0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Предохранительный клапан

Отопительные системы заполняются водой, температура которой равна примерно 15 градусам. Циркулируя по замкнутому контуру, теплоноситель нагревается, значительно увеличиваясь в объеме. В это время существенно повышается давление, оказываемое на внутреннюю поверхность труб и установленные в системе приборы.

По принципу удаления излишнего теплоносителя предохранительные клапаны могут быть:

  • открытого типа, работающие без применения противодавления и сбрасывающие излишнюю жидкость за пределы системы;
  • закрытого вида, сброс теплоносителя происходит в трубопровод, работают с применением противодавления.

Величина пропускной способности предохранительных клапанов определяется высотой перемещения золотника. По этому параметру они подразделяются на:

  1. малоподъемные, имеющие высоту подъема золотника, равную 0,05 величины диаметра седла, в основном применяются в системах, где рабочая среда – жидкая, не нуждающаяся в значительной пропускной способности;
  2. полноподъемные предохранительные клапаны обладают высотой подъема золотника, равной величинам, превышающим 0,25 диаметра седла. Данная арматура применяется в системах с газообразной рабочей средой и открывается она на полный ход золотника. Эти клапаны могут изготавливаться как с приспособлением для его ручного открывания, так и без него.

Использование предохранительного клапана для системы отопления является необходимым условием безопасной эксплуатации закрытых отопительных систем, не позволяющим критическому повышению давления теплоносителя разрушить работающее отопительное оборудование.

Устройство предохранительного клапана

Основной корпус клапана изготавливается из латуни методом горячей штамповки. Конструкция этого устройства относительно проста и состоит из нижеперечисленных составных частей:

  • Корпус;
  • Регулирующий вентиль (ручной регулятор);
  • Мембрана запирающая;
  • Центральный рабочий шток;
  • Пружина.

Принцип функционирования клапана заключается в работе центральной пружины и мембраны, которая при сверхнормативных показателях давления сжимается и обеспечивает выход излишков пароводяной смеси через специальное отверстие для сброса. При нормальных же показателях уровня давления запирающая мембрана, выполненная из эластичных полимерных материалов, плотно прилегает к соединительному отверстию с подающим трубопроводом. Регулятор, расположенный в верхней части устройства, позволяет точно устанавливать необходимые показатели работы клапана. В некотором смысле принцип работы клапана схож с функциональностью расширительного бака. Наличие подтеков воды в районе установки предохранительного клапана свидетельствуют о его срабатывании.

Виды и особенности конструкции клапанов для отопления

В настоящее время для работы перепускных клапанов применяются два различных по своей сути принципа работы – пружинный и рычажно-грузовой. Последний чаще всего используются для больших магистралей центрального отопления. Рассмотрим специфику работы каждого из них.

Пружинные клапана

Этот сбросной предохранительный клапан системы отопления устанавливается в частных домах и квартирах.

Принцип действия этого механизма заключается в следующем. Поток жидкости воздействует на затвор капана, движение которого ограничивается пружиной. Как только значение давления превысит силу сжатия пружины – шток поднимется вверх. В результате этого теплоноситель поступит в выходной патрубок. После стабилизации внутреннего объема воды пружина клапана предохранительного для котла отопления вернет затвор в исходное положение. В итоге поток теплоносителя перестает поступать в выходной патрубок.

Рычажно-грузовой клапан

Такой тип сбросного предохранительного устройства применяется для трубопроводов больших диаметров (от 200 мм). В нем вместо пружины усилие на шток оказывает груз с различной массой.

Перед тем как подобрать предохранительный клапан для системы отопления с подобной конструкцией, необходимо ознакомиться со спецификой его эксплуатации. Прежде всего – это грубая настройка критического значения давления. Сделать это можно изменяя массу на внешнем рычаге. У пружинных моделей это можно сделать провернув регулирующий колпачок. Причем минимальное изменение значения давления может составлять 0,2 бар.

С ручкой спуска

Одним из самых распространенных вариантов обратных клапанов, которыми оснащают водонагреватели, является клапан с ручкой спуска. Расскажем вкратце о его устройстве и принципе действия.

В конструкции обратного клапана с ручкой спуска имеются следующие элементы: корпус, штуцер для сброса воды, рукоятка принудительного сброса давления, пружина предохранительного клапана и пружина обратного клапана.

Под воздействием давление воды происходит сжатие пружины обратного клапана, в результате чего тарельчатый клапан поворачивается и открывает воде доступ в резервуар. После того как набирается достаточно воды, обратный клапан возвращается в исходное положение.

Ручка спуска нужна для того чтобы в случае необходимости осуществлять принудительный сброс давления внутри системы. Как только давление превышает допустимый максимум, приводится в действие предохранительный клапан, через который происходит сброс излишков воды, благодаря чему давление нормализуется.

Дыхательные клапаны: тонкости проектирования

О клапанах в целом

Дыхательную арматуру устанавливают на стационарной кровле резервуаров с целью обеспечения проектных величин внутреннего давления и вакуума. Дыхательную арматуру выполняют в виде дыхательных клапанов для регулирования избыточного и вакууметрического давления (вакуума), предохранительных клапанов, а также в виде вентиляционных патрубков или проемов.

В общем случае клапаны различаются по типу затвора — с механическим и гидравлическим затвором. Первые используют в качестве дыхательных и предохранительных, вторые — только в качестве предохранительных, что связано с объективным недостатком таких клапанов — потерей жидкости гидрозатворов при работе.

Читать еще:  Отопление дома газовыми баллонами: необходимый расход топлива

Требованиями нормативной документации предусматривается установка предохранительных клапанов, настроенных на повышенные давление и вакуум срабатывания в количестве, равном количеству дыхательных клапанов с целью дублирования последних при приемо-раздаточных операциях, а также в аварийных случаях. Предохранительный клапан настраивают на повышенное давление и пониженный вакуум на 5-10 % по сравнению с дыхательным. Также устанавливают предохранительные клапаны если имеется возможность отказа газоуравнительной системы или возможность поступления в резервуар недегазированной нефти.

Минимальная пропускная способность дыхательных и предохранительных клапанов, вентиляционных патрубков определяется в зависимости от максимальной производительности приемо-раздаточных операций, включая аварийные ситуации.

Монтаж дыхательной и вентиляционной аппаратуры производится при помощи установочных фланцев, имеющих присоединительные размеры фланцев, рассчитанных на давление 0,16-0,25 МПа. В настоящее время корпусы дыхательных и предохранительных клапанов выполняют из алюминиевых сплавов для легкости монтажа.

С учетом значительных ветровых нагрузок на дыхательную и вентиляционную аппаратуру, при некоторых условиях эксплуатации, корпуса и погодные кожуха выполняют для создания минимального гидравлического сопротивления обтекаемой формы. С целью увеличения устойчивости и снижения вероятности повреждения узла врезки монтажного патрубка в крышу резервуара установка оборудования ведется с помощью симметричного размещения растяжек. На оборудовании их закрепляют при помощи деталей предназначенных для транспортировки.

При проектировании
Как посчитать?

При проектировании дыхательного оборудования (дыхательных и предохранительных клапанов) необходимо выполнить расчет минимальной пропускной способности дыхательных и предохранительных клапанов в зависимости от максимальной производительности приемораздаточных операций (включая аварийные условия) по
следующим формулам:

пропускная способность клапана по внутреннему давлению, м3/ч Q = 2,71 M1 + 0,026 х V;
пропускная способность клапана по вакууму, м3/ч. Q = М2 + 0,22 х V;
где M1 — производительность залива продукта в резервуар, м3/ч;
М2 — производительность слива продукта из резервуара, м3/ч;
V — полный объем резервуара, включая объем газового пространства под стационарной крышей, м3.
В данной методике свойства продукта учтены в коэффициенте 2,71 (см. формулу 1), однако этого может быть недостаточно. При закачке в резервуар продуктов с высокой (выше 60°С) температурой, недегазованной нефти, продуктов с высоким давлением насыщенных паров рекомендуем перепроверить максимальный расход паро-воздушной смеси по методике, описанной в , учитывающей все свойства и характеристике закачиваемого продукта и резервуара. Клапаны необходимо выбирать по большей пропускной способности, полученной в расчетах.

Как выбрать патрубок?

В каталогах производителей резервуарного оборудования указывается производительность клапанов в зависимости от условного диаметра патрубка. При этом реальная пропускная способность ограничивается конструкцией клапана, от диаметра патрубка же зависит только скорость потока паровоздушной смеси в нем, которая не регламентируется и не ограничивается в ПБ и ГОСТ.
Однако, установка клапанов на патрубки небольшого диаметра (до 350 мм) нежелательна. Клапан типа КДС-1500 имеет немалую высоту (до 1700 мм вместе с патрубком), большую парусность и высокий центр тяжести, что в совокупности способно оказывать большие нагрузки на патрубок монтажный при сильном ветре и, со временем, даже повредить крышу.
Поэтому конструкторы завода «Поршень» рекомендуют Вам устанавливать клапаны на патрубки условного диаметра не менее 350 для КДС-1500К и не менее 500 для КДС-3000К.

Не забыть предусмотреть растяжки.
В связи с высокой нагрузкой, оказываемой клапаном через патрубок монтажный на крышу резервуара при сильном ветре, производители клапанов рекомендуют дополнительно фиксировать клапаны растяжками, закрепляемыми на крыше резервуара и транспортировочных проушинах сверху клапана.

Диск отражатель

Диски-отражатели (ОТР) применяются для снижения потерь от испарения нефти и нефтепродуктов в резервуаре и сокращения загрязнений окружающей среды. Диск- отражатель используется в комплекте с дыхательными клапанами и сокращает выбросы паров товарного продукта в среднем на 2-4%.
Входящий и исходящий вертикальные воздушные потоки благодаря «зонтику» диска- отражателя переводятся в горизонтальную плоскость в верхней части воздушного пространства резервуара. Таким образом, в дыхании резервуара участвует только верхний слой воздуха с минимальным содержанием паров товарного продукта.
Использование ОТР рекомендовано ПБ03-605-03, пункт 8.2.4.

Аварийный клапан

Аварийный клапан КА-500 , предназначенный для работы на высоких расходах воздуха до 30 000 м3/ч. Он необходим на некоторых технологических резервуарах и в случаях перестраховки при проектировании.
Аварийный клапан спасает резервуар при:
— выходе из строя дыхательных клапанов;
— вскипании подтоварной воды при пожаре;
— других аварийных ситуациях, вызывающих резкое возрастание давления/вакуума.
Встроенный сигнализатор срабатывания оповещает о том, что КА-500 предотвратил аварийную ситуацию
Простота конструкции обеспечивает гарантированное срабатывание и низкую себестоимость содержания — осмотр клапана производится без демонтажа его частей и занимает не более 5-ти минут.

Итоги

На резервуарах, не оборудованных понтонами, должны быть установлены дыхательные клапаны КДС.
Расчет производительности клапанов производится по ПБ 03-605-03 исходя из максимальной производительности закачки/выкачки продукта и объема резервуара.
Дыхательные клапаны должны быть дублированы предохранительными клапанами с той же производительностью, настроенными на давление срабатывания, на 5-10% большее, чем давление срабатывание дыхательных клапанов.
Рекомендуется оснащать клапаны дыхательные дисками отражателями ОТР.

Читать еще:  Выкидывает тосол из расширительного бачка

Нормативная документация
1. ПБ 03-605-03 Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов.
2. ГОСТ Р 52910-2008 Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия
3. ПБ 03-381-00 Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов
4. ГОСТ 1510-84 Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
5. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы
6. ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб
7. ПБ 09-560-03. Правила промышленной безопасности нефтебаз и складов нефтепродуктов
8. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов.
Учебное пособие для ВУЗов. — Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. — 658 с.

Важность исправной работы клапана

Если в водонагревательной системе не установлен предохранительный клапан, это может привести к печальным последствиям, вплоть до произвольного самовозгорания бойлера. Рассмотрим несколько ситуаций:

  • Прибор не будет работать исправно, даже если в водопроводной системе присутствует постоянное давление. Связано это с тем, что при нагревании вода способна расширять емкость, в которой она находится, следовательно, и давление в приборе будет расти.

В какой-то момент, давление превысит норму и при отсутствии клапана, начнется сброс нагретой воды в трубы. Это приведет к сбоям и возможной поломке в водопроводной системе.

  • Также может возникнуть ситуация, при которой давление в трубах резко упадет, и вода вообще исчезнет. В этом случае, при отсутствии клапана, нагревательные элементы будут греть пустой бойлер, что приведет к их быстрому перегоранию. Некоторые мастера в такой ситуации возлагают надежды на автоматику бойлера, однако и автоматика может дать сбой.
  • И еще один пример критической ситуации. При поломке терморегулятора на бойлере может возникнуть непоправимое. Вода будет постепенно нагреваться, и, не получая выхода из емкости, она достигнет максимального предела кипения – 100 градусов. Произойдет мгновенное образование большого количества пара, и в результате взрыв.

Поэтому не стоит пренебрегать установкой предохранительного клапана, чтоб не возникло критических ситуаций в работе водонагревателя.

Обычно электрические водонагреватели комплектуются предохранительными клапанами, но нередки ситуации, когда требуется отдельная покупка и установка клапана

Виды предохранительных клапанов

Описанная выше традиционная подрывная конструкция несовершенна. Пружинный механизм, приводимый в действие чрезмерным давлением, не отличается точностью и может сработать с опозданием, когда температура в котловом баке достигла 100 °С и выше, то есть, началось кипение. Конечно, можно пытаться регулировать изделие винтом или менять настройки (есть версии с регулировочным колпачком), но это не всегда дает нужный эффект.

Момент второй: предохранительный клапан для котла защищает его от разрушения, но не от перегрева. Ведь сброс теплоносителя не позволяет охладить отопительный агрегат, если горение в топке продолжается. И последнее: в системах отопления открытого типа подобные устройства вообще бесполезны, поскольку вода в них может закипеть без повышения давления.

Ведущие производители отопительной арматуры предлагают изделия современной разработки, лишенные перечисленных недостатков, — клапаны теплового сброса. Эти защитные элементы реагируют не на увеличение напора воды в системе, а на повышение ее температуры до критического уровня. Есть 3 разновидности таких устройств:

  • сбросные с выносным датчиком температуры;
  • комбинированное устройство с температурным датчиком и контуром подпитки;
  • то же с прямой установкой в трубопровод.

Для справки. Приведем названия надежных брендов, чью аварийную арматуру можно смело покупать и применять в частных домах. Это производители ICMA и CALEFFI (Италия), Herz Armaturen (Австрия) и всемирно известный европейский бренд Danfoss.

Принцип работы у всех разновидностей один: пружинный механизм с мембраной (или двумя) приводится в действие от сильфона с термочувствительной жидкостью, существенно расширяющейся при нагреве. Таким способом клапаны теплового сброса довольно точно реагируют на достижение критической температуры. Предлагаем рассмотреть каждый из них подробнее.

Элемент с выносным датчиком

Изделие представляет собой тот же пружинный механизм, встроенный в корпус с двумя патрубками для подключения к подающей магистрали и сбросу в канализацию. Шток, открывающий тарелку и дорогу теплоносителю, проводится в движение мехами (2 группы – основная и резервная). При перегреве воды (от 95 до 100 °С) на них нажимает термочувствительная жидкость, идущая из колбы датчика по капиллярной трубке. Конструкция элемента безопасности показана на рисунке:

Температурный клапан включается в обвязку твердотопливного котла тремя способами:

  • с охлаждением через водяной контур теплогенератора;
  • то же, через специальный аварийный теплообменник;
  • сброс теплоносителя с автоматической подпиткой.
Читать еще:  Завоздушивание системы отопления в частном доме и квартире

Первая схема, изображенная ниже, применяется для двухконтурных отопительных установок, подогревающих воду для ГВС. Когда датчик, вмонтированный под обшивку ТТ-котла, воздействует на механизм, то горячая вода из контура сливается в канализацию, а ее место занимает холодная из водопровода. Какие бы ни были причины аварии, такая проточная система быстро охладит котловую рубашку и предотвратит последствия.

Змеевик ГВС двухконтурного котла может служить как нагревателем, так и охладителем в случае перегрева. Для защиты достаточно подключить тепловой клапан по схеме

Примечание. В публикации использованы схемы от бренда CALEFFI, взятые с официального ресурса производителя.

Вторая схема предназначена для теплогенераторов со встроенным аварийным теплообменником для охлаждения в случае перегрева. Такие агрегаты выпускают европейские бренды Atmos, Di Dietrich и другие.

Пример подключения сбросного элемента через штатный теплообменник смотрите на видео:

Последняя схема реализуется только вместе с системой автоматической подпитки, поскольку здесь клапан сбрасывает теплоноситель, а не охлаждающую воду.

Как видите, производитель допускает установку двух аварийных устройств – по давлению (группа безопасности) и по температуре (сбросной клапан)

Предостережение. Не рекомендуется задействовать автоматическую подпитку для дровяных отопителей с топливником из чугуна. Последний боится перепадов температур и может треснуть от подачи большого количества холодной воды в обратку.

Комбинированные клапаны с подпиткой системы

Этот яркий представитель аварийной арматуры сходен по принципу работы с перепускными клапанами и выполняет сразу 3 функции:

  1. Сброс перегретого теплоносителя из котлового бака по сигналу выносного датчика.
  2. Эффективное охлаждение теплогенератора.
  3. Автоматическая подпитка системы отопления холодной водой.

Выше на картинке показана конструкция изделия, где видно, что на одном штоке установлены 2 тарелки, одновременно открывающие 2 прохода: по первому сбрасывается закипающий теплоноситель, по второму в противоположном направлении идет вода и пополняет потери. Схема подключения комбинированного перепускного клапана с твердотопливным котлом выглядит так:

Примечание. Если необходимо задействовать подобное устройство для охлаждения ТТ-котла с чугунным теплообменником, то проток нужно организовать через открытый расширительный бак или бойлер косвенного нагрева.

Перепускной клапан с тройным выходом работает по такому же комбинированному принципу, только встраивается прямо в трубопровод подачи теплоносителя возле отопительного агрегата. Сильфон находится в части корпуса, помещенной в трубу. Сброс производится через нижний патрубок, а к двум верхним присоединяется водопровод и магистраль подпитки. Такие изделия используются при недостатке свободного места в котельной.

Такой сбрасывающий клапан предназначен для установки в трубопровод подачи

Профессиональные рекомендации по установке

Даже такая простая процедура, как установка запорной арматуры, основана на выполнении некоторых правил. Например, дизайн помещения часто требует маскировки трубопровода и группы безопасности.

Спрятать устройства можно, но с соблюдением трех условий:

  • длина гибкой подводки или трубы от предохранителя до бака не должна превышать 2 м, иначе возникнет излишнее добавочное давление на пружину клапана;
  • идеальный монтаж предохранителя – напрямую к штуцеру бойлера, а если не получается, то установка тройника все равно исключена;
  • для обслуживания арматуры следует оборудовать технический люк.

Многие беспокоятся, увидев капли воды на патрубке клапана. Это нормальное явление, сообщающее о работоспособности устройства.

Время от времени происходят небольшие скачки давления в магистрали, которые и провоцируют минимальный сброс жидкости. Тревожиться нужно, когда вода или совсем не появляется, или льется непрерывно.

Следует помнить, что самостоятельная модернизация предохранительных устройств категорически запрещена. Если нужен клапан на 0,8 МПа, то необходимо приобрести именно такое новое изделие, а не пытаться каким-то образом переделывать или регулировать устройство на 0,7 МПа.

Если возникли сомнения по поводу работоспособности предохранительного клапана, следует демонтировать его и проверить, не забились ли пружина или уплотнитель. Возникли проблемы с самим водонагревателем и вы не знаете что делать? Рекомендуем ознакомиться с частыми поломками бойлера и ремонтом. Не хватает навыков – пригласите специалиста из сервисного центра.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×