабочие параметры, необходимые для правильного функционирования системы.

Клапан служит для сброса излишков газа, если параметры давления становятся критическими. Топливо, создающее дисбаланс в системе, выводится во вспомогательный трубопровод или сбрасывается в атмосферу

Скачок давления обычно бывает кратковременным и зависит от ряда факторов.

Причины, способные вызвать избыточное давление в системе:

  • поломка подключенного газового оборудования – двухконтурного котла, проточного водонагревателя или емкостного бойлера, запорной арматуры;
  • использование топлива, не подходящего по составу;
  • изменение температурных показателей в трубопроводе;
  • сбой в тепломеханической схеме.

Место установки предохранительного газового клапана стандартно, обусловлено эффективностью применения: или в регуляторе давления, или сразу за ним. После автоматического срабатывания клапана он возвращается в рабочее – закрытое состояние.

В газовой сети клапан представляет собой отдельное или интегрированное в регулятор давления устройство. Оно срабатывает при условии, если рабочее давление газа превышает номинальный уровень на 15 %

Чем грозит отсутствие ПСК в сети? Наиболее распространенные последствия – механическое разрушение трубопровода или поломка подключенного оборудования, что может вызвать утечку газа.

Существует и вероятность взрыва, поэтому необходимо постоянно следить за исправностью устройства, вовремя производить обслуживание и заменять вышедшие из строя элементы

Наряду со сбросными устройствами применяют и газовые предохранительные запорные клапаны, с помощью которых перекрывают подачу топлива. Это происходит в автоматическом режиме. Элемент запорной арматуры устанавливают на трубопроводе, в промежутке между фильтром и регулятором давления.

Предел срабатывания ПЗК указывается в техническом паспорте устройстве. Верхний критический параметр обычно равен формуле: раб. давление +25%.

Виды и конструкции

Клапаны сбросного типа подразделяются на две основные группы:

  • прямого действия, открывающиеся только под воздействием на него давления внутренней среды. К ним относятся устройства, используемые для предотвращения образования чрезмерного давления в масляных и топливных системах;
  • непрямого действия, использующие посторонний источник давления Они более подходят для жидкостных и воздушных систем.

В зависимости от особенностей конструкции и принципа действия делятся на четыре вида.

С выносным датчиком

Прибор оборудован пружинным механизмом и штоком, приводящимся в движение основными или резервными мехами. На них в момент перегрева воды оказывает воздействие термочуствительная жидкость, поднимающаяся по капиллярной трубке из колбы датчика.

При срабатывании устройства шток открывает тарелку для движения теплоносителя. К подающей магистрали и к канализации для сброса лишней воды в корпусе клапана предусмотрены два патрубка.

Комбинированные с подпиткой системы

Представляют собой тип предохранительной арматуры в системах отопления, которая способна выполнять сразу 3 функции:

  • сбрасывать перегретый теплоноситель из бака котла по сигналу выносного датчика;
  • эффективно охлаждать теплогенератор;
  • автоматически подпитывать систему отопления холодной водой.

Шток подобного изделия оснащён двумя тарелями, которые могут одновременно открывать 2 прохода: один для сброса закипающего теплоносителя, другой для подачи холодной воды.

Модели представленные на следующем фото имеют тройной выход. Они встраиваются в трубопровод перед отопительным прибором или бойлером. Для сброса среды используется нижний патрубок, для присоединения водопровода и магистрали подпитки предназначены два верхних патрубка.

Пружинные

В подобных устройствах золотник приводится в движение под действием силы сжатия рабочей пружины. Настройки одного и того же клапана можно откорректировать при замене пружины разного типа, которые входят в его комплект.

Ряд моделей имеют дополнительно вмонтированный в корпус рычаг, осуществляющий ручной подрыв. С его помощью можно вручную продувать клапан для проверки его общего технического состояния или выпускать часть рабочей среды.

Так как пружина в большинстве случаев находится под воздействием внутренней рабочей среды, то для устройств, которые работают с агрессивными веществами, её покрывают защитным слоем полимера. Такие модели изделий имеют уплотнения по штоку по типу сальникового или сильфонного устройства.

Рычажно-грузовые

Основной узел механизма клапана данного типа составляет рычаг с подвешенным на нём утяжелителем. На срабатывание устройства влияет вес груза и длина плеча рычага до места, где он размещён. Чем он массивнее и чем дальше находиться от штока, тем при более высоком давлении срабатывает сбросник.

Чтобы обеспечить полную герметизацию седел большого размера потребуется использование более тяжёлого груза, а это может привести к достаточно сильному уровню вибрации всего устройства. В таких случаях применяют клапаны, у которых сечение сброса среды образовано двумя параллельными сёдлами. В корпусе такого устройства также установлены два затвора, функционирующих параллельно. Такая конструкция снижает массу утяжелителя и длину рычагов и положительно влияет на увеличение темпа работы агрегата.

Особенности конструкции и типоразмеры

ПСК нельзя изготавливать кустарным способом, изделия производят в заводских условиях согласно требований ГОСТ или ТУ.

Материал должен быть прочным, износостойким, не склонным к деформациям от изменения условий эксплуатации, не поддающимся негативному воздействию коррозии. Чаще всего это латунь или алюминий, но из чугуна и нержавеющей стали устройства тоже изготавливают.

Конструкция изделий различных производителей может отличаться, но наиболее распространенный тип – это устройство в виде конуса с седлом, оснащенное крепежом для монтажа в трубопровод

В корпусе находятся два резьбовых отверстия. Их диаметр зависит от типа ПСК и обычно равняется 1″ или 2″. Для бытовых сетей используют преимущественно два типа клапанов, различающихся сечением – на 25 мм или 50 мм.

Таблица с техническими характеристиками ПСК. Устройства могут отличаться не только сечением, но и типом присоединения к трубопроводу, показателями рабочего давления, материалом изготовления, размерами корпуса

Принцип работы защитного газового клапана прост: как только избыточный газ поступает внутрь устройства и начинает давить на мембрану, та воздействует на пружину, которая открывает выход наружу. Как только давление снижается до рабочих параметров, пружина закрывает отверстие.

Хотя устройства срабатывают автоматически, они снабжены механизмом принудительного открывания. Это необходимо для того, чтобы проверить эксплуатационные возможности клапана.

Чтобы произвести тестирование, необходимо потянуть за специальный элемент устройства – тягу. Эту манипуляцию следует повторить несколько раз, чтобы убедиться, что механизм работает.

Запорно-регулирующий вентиль монтируют в паре с клапаном, чтобы в случае необходимости – если клапан вдруг не сработает – быстро перекрыть подачу газа.

Монтаж клапана в систему отопления

Предохранительный кран ставят сразу за выходным патрубком котла (достаточно отступить 20-30 см). Требуется манометр для визуального контроля, отслеживания состояния системы.

Между клапаном и основным источником тепла запрещено размещать запорные краны, задвижки или перекрывающие приборы.


Где располагается клапан

Чтобы излишки воды удалялись через выпускной патрубок, устанавливают специальную сливную трубку, соединяемую с канализацией или обратной линией трубопровода.

Если смонтирована гравитационная система закрытого типа, то предохранитель ставят в наивысшей точке.

Разновидности клапанов сброса избыточного давления

По способу прижатия запорного элемента к седлу устройства подразделяются на следующие виды:

  • Пружинные. Сила упругой деформации металла пружины удерживает затвор в закрытом состоянии. Она подбирается таким образом, чтобы напор, превышающий заданный уровень, отжимал запорный элемент от седла. Пружинные модели выпускаются как на постоянное давление срабатывания, так и с возможностью его регулировки. Для этого в конструкцию добавляют регулировочный винт, предварительно сжимающий или ослабляющий пружину. В ходе эксплуатации пружина понемногу теряет свою упругость, и значение срабатывания может измениться.
  • Рычажно грузовые. Для прижатия используется сила земного притяжения, воздействующая на груз, подвешенный на конце рычага. Такая система обладает широкими возможностями для регулировки значения срабатывания. Для его увеличения груз передвигают к концу рычага, для уменьшения- ближе к корпусу. Кроме возможностей для точной регулировки, эта конструкция обладает еще одним достоинством: стабильностью значения давления сброса на длительных промежутках времени. Рычажные устройства отличаются большими габаритами и массой. Они применяются в качестве предохранительного клапана для компрессоров большой производительности, установленных стационарно.
  • Электромагнитные. В этих передовых устройствах для прижатия запорного элемента используется электромагнитный привод- соленоид. Такие устройства работают в качестве исполнительного элемента централизованной автоматизированной системы управления. Датчик давления может размещаться рядом с затвором, а можем находиться в совсем другой части системы. Большинство из них снабжаются дополнительно рабочей пружиной. При пропадании электропитания или связи с управляющей системой клапан сброса превращается в обычный механический.

По способу присоединения арматура сброса делится на следующие типы:

  • Резьбовые. Наиболее распространяемый тип для устройств сброса малого давления. Легки в монтаже и демонтаже даже для неподготовленного персонала- для этого достаточно гаечного ключа. Чаще всего используются как аварийный клапан мобильного компрессора небольшой мощности.
  • Фланцевые. Сложнее в монтаже и дороже, обеспечивают высокую герметичность. применяются в системах среднего и высокого давления.
  • Сварные. Обеспечивают максимальную герметичность и надежность. Сложны в монтаже/демонтаже, требуется специальное оборудование и подготовленный персонал.

По материалу, из которого изготовлено устройство, различают:

  • Стальные. Обладают высокой прочностью и большим ресурсом. Выдерживают большое давление.
  • Латунные. Отличаются высокой коррозионной стойкостью и большим ресурсом.
  • Пластмассовые. Дешевы, но рассчитаны на невысокие значения напора.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector