Повышенное давление в клапане

При неконтролируемом нагреве воды в котле и трубопроводах теплоноситель может закипеть и перейти в паровую фазу, создавая критический подъём давления в системе. Из-за этого могут возникнуть разрывы контура либо обшивочного материала теплогенератора. Чтобы предупредить подобную аварийную ситуацию, необходимо применение предохранительного клапана сброса давления, который заблаговременно выполняет свою функцию.

Процесс работы аварийного устройства

Многим пользователям закрытых систем отопления известен только один вариант предохранительной арматуры — пружинный клапан сброса давления воды, оснащённый фиксированной настройкой. Эти устройства применяются для установки на разных котлах, так как принадлежат к группе безопасного пользования отоплением вместе с манометрами и воздухоотводчиками.

Агрегаты, которые работают при помощи электроэнергии и газа дополняются предохранительными составляющими прямо с завода. Они находятся внутри корпуса и визуально не обнаруживаются. Следует разобраться в работе аварийного клапана сброса давления:

1. При обычных условиях мембрана, которая крепится к штоку и поддерживается пружиной, плотно находится в седле, тщательно перекрывая отверстие.
2. Перегревание теплоносителя приводит к увеличению его объёма и созданию в системе избыточного давления, которое частично компенсируется при помощи расширительного бака.
3. Когда давление воды поднимается до момента срабатывания клапана (при 3 барах), под его действием пружина сжимается и этим даёт возможность мембране открыть проход. Автоматическое сбрасывание воды происходит до возвращения пружины и мембраны в своё обычное положение.
4. Если возникает аварийная ситуация, владелец дома может самостоятельно сбросить избыточное давление. Для этого нужно повернуть рукоятку, находящуюся в верхней части изделия.

Так называемая группа безопасности, в том числе и сбросной клапан, применяющаяся в закрытом контуре отопления, размещается на подающей линии на расстоянии не более 0,5 м от котла. На этом участке запрещается установка кранов, вентилей и других перекрывающих устройств.

Не следует прочно соединять патрубок сбросного изделия с канализационной системой. По влажным местам определяется срабатывание клапана, если возникли проблемы в контуре (прекращение функционирования расширительного бака или циркуляционного насоса). Такая ситуация возможна при отключении электроэнергии. Бывает, что устройство даёт течь из-за засора между седлом и тарелкой.

Предохранительный клапан для сброса давления в водонагревателе

Виды предохранительных клапанов

Пружинная система, срабатывающая при критически высоком давлении, не может быть абсолютно точной. Иногда действует она с опозданием при температуре в баке котла 100 градусов и выше. Возможно регулирование изделия при помощи винта или изменение настроек колпачком, но это не даст нужного результата.

Аварийное изделие предотвращает поломку котла, но не его перегрев, а сброс теплоносителя не охладит его, если горение в топке продолжается. А также в системах открытого типа применение клапана бесполезно — давление в них не повышается при закипании воды.

Существует много предложений современных разработок изделий, лишённых недостатков, которые были перечислены, например, клапаны теплового сброса. Такие средства срабатывают не при увеличении давления в системе, а при повышении температуры жидкости до критической точки. Существует три вида подобных устройств:

сбросное с дополнением выносного датчика температуры;
комбинированное — с наличием температурного датчика и контурной подпитки;
такое же устройство с функцией прямой установки в трубопроводе.

Все виды работают по единому принципу: приведение пружинного механизма с одной или двумя мембранами в действие при помощи сильфона с термочувствительной жидкостью, которая существенно расширяется при нагревании. Происходит довольно точное реагирование предохранителей теплового сброса на критический уровень температуры.

Защитные клапаны от избыточного давления отличаются способом управления: ручное и автоматическое. Следовательно, регулирование осуществляется вручную или автоматически, когда повышается давление в отопительном контуре.

В соответствии с рабочей средой осуществляют применение водяных и воздушных клапанов. Первыми удаляется избыток жидкости, вторыми сбрасываются лишние газы, завоздушивающие систему отопления. Они обычно применяются на входе в батарею отопления.

При помощи регулируемых устройств со встроенными термостатами меняется пропускная способность, можно приоткрывать или перекрывать отток теплоносителя. Такие также применяются на входе в радиатор.

Сбросной предохранительный клапан в системе отопления

Выбор сбросного изделия

Основной критерий выбора клапана для сброса избыточного давления воды в отоплении обуславливается техническими параметрами, соответствующими отопительной системе и указанными в проектных документах.

Современные закрытые контуры обогрева оснащены обычно латунными предохранителями прямого действия. Их устанавливают в системах, для отопления которых используются дизельные, газовые или электрические котлы.

Как только температура и давление поднялись до критической нормы, клапан мгновенно реагирует, прекращая нагрев теплоносителя и предотвращая аварию. Сбросные изделия устроены с расчётом на превышение давления до 3−6 бар.

Выбирая предохранитель для системы, отапливаемой дизельным, газовым или электрическим котлом, следует обратить внимание на устройство, которое будет выдерживать давление в контуре, на 30% превышающее обычное. Для котлов, которые отапливаются торфом, брикетами или углем, следует внимательно подбирать вид сбросников, так как твёрдое топливо не способно моментально прекратить горение.

Для них хорошо подойдёт использование предохранительных клапанов теплового сброса, которые выполняют свои функции до максимального давления 10 бар. Это же касается и твердотопливных агрегатов с открытыми отопительными системами, в которых такие изделия работают эффективнее всего и реагируют на повышение температуры, а не давления.

Нежелательно приобретать недорогое оборудование китайского производства, отличающееся низким качеством и коротким сроком службы. Износ устройства определяется повышенным количеством его срабатываний.

Установка автоматического воздухоотводчика для сброса воздуха

Особенности установки

При установке сбросного клапана для воды следует учесть не только его характеристики, но и работу, выполняющуюся расширительным баком. Если он не отреагирует на повышенное давление в системе, должен сработать предохранитель для выхода лишней жидкости. Соблюдая правила установки, расположение клапана должно быть на расстоянии 30−40 см от выходного патрубка котла, а между ними встраивается манометр. Его показания служат информацией о состоянии отопительного контура. Правила установки сбросного клапана:

1. Перед устройством запрещено устанавливать запорное оборудование — задвижки, краны и т. д.
2. Для удаления лишней воды на выходной патрубок клапана ставится трубка для слива. Для этого можно использовать соединение с обраткой или канализацией.
3. Предохранительный клапан должен стоять в самой верхней точке замкнутой системы отопления.

Кроме этого, следует регулярно проверять рабочее состояние механизма. У пружинных моделей может произойти спайка тарелки со стенками корпуса. Это действует на превышение отметки максимального давления, влияющего на своевременное срабатывание клапана в отопительной системе, из-за чего устройство может не открыть отверстие для выхода жидкости.

Зачастую это касается условий эксплуатации сбросного предохранителя для отопления, а не принципа его работы. Но даже при тщательном выполнении установки возможно нестабильное функционирование изделия. При частом срабатывании аварийного устройства (6−8 раз) рекомендуется замена его. Это означает, что механизм пришёл в негодность — износились пружина и тарелка. Устанавливая предохранительный клапан, следует учитывать:

насколько соответствуют его технические характеристики эксплуатационным;
правильное подсоединение;
при монтаже стоит пользоваться традиционной паклей для труб, лента ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал) не выдерживает температурного воздействия, из-за чего может возникнуть течь.

Важно знать, если клапан подтекает, нельзя ставить на него заглушку. Это приведёт к аварийной ситуации. Следует приобрести новое устройство, соответствующее рабочему давлению воды, и заменить старое.

Ход работы по монтажу

Все изделия, предназначенные для сбрасывания избыточного давления, укомплектованы инструкцией по монтажу, требующей внимательного изучения перед началом установочных работ. Сначала следует отключить прибор от сети и слить воду. Последовательность выполнения монтажа:

удалить часть трубы, размер которой равён длине корпуса устройства;
нарезать резьбы на концах труб;
покрыть их паклей или ФУМ-лентой;
накрутить клапан на часть трубы с резьбой;
ко второму патрубку изделия подсоединить шланг, который будет направлен в канализацию;
затянуть соединения при помощи разводного ключа;
выполнить герметизацию специальной пастой;
настроить прибор соответственно паспортным значениям.

Чтобы продлить срок эксплуатации любой системы отопления, следует включить в неё защитную группу, состоящую из предохранителя, манометра и развоздушивающего клапана. Желательно установить ещё термодатчики, выполняющие отключение нагревательного оборудования или включение дополнительной системы охлаждения при критическом повышении температуры теплоносителя.

Рекомендации специалистов

Предохранительное устройство со стандартными техническими характеристиками может давать течь даже при небольшом давлении в системе. Эта проблема устраняется способом чистки деталей корпуса. Предварительно изделие следует демонтировать, затем положить в ёмкость с уксусом на 3 часа. Потом тщательно промыть водой и установить на прежнее место, обработав соединения спиртом.

Если клапан продолжает пропускать воду, вероятнее всего, засорилась резиновая прокладка, которая опирается на седло. Лучше будет сделать замену, чем подвергнуть очистке, не деформируя её.

Некоторых потребителей одолевают сомнения по поводу прочности и надёжности запорных изделий с применением пластика. Действительно, они отмечаются более коротким сроком службы, поэтому лучше приобрести с металлическими составляющими. Такие предохранители стоят дороже, но функционируют намного дольше.

Источник

Янв
20
2014

Гидравлические клапаны (гидроклапаны) давления – регулирующие гидроаппараты, предназначенные для управления давлением рабочей жидкости в гидроприводе. К ним относятся напорные (предохранительные и перелевные), редукционные клапаны, клапаны разности давления и другие.

В гидроприводе строительных и дорожных машин наибольшее распространение получили напорные клапаны, например, в гидроприводе полноповоротного экскаватора устанавливают от 8 до 14 напорных клапанов, в гидроприводе стрелового самоходного крана – от 4 до 12, в гидроприводе погрузчика – 4…5.

Напорные клапаны предназначены для ограничения или поддержания давления в гидролиниях путем непрерывного или эпизодического слива рабочей жидкости. В зависимости от функционального назначения их принято делить на предохранительные и переливные, несмотря на идентичность конструкций.

Предохранительные клапаны используются для защиты гидропривода от сверхустановленного давления рабочей жидкости путем слива жидкости в моменты увеличения этого давления. Это клапаны эпизодического действия, т. е. при нормальных давлениях они закрыты и открываются лишь при давлении рабочей жидкости в гидросистеме, превышающем установленное.

Переливные клапаны поддерживают заданное давление благодаря непрерывному сливу жидкости во время работы. Их широко применяют в гидроприводах с дроссельным регулированием.

Напорные клапаны различают по следующим признакам:

· по конструкции запорно-регулирующего элемента – шарикового, конического и золотникового типа;
· по воздействию на запорно-регулирующий элемент – прямого и непрямого действия.

В клапанах прямого действия открытие запорно-регулирующсго элемента (образование рабочего проходного сечения) происходит в результате непосредственного воздействия потока рабочей жидкости на этот элемент. С ростом номинального давления и расхода резко увеличиваются усилия и размеры пружин клапанов прямого действия, что ведет к возрастанию габаритов самого клапана. Поэтому в гидроприводах с высоким давлением (более 25 МПа) чаще всего применяются клапаны непрямого действия (двухкаскадныс клапаны), представляющие собой совокупность двух клапанов: основного (второй каскад) и вспомогательного (перный каскад). В этих клапанах рабочее проходное сечение основного клапана изменяется в результате воздействия потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент вспомогательного клапана.

Схема напорного клапана прямого действия привсдсна на рис. 2.1. В корпусе 2 (а) имеются каналы для подсоединения клапана к гидролинии, в которой требуется ограничить давление, а также канал для подсоединения к сливной гидролинии. В корпусе размещены запорно-регулирующий элемент 1 шарикового типа, пружина 3 и регулировочнй винт 4. Запорно-регулирующий элемент (шарик) под действием усилия пружины прижимается к седлу и закрывает рабочее окно клапана, При повышении давления в защищаемой клапаном гидролинии на шарик будет действовать сила давления жидкости, превышающая усилие пружины. Шарик отойдет от седла и пропустит часть жидкости на слив, ограничивая давление в гидролинии. Давление настройки клапана регулируется изменением усилия пружины с помощью винта.

Повышенное давление в клапане

1 – шарик; 1’ – золотник; 2 – корпус; 3 – пружина; 4 – регулировочный винт

Рисунок 2.1. Схема напорного клапана прямого действия шарикового (а) и золотникового (б) типа и условное обозначение (в)

Такая конструкция проста и надежна в работе, не требует точной подгонки шарика к седлу, малочувствительна к загрязнению рабочей жидкости. Однако шариковые напорные клапаны применимы лишь при относительно небольших давлениях и кратковременном действии, так как при длительной работе шарик вследствие вибрации неравномерно вырабатывает (разбивает) седло клапана. Поэтому данные клапаны используют в качестве предохранительных в гидросистемах низкого давления, поскольку в этом случае клапан работает эпизодически.

В качестве переливных клапанов по этой причине применяются, как правило, клапаны с запорно-регулирующим элементом золотникового типа, схема одного из которых приведена на рис. 2.1, б.

Рассмотрим одну из схем напорного клапана непрямого действия (рис. 2.2, а). В корпусе 1 размещен основной клапан конического типа 7, выполненный вместе с поршнем 6. Вспомогательный клапан, управляющий основным, содержит шарик 2, пружину 3 и регулировочный винт 4. Напорная полость А с помощью дросселя 8 соединяется с рабочей полостью Б вспомогательного клапана и полостью Г основного клапана для уменьшения усилия пружины 5. Полость В через канал Д соединяется со сливной гидролинией.

При давлении в напорной гидролинии и полости А, меньшем давления настройки, шарик под усилием пружины 3 закрывает рабочее проходное сечение вспомогательного клапана. При этом давление в полости Г основного клапана равно давлению в полости А, а так как эффективные площади поршня со стороны полостей А и Г выбираются равными, то суммарное усилие на клапан, создавасмое давлением жидкости, будет равно нулю. Рабочее проходное сечение основного клапана под действием пружины 5 будет закрыто.

Повышенное давление в клапане

а – схема; б – условное обозначение

Рисунок.2.2. Напорный клапан непрямого действия

При давлении рабочей жидкости в полости А больше допустимого увеличивастся давление в полости Б. При этом открывается шариковый клапан и рабочая жидкость поступает в полость В и по каналу Д в сливную гидролинию. Появление расхода жидкости через дроссель и вспомогательный клапан приводит к уменьшению давления в полости Г основного клапана. Под действием давления в полости А поршень сместится вверх и откроет рабочее окно основного клапана. При этом давление в напорной гидролинии и полости А падает, поршень смещается вниз и клапан закрывается.

Величина давления настройки клапана непрямого действия определяется усилием пружины 3, которое изменяется с помощью регулировочного винта 4.

В зависимости от последовательности установки и срабатывания предохранительные клапаны условно разделяются на первичные и вторичные.

Первичные клапаны обычно устанавливают в напорной гидролинии насоса или в напорной секции гидрораспределителя. Они предохраняют насос от сверхустановленных давлений, обеспечивают его разгрузку.

Вторичные клапаны устанавливают в гидролинии после гидрораспределителя или прикрепляют на корпусе гидрораспределителя к его рабочим отводам. Эти клапаны предохраняют гидродвигатели и другие гидроагрегаты от сверхустановленных давлений, возникающих от реактивных или инерционных нагрузок в гидродвигателях. Конструкции гидроклапанов давления отличаются большим разнообразием.

Повышенное давление в клапане

Предохранительный клапан, установленный в гидросистеме, предназначен для защиты насоса и гидроцилиндра от перегрузки. При увеличении частоты вращения двигателя клапан ограничивает подачу рабочей жидкости в гидросистему и давление в ней. Клапан отрегулирован на давление 12,5МПа и опломбирован. В корпусе 5 предохранительного клапана установлен золотниковый клапан (гильза 11, золотник 13, пружина 12) и шариковый клапан с шариком 16.

1 — колпак;
2 — регулировочный винт;
3,12 — пружины;
4 — гайка;
5 — корпус;
6,14,18 — уплотнительные прокладки;
7 – пробка (заглушка технологического отверстия);
8 — седло клапана;
9 — заглушка клапана;
10 — уплотнительное кольцо;
11 — гильза;

12 — пружина;
13 — золотник;
15 — седло клапана;
16 — шарик клапана;
17 — гайка;
I — полость, сообщающаяся с напорной гидролинией;
II,II — каналы, сообщающиеся со сливной гидролинией;
IV — канал;
VI — канал, соединенный с гидравлическим рулевым механизмом (гидрорулем);
VIII — канал, соединенный с напорной гидролинией (насосом гидросистемы);
V,VII — дроссельные отверстия;

Действие предохранительного клапана. Рабочая жидкость подается в полость VIII и, пройдя дроссельное отверстие VII, поступает к гидравлическому рулевому механизму. С увеличением расхода через дроссель VII увеличивается и давление в полостях VIII и I. При определенном (расчетном) расходе давление в полости I достигает такой величины, что сила, действующая на торец золотника 13, превышает сопротивление пружины 1, золотник смещается вправо (по рисунку) и открывает окна в гильзе 11. Рабочая жидкость проходит в полость II, соединенную со сливной гидролинией. В дальнейшем с увеличением подачи жидкости в полость VIII расход через дроссель VII увеличивается незначительно, а излишек жидкости поступает в сливную гидролинию. Таким образом, ограничивается подача жидкости к гидрорулю.При увеличении давления в полости VI увеличивается давление и в связанной с ней через дроссель V полости IV. При определенном давлении в полости IV открывается шариковый предохранительный клапан и жидкость из этой полости поступает в полость II. После этого увеличение давления в полости IV прекращается. Давление в полости VI и в связанных с ней полостях VIII и I продолжает увеличиваться, пока не достигнет величины, обусловленной сопротивлением дросселя V расходу, созданному клапаном 16. Одновременно золотник 13, преодолевая усилие пружины 12,занимает положение, обусловленное перепадом давления жидкости в полостях I и IV, открывая окна в гильзе 11 на величину, обеспечивающую сброс избыточного давления. Таким образом, ограничивается давление в системе рулевого управления. Давление регулируется винтом 2.

By VoV@ •
Мастеру гидравлику •
• Tags: гидравлика

Источник