Конструкция и принцип работы любого перепускного клапана
Его корпус изготавливается из стали или латуни. Основным элементом внутреннего механизма является затвор (заслонка), закрывающий пропускное отверстие. Затвор удерживается в закрытом состоянии пружиной. В отдельных моделях его роль выполняют мембрана или диафрагма. Усилие пружины регулируется настроечным рычагом, выведенным на внешнюю поверхность корпуса.
Схема устройства клапана
Гидравлика работы основана на давлении потока рабочей среды в трубопроводе на затвор, находящийся внутри корпуса. Пока усилие меньше установленного регулировками рычага, сливное отверстие остается закрытым. Как только напор становится больше настроечного, давление на пружину приводит к ее сжатию. В результате отверстие для слива оказывается приоткрытым, и часть потока перепускается в обходной контур, уменьшая давление в основной гидросистеме.
Дальше происходит обратный процесс – снижение напора приводит к разжиманию пружины и закрытию затвора, и клапан снова готов к очередному сбросу. Выравнивание давления происходит постоянно, в автоматическом режиме. При работе системы в режиме «закрытой водяной задвижки» перепускной канал остается постоянно открытым, обеспечивая постоянную рециркуляцию потока носителя по обходному контуру.
Разрез перепускного устройства
Принцип работы
Сжатый воздух от компрессора через вывод 1 регулятора, фильтр 3, канал Д и обратный клапан 10 поступает к выводу 111 и далее в воздушные баллоны пневматического привода. Одновременно по каналу Г сжатый воздух проходит полость В под уравновешивающий поршень 9, на который воздействует пружина б. Выпускной клапан 4, соединяющий полость Е над разгрузочным поршнем 12 с окружающей средой через вывод П, открыт. Впускной клапан 11, через который сжатый воздух подводится из кольцевого канала в полость Е , под действием своей пружины закрыт так же, как и разгрузочный клапан 2.
схема
Такое состояние регулятора соответствует наполнению воздушных баллонов сжатым воздухом от компрессора. При достижении определенного давления в полости В поршень 9, преодолевая усилие пружины 6 , поднимается вверх. Клапан 4 под действием толкателя закрывается, впускной клапан 11 открывается, и сжатый воздух из кольцевого канала поступает в полость Е .
Под действием сжатого Воздуха разгрузочный поршень 12 перемещается, вниз, разгрузочный клапан 2 открывается, и сжатый воздух из компрессора через вывод 4 выходит в окружающую среду вместе со скопившимся в полости Ж конденсатом. При этом давление в кольцевом канале падает и обратный клапан 10 закрывается. В результате этого компрессор работает в разгрузочном режиме без противодавления.
регулировка давления в системе
При падении давления в выводе 3 и полости В до определенного значения поршень 9 под действием пружины б перемещается вниз, Впускной клапан 11 закрывается, а выпускной клапан 4 открывается, сообщая полость В с окружающей средой через вывод 11. Разгрузочный поршень 12 под действием пружины поднимается вверх, клапан 2 под действием своей пружины закрывается, и компрессор снова нагнетает сжатый воздух в баллоны.
Разгрузочный клапан 2, кроме того, работает как предохранительный клапан. Если регулятор не срабатывает при давлении 0,8 МПа (8,0 КГС/СМЗ}, то при давлении 1,0 1,35 МПа (10 13,5 кгс/см?) клапан откроется, преодолев сопротивление своей пружины и пружины поршня 12. Давление открытия клапана 2 регулируют изменением числа шайб под пружиной.
вывод для подкачки шин
Регулятор давления имеет клапан отбора воздуха, например, для накачивания шин, закрытый колпачком 15. При навинчивании штуцера шланга для накачивания шин клапан утапливается, открывая доступ сжатому воздуху в шланг и перекрывая проход сжатого воздуха к выводу 11. Перед накачиванием шин давление в воз душных баллонах следует понизить до давления, соответствующего включению регулятора, так как во время разгрузочного режима работы компрессора отбор воздуха невозможен.
Неисправности регулятора
Основные неисправности регулятора это изнашивание резиновых уплотнителей, манжет, колец.
фильтр регулятора
Правила установки, регулярность замены
Устанавливается аварийный клапан всегда на подаче, после котла. При этом соблюдаются такие правила:
- Если сбросной клапан устанавливается отдельно, перед ним ставится манометр — для контроля за состоянием системы.
- Ставится на расстоянии 20-30 см от котла.
- Отвод делают трубой того же диаметра, что и трубопровод подачи. Для максимально точного определения давления он может иметь небольшой уклон в сторону котла.
- Между котлом и подрывным клапаном нельзя ставить запорные устройства (краны, обратные клапана и т.д.).
- В системах с естественной циркуляцией это устройство ставят в самой высокой точке системы.
Ставится недалеко от котла (во многих моделях стоит в самом котле, в некоторых котлах есть место под установку)
Для того чтобы сбрасываемый теплоноситель не вытекал на пол, на выходной патрубок можно надеть шланг. Его можно опустить в емкость или вывести в канализацию. Но в таком случае необходимо каким-то образом отслеживать срабатывание — поставить сигнализацию. Ведь он не просто так стравливает, а по какой-то причине.
Где установить клапан сброса избыточного давления
Улучшить ситуацию можно, если поставить отсечные краны после подрывника. В этом случае хотя бы не придется сливать теплоноситель с системы, а только с котла, что уже не так страшно.
Разновидности групп безопасности и принцип выбора подходящей модели
Стандартный предохранительный клапан для бойлера по исполнению может отличаться несколькими особенностями конструкции. Эти нюансы не изменяют функциональность устройства, а лишь упрощают использование и обслуживание. Чтобы правильно выбрать узел безопасности надо знать, какие бывают предохранительные клапаны для бойлеров и чем они отличаются.
Рычажные модели
Самый распространенный тип стандартного узла безопасности – модель с рычажком. Такой механизм можно привести в действие вручную, что удобно при проверке или сливе воды из бака бойлера. Делают это так:
- горизонтально расположенный рычаг устанавливают вертикально;
- прямое соединение со штоком приводит в действие пружинный механизм;
- пластинка предохранительного клапана принудительно открывает отверстие и из штуцера начинает течь вода.
Даже если не требуется полное опустошение бака, контрольный слив выполняют ежемесячно для проверки работоспособности узла безопасности.
Различаются изделия конструкцией рычажка и штуцером для сброса воды. Если имеется возможность, то лучше выбрать модель с зафиксированным к корпусу флажком. Крепление выполнено болтом, препятствующим ручное открывание рычажка детьми. Изделие имеет удобную форму штуцера в виде елочки с тремя нарезками, что обеспечивает надежную фиксацию шланга.
Более дешевая модель не имеет фиксации флажка. Рычажок можно случайно зацепить рукой и начнется ненужный слив воды. Штуцер короткий, всего с одним кольцом нарезки. Фиксировать шланг на такой выступ неудобно и при сильном давлении его может сорвать.
Модели без рычага
Предохранительные клапана без рычага – самый дешевый и неудобный вариант. Такие модели часто идут комплектом с водонагревателем. Опытные сантехники их просто выбрасывают. Работают узлы аналогично рычажным моделям, только нет возможности вручную выполнять контрольный слив или опустошение бака бойлера.
Модели без рычага бывают двух исполнений: с крышкой на конце корпуса и глухие. Первый вариант более удобен. При засорении крышку можно открутить для очистки механизма. Глухую модель нельзя проверить на работоспособность и очистить от накипи. Штуцера сброса жидкости у обоих клапанов короткие с одним кольцом нарезки.
Узлы безопасности для больших водонагревателей
На водонагреватели с объемом накопительного бака от 100 л ставят усовершенствованные предохранительные клапана. Работают они аналогичным образом, только дополнительно комплектуются шаровым краном для принудительного слива, а также манометром.
Особое внимание стоит обратить на штуцер отвода жидкости. Он резьбовой. Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом
Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом.
Модели оригинального исполнения
Для любителей эстетики и комфорта производители предлагают узлы безопасности в оригинальном исполнении. Изделие комплектуют манометром, наносят хромированное покрытие, придают элегантную форму. Выглядят изделия красиво, но стоимость их высокая.
Различие по маркировке корпуса
Качественные изделия на корпусе обязательно имеют маркировку. Производитель указывает максимально допустимое давление, а также направление движения воды. Вторая маркировка – это стрелка. Она помогает определить, какой стороной поставить деталь на патрубок бойлера.
На дешевых китайских моделях маркировка часто отсутствует. С направлением жидкости без стрелки разобраться можно. Пластинка обратного клапана должна открываться вверх по отношению к патрубку бойлера, чтобы внутрь бака поступала вода из водопровода. А вот с допустимым давлением без маркировки определиться не получится. При несоответствии показателя узел безопасности постоянно будет течь или, вообще, не сработает в аварийной ситуации.
Другие типы клапанов
Когда пытаются сэкономить на группе безопасности, на водонагреватель пытаются установить подрывной клапан, предназначенный для системы отопления. По функциональности узлы схожи, но есть один нюанс. Подрывной клапан не способен понемногу стравливать жидкость. Механизм сработает, когда избыток давления достигнет критической отметки. Подрывным клапаном можно только стравить всю воду из бака при аварии.
Отдельно стоит рассмотреть установку только обратного клапана. Механизм этого узла наоборот запирает воду внутри бака, не давая ей стечь в трубопровод. При избытке давления рабочая пластина со штоком не способна сработать в обратную сторону, что приведет к разрыву бака.
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.
Преимущества и недостатки клапана
Наличие предохранительного клапана сброса избыточного давления имеет ряд преимуществ:
- Подобная деталь позволяет предотвратить гидравлические удары, резкие перепады давления в отопительной системе.
- Установка клапана позволит избежать образования воздушных пробок в трубах. А это, в свою очередь, способствует нормальной работе контура, и оптимальному прогреву всего помещения.
- Низкая цена на установку также относится к достоинствам.
- Самым важным плюсом является автоматическое срабатывание приспособления, даже, если владелец не замечает показаний на циферблате устройства.
- Клапан довольно просто установить своими руками, не пользуясь помощью специалистов.
- Любой клапан абсолютно неприхотлив в уходе и эксплуатации. Такая деталь не требует частого технического обслуживания.
Однако, ввиду повышенного давления, как на пружину, так и на перегородку, все комплектующие регулярно следует менять (частый износ рабочих поверхностей). Кроме того, данная конструкция не лишена погрешностей при срабатывании клапана.
Защитные отопительные клапаны
Помимо перепускного клапана отопления для нормальной работы системы необходим монтаж других типов регулирующей и защитной арматуры. В процессе работы теплоснабжения может появиться избыток воздуха, произойдет обратное движение теплоносителя. Для предотвращения этих явлений следует заранее предусмотреть монтаж воздушного клапана для отопления и обратного.
Виды защитных клапанов
В зависимости от функционального назначения существует два вида защитных клапанов – для удаления воздуха из системы и предотвращения обратного движения воды в трубах. Без этих элементов работа системы может быть нестабильна, что приведет к нарушению температурного режима, дестабилизации давления и созданию аварийных ситуаций.
- В местах с наибольшей вероятностью появления избыточного давления – после котлов, циркуляционных насосов, на коллекторах;
- На обратной трубе в обязательном порядке монтируется шариковый клапан отопления или его лепестковый аналог. Также необходима установка этого компонента в обвязке циркуляционного насоса;
- В самой высокой точке схемы — для удаления воздуха из системы. На радиаторы и батареи устанавливается кран Маевского.
Защитные клапана не должны ухудшать показатели работы отопительной системы. В первую очередь они устраняют возможные сбои в работе теплоснабжения. В «неактивном» состоянии эти компоненты системы не должны ухудшать скорость движения теплоносителя, влиять на температурный режим.
Воздушный клапан отопления
Во время работы теплоснабжения в трубах и радиаторах могут образовываться воздушные пробки. Причиной этому является большое содержание кислорода в воде, значение температуры теплоносителя свыше +100°С. В результате происходит окисление металлических компонентов, изменяется температурное распределение. Во избежание этих ситуаций необходима установка клапанов для стравливания воздуха из системы отопления.
Принцип работы воздушного клапана
В первую очередь воздушный клапан для теплоснабжения монтируется в группе безопасности вместе со спускным и манометром. В схеме отопления они располагаются на прямой ветке, ведущей от котла. В этом месте наиболее высокая температура теплоносителя, а также максимальные показатели давления. В коллекторной схеме обязателен монтаж спускных клапанов теплоснабжения на каждой гребенке.
- Кран Маевского. Устанавливается в радиатор (батарею) и нужен для удаления воздушных пробок;
- Автоматический воздухоотводчик. Монтируется в самой высокой точке системы, а также в группах безопасности. Через него выходит воздух из системы отопления.
Для последней модели важно соблюдать условия эксплуатации. После долгого простоя велика вероятность, что некоторые подвижные компоненты «залипнут» и тогда воздухоотводчик не сработает
Во избежание этого следует регулярно проводить осмотр конструкции и в случае надобности – заменять на новую.
Обратный клапан отопления
В гравитационных системах и в схемах отопления без циркуляционного насоса всегда есть вероятность изменения направления движения воды. В этом случае возможно повреждение теплообменника котла из-за перегрева, а также выхода из строя других компонентов. Для предотвращения подобных ситуаций монтируется обратный клапан.
Принцип работы обратного клапана
В больших схемах отопления устанавливают шариковый клапан теплоснабжения. Под действием обратного потока воды шар из полимера перекрывает трубопровод, тем самым предотвращая движение теплоносителя. Как только направление изменяется — он под действием гравитации опускается вниз. По такому же принципу работает электромагнитный клапан для системы отопления. Разница заключается в управляющем элементе – для этого используется соленоид или электромагнитная катушка.
Преимущества монтажа электромагнитного клапана в системе отопления заключаются в следующем:
- Возможность подключения к программатору;
- Установка режима срабатывания устройства в зависимости от внешних факторов – температуры или давления;
- Надежность работы.
К недостаткам электромагнитных клапанов в теплоснабжении является их зависимость от подачи электроэнергии. В автономном отоплении применяется пружинный вариант обратного клапана. Напор воды постоянно действует на седло, сдавливая пружину. Как только изменится направление – произойдет автоматическое перекрытие движения теплоносителя.
Выбор
Осуществляя выбор предохранительного клапана, следует учитывать некоторые параметры:
p, blockquote 31,0,0,0,0 —>
диапазон значений, при которых происходит срабатывание клапана (важно учесть параметры вашей системы отопления и исходя из них подобрать устройство);
разновидность клапана — открытый/закрытый (если речь идет об открытом, то здесь теплоноситель будет выводиться в атмосферу, при использовании закрытого — в обратный трубопровод);
допустимая высота, на которую поднимается тарелка ( этот показатель подбирается исходя из пропускной способности).
Прежде чем приобретать и устанавливать предохранительный клапан, следует учесть технические составляющие вашей системы отопления: мощность котла и максимально допустимое давление среды в трубопроводе.
p, blockquote 32,0,0,0,0 —>
p, blockquote 33,0,0,0,0 —>
Принцип действия
На поясняющем рисунке — чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.
Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. 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.
С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.
Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия
Это интересно: Передняя бабка токарного станка по дереву и металлу — устройство, назначение
