Как выбрать правильный клапан аварийного сброса избыточного давления для воды?

Устройство и принцип работы в зависимости от вида

Рычажно-грузовой

Рычажные предохранительные клапаны применяются исключительно в промышленных системах, рассчитаны на большие нагрузки и диаметр трубопровода свыше 200 мм.

Навешенный на рычаг груз, оказывает давление на шток. При превышении силы, которую оказывает давление в системе с одной стороны, над силой, которую оказывает груз с другой стороны, шток открывается, выпуская теплоноситель или пар. Как только силы давления внутри системы становится недостаточно (оно не достигает критической отметки), шток под весом груза на рычаге перекрывает систему.

Таким образом, критическое давление, при котором необходимо произвести сброс, регулируется длинной рычага и весом на нем.

Пружинный

Более современным и более дешевым является пружинный предохранительный клапан. Он не уступает по эффективности рычажно-грузовому, надежен и имеет компактные габариты, поэтому широко используется в системах индивидуального отопления частных домов.

Работает пружинный сбросной клапан по такому же принципу, только вместо груза на шток воздействует пружина:

• со внутренней стороны на затвор устройства оказывает давление поток воды или пар;
• с другой стороны золотник, прижатый штоком, на который воздействует пружина;
• давление в системе превышает прижимную силу пружины, шток золотника поднимается вверх, происходит разгерметизация;
• теплоноситель или пар выходит через выпускной патрубок;
• давление внутри системы снижается и становится ниже прижимной силы пружины, которая снова перекрывает затвор, возвращая механизм в исходное положение.

Существуют как рассчитанные на конкретное давление (например, 3, 6 или 8 бар), так и регулируемые клапаны, критическое давление для сброса в которых устанавливается при монтаже. Также они могут быть открытыми или закрытыми. Первые сбрасывают воду или пар во внешнюю среду, закрытые клапаны – в подключенный к ним трубопровод.

Клапаны теплового сброса

Пружинные предохранительные клапаны также несовершенны. Помимо того, что работают они исключительно в закрытых системах (т.к. кипение теплоносителя в системе с открытым расширительным баком может происходить без повышения давления), пружинные механизмы срабатывают, когда температура теплоносителя уже превысила существенную отметку – свыше 95-100°C.

Наиболее эффективным, но крайне дорогостоящим является клапан теплового сброса, реагирующий на повышение температуры теплоносителя, а не давления в системе. Принцип работы заключается во все той же мембране, которая контролируется пружиной, но приводится в действие он не напором потока воды, а термочувствительной жидкостью, существенно расширяющейся при нагревании от теплоносителя.

Примерная цена

Цены на подобные устройства зависят от их рабочих характеристик, материала изготовления фирмы — изготовителя. Так, например латунное изделие можно приобрести за 12 — 20 $, стоимость клапана из нержавейки в зависимости от диаметра может доходить до 250 $.

Рычажно-грузовой клапан

Рычажно – грузовой клапан состоит из корпуса с фланцами свходным  и выходным патрубками, седлом.

На корпусе указывается направление среды под углом, допустимое давление, на котором будет установлен клапан.

На трубопроводе, подающем, подводящим среду к клапану не допускается установка запорной арматуры, а отводящий патрубок должен отводиться на такое расстояние, чтобы исключить попадание на обслуживающий персонал, находящийся вблизи этих агрегатов, устройств конструкции и так далее.

Корпус закрывается крышкой. Которая крепится  к корпусу непосредственно, при помощи болтов, как показано на рисунке ниже.

Внутри корпуса находится клапан, тарелка которого, входит при помощи направляющей внутрь подводящего патрубка и садится плотно на седло, о котором мы уже вели разговор.

• • 
  • 

• 
• 

К тарелке клапана или затвору прикрепляется шток. Крепление производится при помощи шплинта. Установка его производится таким образом, как показано ниже.

Далее, вводится, соответственно затвор в корпус и устанавливается крышка. Между крышкой и штоком тарелки сальник уплотнения отсутствует, так как нет необходимости в этом.

• • 
  • 

• 
• 

На крышке корпуса имеются стойки с винтами для фиксации удерживающий шток. И, соответственно, направляющие в виде дуги, которые исключают чрезмерный подъём рычага при открытии клапана.

Установка самого рычага осуществляется таким образом, чтобы вот выемка встала на вырезе треугольника штока.

• • 
  • 
  • 

• 
• 
• 

Затем вставляется шток с горизонтальными вырезами для винтов.Выемка фиксируется узелочком, чтоб по центру стал рычаг.

• • 
  • 
  • 

• 
• 
• 

Затем производится фиксация этой детали винтамис контргайками, чтоб исключить ее перемещение в ту или иную сторону.

Вся конструкция в собранном состоянии показана на рисунке ниже.

И при установке на трубопровод, резервуар, ёмкость, котёл и так далее фланец, подводящий среду к клапану, непосредственно крепится к трубопроводу. Нужно принять во внимание, что на этом подводящем трубопроводе, арматура не должна устанавливаться.

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.