Предохранительный клапан для водонагревателя. Принцип работы

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.

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

Первый этап – давление в норме
Давление в объекте и в клапане равно рабочему, при этом клапан закрыт плотно.
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.
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.
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.
Пятый этап – закрытие клапана
При достижении рабочего давления клапан плотно закрывается и протечка среды уменьшается.

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.

Видео работы клапана предохранительного пружинного с канала СтройНефтеГаз

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.

Клапана

Для паровых котлов

Для паровых котлов
Для водогрейных

-16%

Сравнить

Закрыть

Клапаны Т-31МС Ду50

руб.50,000.00 руб.42,000.00

Клапан предохранительный Т-31МС Ду50 используют в промышленной отрасли, теплоэнергетике и коммунальном хозяйстве для защиты паропроводов и котлов в целом от повреждений и разрывов из-за превышения норм рабочего давления среды. Разработан заводом ТКЗ для комплектации паровых котлов.

Добавить в избранное

Добавить в заказ

Быстрый просмотр

-19%

Сравнить

Закрыть

Клапаны Т-131МС Ду50

руб.58,000.00 руб.47,000.00

Клапан предохранительный пружинный Т-131МС Ду50 предназначен для защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого повышения давления посредством сброса избытка рабочей среды. Разработан заводом ТКЗ для комплектации паровых котлов.

Добавить в избранное

Добавить в заказ

Быстрый просмотр

-13%

Сравнить

Закрыть

Клапаны Т-32МС Ду80

руб.57,000.00 руб.49,800.00

Клапан предохранительный Т-32МС используют для предотвращения повреждений и разрушений элементов технических систем за счет сброса избытка давления среды в трубопроводе. Разработан заводом ТКЗ для комплектации паровых котлов.

Добавить в избранное

Добавить в заказ

Быстрый просмотр

Загрузить предыдущие товары

Загрузить следующие товары

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.

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.

Зачем нужны клапаны на батареях

На радиаторах и батареях контура тоже устанавливаются клапаны, но их основная функция – удаление воздуха из системы.

Установленный клапан для радиатора отопления может быть ручным и автоматическим. Ручной клапан открывается и закрывается вручную с помощью ключа и отвертки.

Автоматический клапан на батарее отопления не требует оперативного вмешательства человека. Он прекрасно удаляет воздух, но его главный недостаток заключается в чувствительности к засорениям из-за загрязненности теплоносителя. Чтобы удалять растворенный воздух из теплоносителя и очищать его от грязи и шламов рекомендуется установка воздушных сепараторов.

Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?
Популярный напольный газовый котел российского производства
Как грамотно спустить воздух из радиатора отопления?
Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия
Газовый двухконтурный настенный котёл Навьен: коды ошибок при неисправности

Рекомендуем к прочтению

Байпас в системе отопления — что это такое и зачем он необходим? Расширительный мембранный бак системы отопления: устройство и функции Как безошибочно выбрать расширительный бак для отопления? Терморегулятор отопления — принцип работы разных видов

Копирование материалов сайта запрещено. Любое нарушение авторских прав влечет за собой юридическую ответственность. Контакты

Основные типы клапанов и их предназначение

Все предохранительные изделия могут отличаться между собой по целому ряду параметров, в зависимости от конструкционных особенностей, а именно:

По типу замыкающего клапана:
двухпозиционный.
По высоте подъема замыкающего органа:
среднеподъемные;
полноподъемные.
В зависимости от типа нагрузки на золотник:
рычажные;
рычажно-пружинные;
магнитно-пружинные.

Также предохранительные клапаны могут отличаться по характеру работы и представлять собой устройства прямого или непрямого действия. Первые считаются классическими предохранительными механизмами, а вторые относятся к классу импульсных приборов. Наиболее часто используемая в промышленности модификация – это угловой предохранительный дроссель пружинного типа.

Высокое давление (вернее его избыток) может возникать в системе по разным причинам, вызванным физическими внутренними процессами или же другими внешними факторами, такими, например, как:

неисправности в работе оборудования;
нежелательное поступление тепла извне;
ошибки при сборе тепломеханической схемы. Предохранительный клапан зачастую устанавливается в тех местах, где существует вероятность возникновения таких осложнений. Данные устройства совместимы практически с любым оборудованием, но наиболее востребованы они при использовании с бытовыми или промышленными резервуарами, работающими в условиях высокого давления.

Как выбрать новое изделие

Необходимость покупки нового гидроклапана может возникнуть в следующих случаях:

вы покупаете бывший в употреблении бойлер без комплектующих устройств;
при переносе водонагревателя на другое место клапан потерялся;
клапан неисправен и его нельзя починить.

Если сохранилась документация на устройство, то проблем по покупке нового нет. Главным критерием при подборе является давление настройки предохранительной части, которое указано в инструкции по эксплуатации. Такой параметр обычно указывается на корпуса в МПа, например 0,7 МПа, это 7 Бар или атмосфер. Осталось только подобрать изделие с подходящими размерами резьбы, чтобы они соответствовали резьбе на бойлере.

Предохранительные клапана для бойлеров больших объемов Источник stroychik.ru

В том случае, когда документации нет, и старый клапан отсутствует, то выбрать новый немножко сложнее. Прежде всего, надо попробовать найти в Интернете по обозначению устройства его технические данные. Если это не удалось сделать, может быть табличка с обозначением стерлась или отпала со временем, то лучше поставить гидроклапан с регулировкой на небольшое давление, например 0,8 МПа.

Если этого недостаточно, и ваш клапан постоянно срабатывает и сбрасывает воду, не давая ей нагреться, то тут два выхода. Или уменьшите температуру нагрева, или поменяйте его с более высоким уровнем настройки. Как вариант в этом случае можно использовать перепускной клапан в комплекте с обратным. Он имеет ручную регулировку и с его помощью можно подобрать необходимые параметры рабочего давления.