Клапан предохранительный — все о типах, принципе работы и устройстве

• ПРЕДОЖЕНИЯ ОТ ПО АЛМАШ
• Как происходит сброс давления
• Рычажные (рычажно-грузовые)
• Как работают пружинные предохранительные клапаны
• Как работает клапан предохранительный ТКЗ
• Магнито-пружинные предохранительные клапаны
• Импульсно предохранительный клапан
• Принцип работы предохранительного клапана прямого действия
• Принцип работы предохранительного клапана непрямого действия
• Как работает клапан предохранительный мембранный
• Принцип работы на котле

Предохранительная арматура необходима для сброса избыточного давления в сосудах, котлах, трубопроводах, в системах отопления и т.д.

Существует несколько видов предохранительных клапанов отличающихся по принципу действия. Эта информация не даст исчерпывающий ответ на то как выбрать предохранительный клапан. Для подбора предохранителя требуется учитывать не принцип работы, а много других характеристик: давление, диаметр, температуру среды, пропускную способность и пр. Об этом у нас есть огромная статья от кандидата технических наук Елены Юрьевны Тумановой. В ней подробно рассказано все про предохранители на примере использования на сосудах и аппаратах.

ПРЕДОЖЕНИЯ ОТ ПО АЛМАШ

ИЩИТЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНУЮ АРМАТУРУ?

Выбрать клапан

Перейдите в каталог для выбора предохранительного клапана.
Выбрать

Полезные статьи

Экспертные материалы о предохранительной арматуре.
Прочитать

Заказать клапана

Отправьте быстрый запрос на необходимые клапана предохранительные.
×

Заказать

Далее поэтапно покажем как предохранительный клапан выпускает излишки пара или другой рабочей среды.

Содержание +Свернуть —

Как происходит сброс давления

По данным из книги Расчёт и конструирование трубопроводной арматуры процесс работы клапана можно разделить на 5 этапов:

1. Первый этап — давление в норме
   Давление в объекте и в клапане равно рабочему, при этом клапан закрыт плотно.

2. Второй этап — давление возрастает
   Давление растет до Величины P=K0P0, где K0 — коэффициент перегрузки клапана; P0 — номинальное (начальное) давление в установке, При этом усилие в пружине равно усилию от давления среды. В связи с исчезновением силового взаимодействия между уплотняющими кольцами имеет место интенсивная протечка среды при отсутствии видимого хода тарелки клапана.

3. Третий этап — рост давления
   Давление среды возрастает свыше K0P0, тарелка клапана приподнимается над седлом и начинается пропуск излишней среды. По мере возрастания давления тарелка клапана перемещается вверх, а расход среды увеличивается.
   Читайте также:  Принцип работы и устройство парового котла – различия, преимущества

4. Четвертый этап — сброс давления
   Со сбросом давление в объекте снижается и достигает величины, при которой происходит посадка тарелки клапана на седло. Это давление обычно ниже давления, при котором начинается подъем тарелки и зависит от особенностей конструкции предохранительного клапана. Тарелка клапана садится на седло, по мере снижения давления плотность замка клапана повышается и протечка среды уменьшается.

5. Пятый этап — закрытие клапана
   При достижении рабочего давления клапан плотно закрывается и протечка среды уменьшается. Посмотрите видео срабатывания и настройки клапана рычажного

Рычажные (рычажно-грузовые)

Принцип работы рычажно-грузового предохранительного клапана состоит в противодействии усилию на золотник от давления рабочей среды — силы от груза, передаваемой через рычаг на шток клапана. Основой механизма данного типа клапанов является рычаг и подвешенный на него груз.

Срабатывание устройства зависит от веса груза и его местонахождения на рычаге. Чем больше вес и чем дальше на рычаге он находиться, тем при более высоком давлении срабатывает клапан. Рычажные клапана настраиваются на давление открытия путем перемещением груза по рычагу (возможно изменение веса груза). Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Рычажные клапана запрещено использовать на передвижных тепловых устройствах.

Для герметичного закрытия сёдел больших диаметров требуются тяжелые грузы на длинных рычагах, что может вызвать сильную вибрацию устройства. В этих обстоятельствах используют клапана, внутри которых сечение сброса среды образовано двумя сёдлами, которые перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами. Использование указанных двухрычажных клапанов с двумя затворами, что позволяет уменьшить массы груза и длины рычагов, обеспечивая нормальную работу системы.

Настройка рычажно-грузового клапана, как уже было отмечено выше, осуществляется при помощи перемещения груза по рычагу. После того, как необходимое давление было настроено, груз фиксируется болтами, накрывается защитным кожухом и закрывается на замок. Это делается для исключения несанкционированного изменения настроек. В качестве груза зачастую используются фланцы.

Преимущества рычажных предохранительных клапанов

• Простота конструкции
• Ремонтопригодность
• Ручная настройка срабатывания клапана

Недостатки рычажных предохранительных клапанов

• Устаревшая конструкция
• Сложность покупки, из за отсутствия на рынке

ВЫБРАТЬ КЛАПАН

• 17Ч3БР
• 17Ч18БР
• 17Ч5БР
• 17Ч19БР

Добавлено в список желанийУдалено из списка желаний 0

Сравнить

17ч19бр

Клапан предохранительный 17ч19бр ДУ-150

25 000₽

Добавлено в список желанийУдалено из списка желаний 0

Сравнить

17ч19бр

Клапан предохранительный 17ч19бр ДУ-80

15 000₽

Добавлено в список желанийУдалено из списка желаний 0

Сравнить

17ч19бр

Клапан предохранительный 17ч19бр ДУ-125

20 000₽

Добавлено в список желанийУдалено из списка желаний 0

Сравнить

17ч5бр

Клапан предохранительный 17ч5бр ДУ-150

25 000₽

Как работают пружинные предохранительные клапаны

В пружинных клапанах давлению среды на затворе противостоит степень сжатия пружины. Именно она определяет силу срабатывания, а от упругости используемой пружины зависит диапазон регулировок.

Теплоноситель оказывает давление на пружину, которая сжимается. При превышении давления настройки золотник поднимается, и теплоноситель сбрасывается через отводящий патрубок. После того, как давление в системе снизилось до настроечного, клапан закрывается, и спуск теплоносителя прекращается.

Давление срабатывания пружинного предохранительного клапана устанавливается с помощью комплектации клапана различными пружинами.

Многие клапаны изготавливаются со специальным механизмом (рычагом, грибком и др.) ручного подрыва для контрольной продувки клапана. Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как во время эксплуатации могут возникнуть различные проблемы, например прикипание, примерзание золотника к седлу.

Клапан без ручного подрыва

Выбрать клапан

Клапан с ручным подрывом

С ручным подрывом

Однако на производствах с использованием агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка может быть очень опасной. Поэтому для пружинных клапанов, используемых на таких производствах, возможность ручной продувки не предусматривается и даже запрещается.

Клапан предохранительный пружинный выпускается в трех исполнениях:

• Малоподъемные устройства подходят для систем газопроводов и паропроводов, давление в которых не превышает 0,6 Мпа. Высота подъема такого клапана не достигает более 1/20 диаметра седла
• Среднеподъемные устройства, в которых высота подъема золотника составляет от 1/6 до 1/10 от диметра сопла.
• Полноподъемные устройства, в которых высота подъема клапана достигает до ¼ от диаметра седла.

Подсоединение трубопроводов к водонагревателю

Для обеспечения безопасности пользования водонагревателем лучше если установку бойлера и монтаж всех трубопроводов будет производить опытный профессионал. Ну а если вы решили самостоятельно выполнить установку и подключения бойлера, то надо действовать строго с соблюдением всех норм прилагаемой инструкции к изделию.

Прежде всего, не допустимо устанавливать запорные вентили между предохранительным устройством и входом в бойлер. Можно конечно сказать, что ничего страшного он всегда будет открыт. Но не исключено, что кто-то из ваших гостей случайно закроет этот вентиль, перекрывая тем самым доступ к сбросу излишек воды при случайных повышениях давления. Что может произойти при этом указано выше.

Для перекрытия подачи воды запорный кран можно устанавливать непосредственно перед предохранительным клапаном для водонагревателя. Для сброса воды используют прозрачную пластиковую трубку, которую крепят к штуцеру с помощью хомута. Другой конец трубочки направляют в канализационную систему. Можно конечно поставить ведро для сбора воды, но этой емкости хватит лишь для сбора жидкости при подкапывании. При аварийном сбросе этой емкости может не хватить.

Подсоединение трубопровода от водопровода к предохранительному устройству можно производить гибким армированным шлангом, или с помощью полипропиленовых труб. Поскольку давление в водопроводной сети может без всякой причины повышаться, то можно установить редуктор, ограничивающий колебания напора воды.

Вид на бойлер снизу Источник strojka-gid.ru

Неплохо также установить в систему фильтр для очистки воды от загрязнений. Грязь попадая в бойлер оседает на тэнах и снижает их нагревательную способность. При замене предохранительного клапана, или его ремонте необходимо полностью сливать воду из нагревателя.

Для таких случаев между гидроклапаном и входом в бойлер устанавливают тройник. К тройнику подсоединяется запорный кран и трубопровод, который сливает воду в канализацию. При работе бойлера кран закрыт, а когда надо слить воду, то кран открывают и вода сливается. Такое же устройство устанавливается и на выходе горячей воды. Для защиты от не санкционированного открытия крана, лучше снять рукоятку и хранить ее отдельно.

Магнито-пружинные предохранительные клапаны

В магнитно-пружинных предохранительных клапанах используется электромагнитный привод. Электромагнит обеспечивает дополнительное прижатие золотника к седлу.

При достижении давления срабатывания электромагнит отключается и давлению противодействует только пружина, а клапан начинает работать как обычный пружинный. Также электромагнит может создавать усилие открытия, то есть противодействовать пружине и принудительно открывать клапан.

Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения электропитания.

Магнитно-пружинные клапаны обычно применяются в сложных импульсных предохранительных устройствах в качестве управляющих или импульсных клапанов.

Когда требуется защита

При монтаже оборудования лучше всего сразу поставить независимый клапан.

Необходимо установить приспособление на систему горячего водоснабжения, если вода нагревается не проточным методом, а от отопительного котла.

Отдельные замкнутые контуры, нагреваемые теплообменником или другими источником тепла, также оснащаются предохранителем.

Клапан нужен в разных гидравлических соединениях, функционирующих под давлением или с компрессорным насосом.

Импульсно предохранительный клапан

Импульсные клапаны являются разновидностью предохранительной арматуры. Они необходимы при проведении обслуживания систем или отдельных трубопроводов, когда требуется сброс большого объема рабочей среды при избыточном давлении. Возможны два варианта исполнения — импульсный клапан является составной частью главного и вынесенный импульсный клапан, являющийся отдельным элементом системы.

Срабатывание импульсного клапана провоцируется возникновением в системе давления превышающего установленную норму. После этого, рабочая среда направляется в привод главного клапана и, в результате, происходит сброс избытков среды. Подобный принцип работы характерен для устройств, в которых главный и импульсный клапаны совмещены в общей конструкции. Вынесенные импульсные клапаны всегда оснащаются электромагнитами и манометром электроконтактного типа.

Манометр посылает сигнал на сброс импульсному клапану при превышении установленного уровня давления. Таким образом, вынесенные клапаны являются устройствами непрямого действия. Но аварийное отключение электропитания или выход из строя магнитов заставляют клапаны функционировать как предохранительная арматура прямого действия.

Питание электромагнитов управляется от датчика, через который происходит передача сигнала от манометра. Это позволяет производить управление импульсным клапаном дистанционно, что расширяет функционал устройства. Таким образом открытие или закрытие запирающего клапана можно производить при необходимости, а не только в случае превышения показателей давления рабочей среды.

Выбор аварийной арматуры

При проектировании системы водоснабжения, отопления или технологической установки необходимо четко определить предельные значения давления, допустимые для ее компонентов или участков сети. При этом учитываются такие параметры, как:

• производительность бойлера или главного насоса;
• объем и рабочая температура рабочей среды;
• особенности ее циркуляции.

Исходя их этого, определяют тип, сечение, пропускную способность, пороговое значение срабатывания, скорость срабатывания и время возвращения в исходное состояние, а также количество и места монтажа предохранительной арматуры.

В бытовых отопительных системах чаще всего применяются пружинные клапаны. Для жидкостных сред вполне достаточно использовать устройства низкого или среднего подъема. Пропускная способность должна обеспечивать быстрый сброс напора до допустимых величин.

Конструкция корпуса определяется местом сброса излишнего количества рабочей среды. Если она будет сбрасывать непосредственно в окружающую среду- достаточно клапана открытого типа. Если сброс должен происходить в дренаж- потребуется корпус с выходным патрубком соответствующего типа присоединения. Чаще всего используют резьбовой или ниппельное.

Ни в коем случае нельзя приобретать клапан с завышенным относительно расчетного порогом срабатывания. Такое устройство не откроется в нужный момент. Это может привести к повреждению оборудования или даже к полной аварии системы.

Принцип работы на котле

Предохранительные устройства котлов

Безопасность эксплуатации и надежность котельных сооружений напрямую зависит от предохранительных устройств, которыми оборудован котел. Предохранительные устройства котлов выбрасывают лишнюю рабочую среду за пределы оборудования, тем самым снижая в отопительной системе давление.

Подрывной клапан

Регулировка предохранительного пружинного клапана

Малоинформативное видео, на котором виден процесс срабатывания подрывного клапана. Настройка давления, на котором будет срабатывать подрывной клапан. Давление выставляется по паспорту оборудования на которое будет установлен клапан. Водогрейный котел « Ломакина«

В каталог клапанов

СохранитьСохраненоУдалено 0

Предидущее

Регулировка рычажного предохранительного клапана

Следующий

Самый большой обзор быстросъемных трубопроводов. Все виды использования.

Теги: Предохранительные клапаны

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.

Скачать ГОСТ 24570-81

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.