Предохранительные пружинные клапаны — все об устройстве и монтаже

Предохранительные пружинные клапаны — все об устройстве и монтаже

Для сброса избыточного давления в атмосферу применяются клапаны предохранительные пружинные, которые представляют собой специальную трубопроводную арматуру, обеспечивающую надежную защиту трубопровода от возникновения неполадок и механических повреждений. Устройство отвечает за автоматический сброс избытка жидкостей, пара и газа из сосудов и систем до того момента, пока давление не будет нормализовано.

Предназначение пружинного клапана

Опасное превышения давления в системе возникает в результате внешних и внутренних факторов. К повышению приводит как неправильный сбор тепломеханических схем, вызывающий сбои в функционировании оборудования, попадание тепла в систему от посторонних источников, так и внутрисистемные физические процессы, которые не предусматриваются стандартными условиями эксплуатации, периодически возникающими в системе.

Предохранительные изделия — обязательная часть любой бытовой или промышленной системы, работающей под давлением. Установка предохранительных механизмов осуществляется на трубопроводах в компрессорных станциях, на автоклавах, в котельных. Клапаны выполняют защитные функции на трубопроводах, по которым транспортируются не только газообразные, но и жидкие вещества.

Устройство и принцип работы пружинных клапанов

Клапан состоит из стального корпуса, нижний штуцер которого используется в качестве соединительного элемента между ним и трубопроводом. Если в системе повышается давление, сброс среды происходит через боковой штуцер. Отрегулированная в зависимости от давления в системе пружина обеспечивает прижимание золотника к седлу. Регулировка пружины происходит посредством специальной втулки, которая вкручена в верхнюю крышку, расположенную на корпусе устройства. Размещенный в верхней части колпак предназначен для защиты втулки от разрушения в результате механических воздействий. Наличие специального ушка для пломбировки позволяет предохранить систему от постороннего вмешательства.

Для клапанов, в которых уравновешивающим механизмом выступает пружина, подбирается усилие рабочего органа. Если параметры подобраны правильно, при нормальном состоянии системы золотник, отвечающий за выпуск излишнего давления из трубопровода, должен быть прижат к седлу. Когда рабочие показатели увеличивается до критического уровня в зависимости от типа пружинного устройства золотник отходит вверх на определенную высоту.

Предохранительный пружинный клапан, обеспечивающий своевременный сброс давления, изготавливают из разных материалов:

• Углеродистая сталь. Подобные устройства подходят для систем, давление в которых пребывает в пределах 0,1-70 Мпа.
• Нержавеющая сталь. Клапаны из нержавеющей стали рассчитаны на системы, давление в которых не превышает 0,25-2,3 Мпа.

Классификация и характеристики пружинных клапанов

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.

Известна классификация клапанов исходя из способа их открывания:

• Обратный пружинный клапан. Для управления обратными пружинными клапанами привлекается непрямой посторонний источник давления. Обратные пружинные клапаны, которые называют импульсными предохранительными устройствами, могут работать посредством воздействия электроэнергии.
• Прямой клапан. В устройствах прямого типа рабочее давление среды оказывает непосредственное воздействие на золотник, который поднимается при повышении давления.

Выделяют клапаны открытого и закрытого типа. В случае использования устройства прямого типа при открывании клапана среда сбрасывается прямо в атмосферу. Клапаны закрытого типа остаются полностью герметичными по отношению к окружающей среде, сбрасывая давление в специальный трубопровод.

Преимущества

Выделяют различные виды оборудования, обеспечивающего сброс избыточного давления из системы, но клапаны предохранительные пружинные пользуются популярностью благодаря наличию важных преимуществ:

• Простота и надежность конструкции.
• Легкость осуществления настройки рабочих параметров и удобство монтажа.
• Разнообразие размеров, типов и конструктивных исполнений.
• Установка предохранительного изделия возможна как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.
• Относительно небольшие габаритные размеры.
• Большое проходное сечение.

К минусам предохранительных клапанов относят наличие ограничений в высоте подъема золотника, повышенные требования к качеству изготовления пружины для предохранительных клапанов, которая может выйти из строя при работе в условиях агрессивной среды или постоянном воздействии высоких температур.

Как выбрать пружинный клапан?

При выборе предохранителя стоит основываться на нескольких важных принципах, от учета которых зависит бесперебойная работа системы и возможность выполнения предохранителем необходимых функций:

• Предохранительные пружинные клапаны обладают наименьшими габаритами по сравнению с другими типами клапанов предохранительных сбросных, поэтому их следует выбирать в тех случаях, когда свободного пространства недостаточно.
• Особенности применения клапанов связаны с наличием повышенных вибраций, которые отрицательно влияют на эксплуатационные характеристики устройства и могут быстро привести его в негодность. Например, устройства рычажно-грузового типа более подвержены поломкам из-за воздействия вибраций в силу наличия в конструкции длинного рычага с весом и шарниров. Поэтому для систем, в которых наблюдаются значительные вибрационные воздействия, стоит выбирать предохранительный пружинный клапан.
• В зависимости от особенностей конструкции прибора, пружина со временем может изменять усилие давления. Это связано с тем, что постоянный подъем золотника вызывает изменения в структуре металла.

Нюансы монтажа

Предохранительный клапан пружинного типа устанавливают в любой точке системы, которая подвергается повышенному давлению и находится под угрозой получить механические повреждения. Устройство не требует наличия большого свободного пространства, что является значительным преимуществом по сравнению с другими типами предохранительных устройств.

С целью избежания неполадок в работе перед предохранительным клапаном не следует устанавливать любую запорную арматуру. Для сброса газообразной среды устанавливаются специальные устройства или же сброс происходит непосредственно в атмосферу. Для оповещения персонала вместе с пружинными клапанами монтируют специальный свисток, который размещают на сбросном патрубке. При срабатывании клапана будет поступать сигнал свистка, означающий, что в системе повысилось давление и клапан открылся для сброса среды.

Возможные причины поломок предохранительного клапана

Клапаны предохранительные – это прочные и надежные устройства, обеспечивающие постоянную защиту систем от превышения давления. Прямой или обратный пружинный клапан выходят из строя по нескольким причинам:

• Наличие повышенных вибраций;
• Постоянное воздействие агрессивной среды на предохранительный дроссель.
• Неправильная установка предохранительного пружинного дросселя или клапана.

С целью избегания аварий и неисправностей в функционировании систем предохранительные клапаны проходят периодические проверки на наличие неполадок. Клапаны тестируют на прочность и плотность перед введением в эксплуатацию. Также периодические проверки проводятся с целью определения герметичности уплотнительных поверхностей и сальниковых соединений.

При правильном выборе предохранительных устройств с учетом параметров системы, проведении периодических проверок и своевременном устранении неисправностей предохранительные пружинные клапаны обеспечат надежное функционирование системы и безотказную защиту от превышения давления на протяжении длительного времени.

Предохранительный клапан компрессора: устройство и виды

Предохранительным клапаном называется такой клапан, который автоматически срабатывает, когда давление со стороны протекающего газа столь велико, чтобы воздействовать на пружину клапана и, тем самым, снизить избыточное давление во избежании повреждения оборудования. Когда давление выровняется до установленного предварительно значения, клапан опять закроется. Предохранительный клапан является так называемым конечным предохранительным устройством, которое управляет избыточным давлением и не позволяет ему достигать опасных значений для установки.

Предохранительные клапаны в основном устанавливаются на оборудовании химических заводов, газовых котлах, предотвращает взрыв или повреждение сосудов высокого давления. Предохранительный клапан является неотъемлемым элементом промышленных систем сжатого воздуха.

Принцип работы предохранительного клапана:

Когда предохранительный клапан закрыт, на тарелку клапана воздействует сила от рабочего давления в пневмосистеме, стремящаяся открыть клапан и сила от пружины, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления выше установленного, уменьшается величина силы прижатия клапана к соплу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

Классификация предохранительных клапанов

Далее рассмотрим 3 вида предохранительных клапанов:

Пружинный предохранительный клапан

Обычно пружинные предохранительные клапаны являются наиболее распространенным типом предохранительных клапанов. Нагрузка пружины предназначена для нажатия на тарелку клапана в противодействие давлению в пневмосистеме. В зависимости от типа среды, находящейся под давлением, существуют различные модификации пружинных предохранительных клапанов.

Пилотный предохранительный клапан

Пилотные предохранительные клапаны состоят из пилотного и основного клапанов. Несмотря на то, что подпружиненные клапаны сброса давления используют силу пружины против входного давления, текущее давление управляется пилотным клапаном, который играет роль пружины в пружинном клапане. У главного клапана нет регулировочной функции. Пилотные клапаны имеют большие размеры по сравнению с пружинным типом клапанов и применяются в пневмомагистралях с высоким давлением.

Клапан сброса давления

В случае, если расчетное давление в сосуде высокого давления устанавливается на низком уровне, клапан сброса давления регулирует сброс давления только массой тарелки клапана. По такому принципу работает вакуумный предохранительный клапан. Такой клапан предохраняет как от избыточного, так и от вакуумного давлений, применяется при вентиляции резервуаров, уменьшает потери продукта. Отвод паров продукта вакуумным предохранительным клапаном осуществляется соединенным со стороной давления трубопроводным фланцем коллектором. При работе с взрывоопасными парами используется противодетонационный предохранитель.

Наша компания предлагает приобрести качественные и надежные предохранительные клапаны для Вашего компрессорного оборудования!

Предохранительный клапан: устройство, типы, принцип работы

Превышение номинального давления в системе отопления приводит не только к выходу из строя отдельных элементов системы (разрыв труб, радиаторов,…), но также представляет угрозу для жизни и здоровья человека. Поэтому любая закрытая отопительная система должна обладать защитой от превышения давления. В качестве такой защиты выступает предохранительный клапан.

Мембранный предохранительный клапан Watts SVH ½.

Предохранительный клапан – устройство, обеспечивающее защиту системы отопления от превышения избыточного давления.

Конструкция

Предохранительный сбросной клапан представляет собой корпус, выполненный из латуни или бронзы, внутри которого расположен предохранительный пружинный механизм. В основе механизма лежит стальная пружина, защищенная от внешнего воздействия пластиковым колпачком-рукояткой. В случае необходимости, рукоятка позволяет вручную открыть клапан. Пружинный механизм защищен от попадания в него теплоносителя мембраной из этилпропиленовой резины.

Конструкция предохранительного клапана Valtec VT.0490 диаметром ½.

1. Латунный корпус.
2. Пластиковая крышка корпуса.
3. Пластиковая проверочная ручка.
4. Пластиковая заглушка.
5. Алюминиевая шильда.
6. Латунный шток.
7. Нейлоновая втулка подстройки.
8. Стальной фиксатор штока.
9. Стальная пружина.
10. Каучуковая золотниковая обойма.
11. Пластиковый золотник.

Существуют модели, позволяющие регулировать давление, при котором срабатывает клапан, но также существуют модели, не допускающие самостоятельной регулировки давления (оно настраивается производителем в заводских условия и защищено от перенастройки неснимаемой крышкой).

Клапан сброса избыточного давления Flamco Prescor IС с встроенной сбросной воронкой.

Рекомендации к сбросной (дренажной) трубе:

• Длина сбросной трубы не должна превышать 2 м и иметь более 2 изгибов;
• Диаметр выходного отверстия клапана и диаметр отводящей трубы должны быть одинаковыми;
• Не рекомендуется выводить трубу из помещения сразу на улицу, т.к. в зимнее время года это может привести к появлению конденсата и образованию льда внутри трубы;
• Соединение клапана и дренажной трубы рекомендуется осуществлять с прерыванием потока теплоносителя, для чего используется специальная сбросная воронка, как правило, изготовленная из латуни, углеродистой стали или пластика. Это устройство позволяет осуществлять визуальный контроль за сбросом теплоносителя, а также обеспечивает работу клапана в случае засорения дренажной трубы.

Латунная воронка Flamco Funnel (Нидерланды) с подсоединением к клапану диаметром ½ или ¾ дюйма.

Принцип работы предохранительного клапана

Циркулирующий в системе теплоноситель оказывает давление на пружину, которая срабатывает (сжимается) при превышении давления настройки и теплоноситель сбрасывается через отводящий патрубок. После того, как давление в системе снизилось до настроечного, клапан закрывается и спуск теплоносителя прекращается.

Регулировка предохранительного клапана

Настройка устройства осуществляется после завершения монтажных работ и промывки отопительной системы. Регулировка давления клапана с пружинным механизмом производится при помощи поворота регулировочного колпачка, сжимающего стальную пружину. Регулировка давления у рычажно-грузового клапана осуществляется перемещением груза по рычагу.

Предохранительный клапан в системе отопления.

Одной из наиболее распространенных причин срабатывания клапана является чрезмерная подпитка системы.

Рычажно-грузовые предохранительные клапаны

Основой механизма данного типа клапанов является рычаг и подвешенный на него утяжелитель. Срабатывание устройства зависит от веса утяжелителя и его местонахождения на рычаге. Чем больше вес и чем дальше на рычаге он находиться, тем при более высоком давлении срабатывает клапан.

Устройство рычажно грузового предохранительного клапана.

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.

Рычажно-грузовая конструкция так же надежна, как и пружинная, однако к ее недостаткам можно отнести более высокую стоимость, а также то, что рычажные предохранительные клапаны производятся только под фланцевое соединение диаметром от ДУ50 и выше.

Предохранительные клапаны с настройкой регулировки давления

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

Виды предохранительных клапанов

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

Давление поднимается чаще всего вследствие таких причин:

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

Предохранительные изделия в основном бывают двух видов:

• пружинные;
• рычажно-грузовые.

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

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

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

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

По принципу работы предохранительные клапаны разделяются на такие:

• приборы прямого действия;
• непрямого;
• двухпозиционного.

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

А по типу подъема запора устройства бывают:

• малоподъемными;
• среднеподъемными;
• полноподъемными.

Материалы изготовления

Предохранительные изделия могут быть изготовлены из таких материалов:

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

Особенности механизма и конструкции

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

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

Особенности трехходовых клапанов

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

• применение допустимо в низкотемпературных системах отопления для охлаждения носителя;
• есть возможность регулировать изделие вручную или с помощью электропривода;
• наличие одного входного и двух выходных отверстий;
• для регулировки потока есть специальная заслонка в виде шара или штока, который направляет его в нужное отверстие.

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

Для изготовления трехходовых предохранительных клапанов применяют:

• сталь;
• латунь;
• чугун.

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

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

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

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

Как правильно выбрать предохранительный клапан

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

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

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

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

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

Особенности установки предохранительного клапана

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

Но ключевые принципы установки такие:

• осуществите предварительный расчет элементов конструкции;
• установку проводите на подающем трубопроводе рядом с котлом;
• рядом с клапаном рекомендовано поставить манометр;
• при использовании пружинной конструкции , пружинная ось должна быть вертикальной и размещаться над корпусом;
• рычаг клапана рычажно-грузового типа должен стоять горизонтально над клапаном;
• в системе горячей воды клапан надо ставить в верхней точке нагревателя воды на ее выходе;
• нельзя сужать диаметры при несоответствии размеров клапана и диаметра трубопровода и других причинах;
• соединительная труба не должна быть слишком длинной;
• после подключения к трубопроводу патрубки нужно выводить в безопасное место;
• настройка клапанов делается на 20 процентов больше рабочего давления отопительной системы;
• проверку нужно выполнять принудительным открытием.

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

Как настроить предохранительный клапан

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

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

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

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