Клапан сброса избыточного давления: устройство, назначение, применение

Из чего состоит и как работает устройство

Клапан сброса представляет собой устройство в металлическом корпусе из латуни или нержавеющей стали. Внутри устройства расположен шток с пружиной, соединенный со специальной мембраной, на которую непосредственно давит рабочая среда, но при нормальных гидродинамических показателях ей противостоит пружина, которая удерживает мембрану в закрытом состоянии.

Оборудование работает по принципу прямого действия: рабочая среда при повышении температуры и увеличении объема давит на пружину, которая открывает отверстие и выпускает избыток горячей воды до тех пор, пока давление не нормализуется. После этого пружина давит на мембрану в обратном направлении, перекрывая отток рабочей среды.

Рекомендуем ознакомиться: Использование краски для поверхности оцинкованных труб

Таким образом, как только давление воды в системе повышается выше критической отметки, пружина сжимается, открывая проходное отверстие для сброса лишней воды. После непродолжительного слива горячей воды давление в системе нормализуется, и пружина приводится в действие, закрывая клапан.

Кроме автоматического механизма, основанного на срабатывании пружины, у клапана есть рукоятка для ручного сброса воды, которая позволяет пользователю самостоятельно слить небольшое количество нагретого теплоносителя, когда показания манометра приближаются к критическим.

В самогонном аппарате главное — безопасность

Быстрый переход по статье

Домашнее самогоноварение приобретает все больше поклонников. Растет число любителей и профессионалов. Но не стоит выпускать из вида безопасность изготовления самогона. Предохранительный клапан давления предназначен именно для этого. Ведь достаточно случаев, когда в квартирах жилых домов взрывались самогонные аппараты. А происходит это не только из-за неопытности и безответственности, но и из-за самодельных некачественных приборов.

Клапан сброса давления предотвращает механическое повреждение агрегата из-за его избыточного количества. Происходит это путем выпуска избыточного газа. Это происходит автоматически. При этом выброс пара прекращается, когда рабочая среда достигает рабочего состояния.

Избыток пара может возникнуть не только из-за неправильной эксплуатации. Например, использование дополнительных источников тепла, неправильная сборка агрегата. Даже при правильной сборке и эксплуатации может возникнуть повышение рабочей среды.

Принцип действия

Клапан сброса давления состоит из обязательных составляющих: запорного органа и задатчика. Последний

Предохранительный клапан давления в разрезе

обеспечивает на чувствительный элемент силовое воздействие. Для запорного органа составляющие — седло и затвор. Самый простой пример для затвора — золотник.

Задатчик в самом простом случае может представлять из себя пружину. С ее помощью он настраивается определенным образом. Усилие должно быть на золотнике таким, чтобы через седло не пропускала рабочая среда. Настройку задатчика производят при помощи специального винта.

Когда клапан сброса давления в закрытом состоянии, на него действуют две силы:

рабочая среда в системе, которую он защищает. Условно говоря, эта сила пытается его открыть.
Задатчик, который этому открытию препятствует.

Когда сила из рабочей среды возрастает, золотник к седлу прижимается с меньшей силой. В какой-то момент она станет равной нулю. И именно тогда запорный механизм начнет открываться. Если первая сила продолжит возрастать, то сработает сбросной клапан и через него произойдет сброс рабочей среды.

После понижения, возрастает вновь сила задатчика. Клапан предохранительный сбросной закрывается.

Самодельные или покупные аппараты?

Кто-то помнит те времена, когда приборы для самогоноварения делали из подручных материалов. И все было сделано своими руками или переделано из чего-то. Даже клапан сброса давления. Сегодня ситуация изменилась. Самогонные агрегаты можно купить уже в готовом виде. Так что же выбрать: готовый прибор или сделанный своими руками?

Если говорить об экономичности, то дешевле будет смастерить его самостоятельно. Хотя некоторые детали, например клапан предохранительный сбросной или термометр, придется купить. Ну а что касается безопасности, то однозначно: готовый агрегат, произведенный на заводе.

Самогонные аппараты, представленные на рынке, очень хорошего качества. Они разборные, поэтому мыть их легко. А также и хранить достаточно удобно.

Но самое главное то, что их безопасности уделяется большое внимание. Во всех моделях присутствует клапан предохранительный сбросной, что сводит на нет риск взрыва. Такие дополнительные устройства самогонного аппарата, как автоматические контроллеры, термометр и клапан сброса давления делают процесс приготовления домашнего крепкого алкоголя абсолютно безопасным

Их наличие в приборе обязательно. Именно благодаря им, контроль за каждым этапом приготовления максимальный, а риски минимальны

Такие дополнительные устройства самогонного аппарата, как автоматические контроллеры, термометр и клапан сброса давления делают процесс приготовления домашнего крепкого алкоголя абсолютно безопасным. Их наличие в приборе обязательно. Именно благодаря им, контроль за каждым этапом приготовления максимальный, а риски минимальны.

Устройство и принцип работы группы безопасности

Группа системы безопасности отопительного котла относится к устройствам, отвечающим за безаварийное обеспечение потребителя тепловой энергией. В комплект оборудования входит:

прибор для автоматического отвода воздуха;
клапан сбрасывающий, предохранительный;
манометр.

Модули контроля давления в системе теплоносителя установлены в металлическом корпусе, оснащённом резьбовыми разъёмами. Если контрольное оборудование устанавливается в холодном помещении, то выбор следует остановить на корпусе с термоизоляцией.

Отводчик воздуха

По условиям технических параметров отопительного котла устройство для стравливания воздуха, или кран Маевского, устанавливается выше корпуса обогревателя для удаления воздуха, выделяющегося при нагревании рабочей среды системы. Пузырьки кислорода также могут проникать в магистраль по ряду причин:

первичное заполнение системы рабочей средой;
подпитка трубопровода свежим теплоносителем;
дефекты в уплотнительных прокладках;
засор трубопровода частицами ржавчины;
некачественный монтаж магистрали и оборудования.

В процессе нагревания рабочая среда расширяется, освобождает молекулы кислорода, образующие воздушную пробку, влияющую на интенсивность циркуляции рабочей среды в магистрали. Предупредить повреждение труб поможет автоматический прибор для сброса давления, рабочие параметры которого регулируются без участия оператора.

Процесс регулировки давления в отопительной системе управляется поплавком, коромыслом, игольчатым клапаном. Образовавшаяся воздушная пробка давит на поплавок, коромысло открывает клапан и стравливает воздух. После снижения давления в системе клапан возвращается в исходное положение.

Клапан предохранительный

С целью увеличения безопасности котельной и всего отопительного оборудования вместе с контрольными автоматическими приборами устанавливается расширительный бак. В качестве дополнительной защиты в группу безопасности включается предохранительный клапан, предназначенный для сброса «лишней» жидкости в канализацию.

ВАЖНО! Чтобы в помещении котельной было всегда сухо – рекомендуется предохранительный клапан подключать к сливу в канализацию. Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:. Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:

Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:

сбой в работе автоматики;
повышение объёма теплоносителя в случае поломки термостата;
нарушение давления потока жидкости в линии трубопровода.

В конструкцию клапана предохранительного входит мембрана и стальная пружина, заключённые в латунный модуль с вентилем или рукояткой. При сбое в работе системы более чем на 15% через контрольный прибор за один выброс выпускается до 100 мл жидкости. На потребительском рынке представлены предохранительные приборы разных моделей, при выборе комплектующего элемента под обогревательный котёл индивидуального пользования необходимо купить клапан, выдерживающий давление 3 атмосферы и температуру жидкости 120 °C.

Манометр

Кроме предохранительного и стравливающего клапанов следить за ситуацией поможет манометр, входящий в группу безопасности котла. Показания бытового прибора понятны для любого пользователя благодаря наличию стрелок разного цвета: красного и чёрного. Рабочие значения красной стрелки устанавливаются вручную в соответствии с рекомендациями котла (порядка 2 атмосфер). Чёрная стрелка управляется давлением рабочей среды в линии трубопровода. Если показатели чёрной стрелки превышают положение красной, то система находится на грани аварии.

При выборе стрелочной гарнитуры необходимо учесть следующие факторы:

размер циферблата;
точность измерения;
допустимая погрешность;
измерительные единицы (бары или атмосферы);
допустимое давление.

Для частной котельной подойдёт манометр со шкалой до 4 атмосферы.

Как работает клапан в сочетании с расширительным баком

Расширительное устройство производит регулярный контроль, но не защищает от поломки в экстренных ситуациях. Иногда бак не может нормально работать, так как внутри нет воздуха.

Бак не способен заменить подрывной клапан для защиты котла или наоборот. У каждого из элементов свой порог воздействия на систему, поэтому один из них не может быть использован вместо другого.

Пример оборудования для узла безопасности

Расширительный агрегат может временно принять небольшие объемы излишек, но при большом заборе лишнего пара через несколько сбросов нарушается герметичность устройства, проявляется постоянная протечка.

Предохранительная деталь нужна только на аварийные случаи при экстремальной нагрузке системы. После нормализации давления необходимо принять меры по устранению причин такого скачка.

Предохранительный клапан

Название прибора говорит само за себя. Основная его функция — это сброс непредвиденных нагрузок, которые могут возникнуть при тех или других обстоятельствах. Плюс дополнительно регулировка потока теплоносителя.

Кстати, устанавливать его можно на любом участке трубопровода

При этом важно не место, а удобство обслуживания, если такая необходимость вдруг возникнет

Виды предохранительных клапанов

Самый простой вариант — это муфтовые предохранители из латуни. Конструкция их проста — с двух сторон нарезана резьба, а клапан представляет собой подпружиненный шток с прокладкой из EPDM. Это прямоточная модель, клапан которой открывается под давлением потока теплоносителя. Обратное давление перекрывает магистраль. Это один из самых дешевых приборов, но служит он очень долго, что проверено временем.
Есть еще один латунный вариант, но с более сложной конструкцией, где трубы подключаются в перпендикулярных плоскостях. Здесь используется шток и пружина из нержавеющей стали. Устанавливают его непосредственно после циркуляционного насоса. Принцип действия такого устройства достаточно прост. Давление теплоносителя сдавливает пружину, которая начинает давить на шток. Тот открывает канал, через который теплоноситель выдавливается наружу из системы, спасая ее от разрывов труб и других элементов. Кстати, максимальная температура, которую может выдерживать клапан, составляет 120С.
Существует большое количество разновидностей обратных клапанов, которые также входят в группу предохранительных. Их основная функция — не дать осуществиться противотоку теплоносителя, если в системе вдруг падает давление.

Есть несколько основных видов — дисковые, шаровые, флажковые и прочие. Но все они делятся на подпружиненные и беспружинные. С первыми все понятно — там основной упор делается на силу противодействия пружины. Второй вид — это когда возврат запорного элемента происходит под действием собственной массы.

Трехходовые клапаны. Этот вид запорной арматуры устанавливается в отопительные системы, где предусмотрены низкотемпературные контуры. К примеру, когда в схеме есть конденсационный котел. В настоящее время производители выпускают такой вид клапанов с ручным переключением или с электрическим. Во втором случае необходимо подключать прибор к сети переменного тока напряжением 220 вольт.

Трехходовые клапаны

Давайте подробнее остановимся на трехходовых клапанах, потому что потребители редко с ними сталкиваются, и многим они просто неизвестны. В их конструкции три отверстия — два выходных и одно входное. Поток теплоносителя регулируется заслонкой, которая может быть в виде штока или шара. Вращательное движение перераспределяет поток движущейся жидкости.

Мы уже упоминали о конденсационных котлах, но трехходовые клапаны используются не только в этих системах. Очень часто их применяют, когда от одного нагревательного котла работают разные системы отопления. К примеру, «теплые полы» и обычные радиаторы. Понятно, что для теплого пола не нужно нагревать теплоноситель до очень высокой температуры. Но что делать, если котел один, и греет он горячую воду до стандартной для всей системы температуры?

В этом случае трехходовой клапан выполняет сразу несколько функций:

Во-первых, он разделяет участки.
Во-вторых, разграничивает плотность потока по ветвям.
В-третьих, с его помощью происходит смешивание теплоносителя из магистрали подачи и обратки, до того как последний будет подан в систему отопления «теплый пол». То есть в половое отопление вода будет поступать с более низкой температурой, чем на радиаторы.

Несколько рекомендаций. Берите модель с сервоприводом. Это избавит вас от необходимости постоянного контроля над температурой теплоносителя. Подобное устройство является автоматическим и работает от датчика, вмонтированного в низкотемпературный контур. Изменение температуры влечет за собой срабатывание запорного устройства, которое открывает или закрывает подачу воды из обратной магистрали. Так что все просто.

И последнее. Сервопривод может входить в комплектацию клапана или продаваться в качестве отдельного элемента. А сами клапаны изготавливают из стали, чугуна или латуни. Последние используются в системах отопления жилых помещений.

Назначение газового клапана

ПСК – элемент предохранительной арматуры, отвечающий за безопасность газопровода и газового оборудования, подключенного к нему. В процессе эксплуатации клапан находится в закрытой позиции, поэтому его относят к закрытой трубной арматуре.

Подобные устройства устанавливают не только на газопроводах, они являются неотъемлемой частью и других коммуникаций – водопровода, отопительной сети. Везде они выполняют ту же функцию – стабилизируют давление в сети, обеспечивают рабочие параметры, необходимые для правильного функционирования системы.

Клапан служит для сброса излишков газа, если параметры давления становятся критическими. Топливо, создающее дисбаланс в системе, выводится во вспомогательный трубопровод или сбрасывается в атмосферу

Скачок давления обычно бывает кратковременным и зависит от ряда факторов.

Причины, способные вызвать избыточное давление в системе:

поломка подключенного газового оборудования – двухконтурного котла, проточного водонагревателя или емкостного бойлера, запорной арматуры;
использование топлива, не подходящего по составу;
изменение температурных показателей в трубопроводе;
сбой в тепломеханической схеме.

Место установки предохранительного газового клапана стандартно, обусловлено эффективностью применения: или в регуляторе давления, или сразу за ним. После автоматического срабатывания клапана он возвращается в рабочее – закрытое состояние.

В газовой сети клапан представляет собой отдельное или интегрированное в регулятор давления устройство. Оно срабатывает при условии, если рабочее давление газа превышает номинальный уровень на 15 %

Чем грозит отсутствие ПСК в сети? Наиболее распространенные последствия – механическое разрушение трубопровода или поломка подключенного оборудования, что может вызвать утечку газа.

Существует и вероятность взрыва, поэтому необходимо постоянно следить за исправностью устройства, вовремя производить обслуживание и заменять вышедшие из строя элементы

Наряду со сбросными устройствами применяют и газовые предохранительные запорные клапаны, с помощью которых перекрывают подачу топлива. Это происходит в автоматическом режиме. Элемент запорной арматуры устанавливают на трубопроводе, в промежутке между фильтром и регулятором давления.

Предел срабатывания ПЗК указывается в техническом паспорте устройстве. Верхний критический параметр обычно равен формуле: раб. давление +25%.

Регулировка давления в компрессоре

Как уже говорилось выше, после создания определенного уровня сжатия воздуха в ресивере, прессостат отключает двигатель агрегата. И наоборот, при падении давления до границы включения, реле снова запускает двигатель.

Но нередко возникшие ситуации заставляют изменить заводские настойки прессостата и отрегулировать давление в компрессоре на свое усмотрение. Изменить получится только нижний порог включения, поскольку после изменения верхнего порога выключения в сторону увеличения воздух будет сбрасываться предохранительным клапаном.

Регулировка давления в компрессоре проводится следующим образом.

Включите агрегат и запишите показания манометра, при которых двигатель включается и отключается.
Обязательно отсоедините аппарат от электросети и снимите крышку с прессостата.
Сняв крышку, вы увидите 2 болта с пружинами. Большой болт часто обозначается буквой “Р” со знаками “-” и “+” и отвечает за верхнее давление, при достижении которого аппарат будет отключен. Для повышения уровня сжатия воздуха следует повернуть регулятор в сторону знака “+”, а для понижения – в сторону знака “-”. Вначале, рекомендуется сделать пол оборота винтом в нужном направлении, после чего включить компрессор и проверить степень повышения давления или его снижения с помощью манометра. Зафиксируйте, при каких показателях прибора произойдет отключение двигателя.
С помощью маленького винта можно регулировать разницу между порогами включения и выключения. Как уже говорилось выше, не рекомендуется, чтобы данный интервал превышал 2 бара. Чем интервал будет больше, тем реже будет запускаться двигатель аппарата. К тому же, в системе будет значительным и перепад давлений. Настройка разницы порогов включения-выключения производится таким же образом, как и настройка верхнего порога включения.

Кроме всего, необходимо настроить редуктор, если он установлен в системе. Необходимо выставить на редукторе такой уровень сжатия, который соответствует рабочему давлению подключенного к системе пневматического инструмента или оборудования.

Источник

Виды и отличия

Клапан избыточного давления производится в разных вариациях. Покрыть их все мы не можем, но все же постараемся отметить основные, чтобы у вас было более подробное понимание предмета.

Итак, выделяют следующие разновидности такого оборудования:

для водонагревателей;
для водопроводов;
для вентиляции;
аварийные.

Каждый образец предназначается для своих целей. Одни активно используются в быту, другие же найдут свое применение исключительно в промышленности, на опасных производствах или же и вовсе на военных объектах (к таким относят большинство образцов осуществляющих регуляцию давления воздуха).

Предохранители для водонагревателей

Предклапан для водонагревателя – наверное, самый известный и популярный. И не без причины. Все-таки широкое бытовое применение дает свои плюсы.

Схема действия предклапана на пружинном механизме

Казалось бы, какое вообще может быть давление внутри нагревателя? А оно есть, и очень серьезное. Речь, конечно же, идет о накопительных водонагревателях или бойлерах.

В них собирается вода, которую затем нагревают ТЭНами. Нагретая вода изменяется в объеме. То есть постепенно расширяется. В итоге давление внутри бака повышается.

Известны случаи, когда бойлеры взрывались. Причем взрыв из-за избыточного давления был настолько сильным, что разрушал гипсокартонные стены ванной, а саму ванну превратил в руины. Будь у владельцев того водонагревателя обычный предклапан, все наверняка сложилось бы иначе.

Предохранители для водопроводов

Такой предклапан используется преимущественно в промышленных трубопроводах, либо на сетях магистрального водоснабжения.

Активные трубопроводы больше всего подвержены гидроударами, особенно если они постоянно транспортируют большое количество жидкости. Принцип действия и образования гидроудара (резкого перепада давления воды внутри определенного участка трубопровода) мы уже описывали.

Труба не взорвется, если давление не сбивать. Да и более того, прямых последствий вы тоже практически не заметите. Они дадут о себе знать сами, со временем.

Рано или поздно постоянная нагрузка сточит фитинги, расшатает задвижки, найдет уязвимость в уплотнениях либо и вовсе прорвет трубу. Никогда не угадаешь, что конкретно случится.

Предохранительные клапаны для сброса давления одномоментно отслеживают появление перепада и тут же блокируют систему, пока давление не выровняется, что существенно повышает срок эксплуатации всех без исключения составляющих трубопровода.

Клапаны для вентиляции

Встречаются гораздо реже и преимущественно в пожарных вентиляциях. Их задача заключается в поддержании давления внутри системы на уровне достаточном для ее нормального функционирования.

Выходить из строя части вентиляции при перепадах или перегрузках не будут. А вот выполнение своих непосредственных задач может существенно усложниться.

Особенно если речь идет о естественном вентилировании помещений. В основе естественной вентиляции лежит принцип разности давлений, при котором воздух движется из зоны низкого давления в зону высокого. Образуйся перепад в помещении либо в самой вентиляции, и вся задумка обрушится.

Не самый приятный исход, в особенности если ситуация аварийная и от вентиляции зависят чьи-то жизни.

Аварийный клапан

Более распространенный воздушный клапан – это аварийная модель. В быту встречается редко. На рынке тоже, хотя при желании найти его можно.

Особенность этой детали в ее уникальных задачах. Предохранители такого образца способны защищать помещения от огромных проблем с давлением. В том числе и от серьезных перегрузок из-за взрывов, различного рода катастроф, критического загрязнения окружающего воздуха и т.д.

Их монтируют в важных социальных зданиях, метро, на больших промышленных объектах и т.д. Устройство можно настраивать на конкретный рабочий уровень.

Производство ПЭТ-тары

Для выдувания бутылок из так называемых преформ (заготовки из полиэтилентерефталата) используют трехи четырехступенчатые компрессоры с давлением нагнетания 3,5…4,6 МПа. Для массового производства ПЭТ-тары компрессор должен иметь достаточно большую производительность – до 6 000 м3/ч. В зависимости от условий эксплуатации в качестве первой ступени могут применяться и компрессоры объемного действия, например винтовые. На ступенях с более высоким давлением используют поршневые компрессоры.

Последняя ступень является особенно критичной для клапана с точки зрения срока его службы, так как именно здесь и давление, и температура наиболее высоки.

Компрессоры часто работают при неполной нагрузке, разогреваясь до температуры свыше 200°С. Поэтому большинство поршневых машин, применяемых для выдувания ПЭТ-тары, комплектуют клапанами со стальной пластиной. Клапаны с полимерными пластинами применяют редко и только в хорошо сбалансированных компрессорах при небольших (до 180°C) рабочих температурах.

Из-за строгих требований к чистоте воздуха цилиндры компрессоров должны работать без смазки.

Несомненно, для данного процесса необходимы прочные и эффективные клапаны, срок службы и эффективность которых самым непосредственным образом влияют на максимально достижимую производительность компрессора, а значит, и на объем производства ПЭТ-тары.

Пусковой воздух для судовых дизельных двигателей

Для пуска судовых дизельных двигателей большой мощности применяется сжатый воздух, подаваемый в цилиндры двигателя. Поршни под давлением 3 МПа начинают двигаться, разгоняя двигатель до рабочих оборотов. Пусковые компрессоры должны соответствовать крайне строгим требованиям надежности, так как отказ в открытом море может привести к катастрофе. Компактные двухили трехступенчатые поршневые компрессоры сжимают воздух, работая с частотой вращения до 1 800 об/мин. Конструкция цилиндров компрессора предусматривает работу со смазкой. Компоненты клапанов изготавливают из коррозионно-стойких материалов вследствие возможного контакта с морской водой.

Обратный клапан для воды для насоса: принцип действия

Данное приспособление чаще всего устанавливается на специальных станциях, которые включены в систему водопровода. Задача этого элемента системы – препятствовать смешиванию воды. Работает он по следующему принципу: жидкость может пройти только в одном направлении, выйти в противоположную часть трубы она не сможет. Это необходимо для того, чтобы вода из колодца или скважины не могла выйти обратно и направлялась в водопровод. Если система оснащена таким клапаном, то при открывании крана не потребуется ждать, пока насос накачает воду: она польется сразу. При отсутствии устройства в системе скапливается воздух, и приходится сначала выпускать его, дожидаясь, пока пойдет вода.

Резьбовая часть детали

Сама станция может находиться как на поверхности колодца или скважины, так и в специально отведенном для этого месте в доме. В этом случае в скважину будет опущена труба, оснащенная сеткой от мусора и обратным клапаном для воды для насоса.

Если насос используется в городской квартире, то данный элемент позволяет избежать эффекта, когда при открывании одного крана напор падет в другом. Такая конструкция в квартире не помешает, если планируется установка бойлера. Монтировать его потребуется не только на стояк холодной, но и горячей воды. Это поможет избежать потери нагретой жидкости. Без данного приспособления часть вашей воды достанется соседям, живущим этажом ниже. Таким образом, обратный клапан позволяет экономить электроэнергию, так как спасает систему от ненужных потерь.

Схема установки

Балансировочный клапан

Балансировочный клапан — ограничивает расход воды. Балансировочные или регулирующие механизмы контролируют не одно сечение, а отрезок трубопровода. Устройство сохраняет стабильность параметров потока, сравнивая значения давления в его начале и в конце.

Срабатывание механизма заключается в создании дополнительного гидравлического сопротивления и частичном сужении поперечного сечения потока.

Автоматический регулирующий клапан может комплектоваться фиксатором положения рабочего органа, настроенного вручную, патрубком для сброса воды, измерителем расхода воды.

Клапан сброса избыточного давления воды, воздуха

Из чего состоит и как работает устройство

Рекомендации по выбору