Перепускной клапан для воды


Клапаны являются неотъемлемыми элементами любой системы отопления (СО), независимо от выбранной схемы и конфигурации контуров. С помощью этих нехитрых приспособлений производится настройка параметров теплоснабжения, обеспечение безопасности и стабильности работы системы. В этой публикации будут рассмотрены основные клапаны, применяющиеся в системах централизованного и автономного отопления, их назначение, принцип работы и конструктивные особенности.

Критерии выбора

Количество и параметры клапанов, необходимых для конкретной СО, выбирается еще на стадии расчетов и проектирования. Основными критериями, которые влияют на выбор данных элементов являются:

  • Тип, схема и конфигурация СО.
  • Температурный режим (номинальный и максимальный).
  • Давление в системе (рабочее и максимальное).
  • Сечение трубопровода и тип резьбы.
  • Тип теплоносителя (вода, рассолы, антифризы).

Работа данных приборов стабилизирует СО, делает ее эффективной и безопасной. Всем кто занимается самостоятельной установкой в жилище отопительной системы необходимо знать назначение и их принцип действия. Все клапаны можно разделить по назначению на три категории: группа безопасности, управления и регулирования.

Всем известно, что любая СО является повышенным источником опасности, так как теплоноситель в системе находится под давлением. И чем выше температура – тем выше давление (в замкнутой СО). Далее, рассмотрим устройства, которые отвечают за безопасность работы СО

Предохранительный

Предохранительный клапан В большинстве моделей современных котлоагрегатов производители предусматривают систему безопасности, «ключевой фигурой» которой является предохранительная арматура, включенная прямо в теплообменник котла или в его обвязку.

Назначение предохранительного клапана в системе отопления заключается в предотвращении повышения давления в системе выше допустимого, которое может привести: к разрушению труб и их соединений; протечкам; взрыву котельного оборудования

Устройство предохранительного клапанаКонструкция данного рода арматуры проста и незатейлива.


ибор состоит из латунного корпуса, в котором размещена подпружиненная запирающая мембрана, соединенная со штоком. Упругость пружины является главным фактором, который удерживает мембрану в запертом положении. Регулировочной рукояткой производится настройка силы сжатия пружины.

При давлении на мембрану выше установленного, пружина сжимается, она открывается и происходит сброс давления через боковое отверстие. Когда давление в системе не сможет преодолевать упругость пружины, мембрана займет исходное положение.

Совет: Приобретайте предохранительное устройство с регулировкой давления от 1, 5 до 3,5 Бар. В это диапазон попадает большинство моделей твердотопливного котельного оборудования.

Воздухоотводчик

Достаточно часто В СО образуются воздушные пробки. Как правило, у их появления есть несколько причин:

  • закипание теплоносителя;
  •  большое содержание воздуха в теплоносителе, автоматически добавляющегося напрямую из водопровода;
  • В результате подсоса воздуха через негерметичные соединения.

Результатом воздушных пробок является неравномерный прогрев радиаторов и окисление внутренних поверхностей металлических элементов СО. Клапан сброса воздуха из системы отопления предназначен для отвода воздуха из системы в автоматическом режиме.


Устройство клапана сброса воздуха из системы отопления

Конструктивно, воздухоотводчик представляет собой полый цилиндр, выполненный из цветного металла, в котором расположен поплавок, соединенный рычагом с игольчатым клапаном, который в открытом положении соединяет камеру воздушника с атмосферой.

В рабочем состоянии внутренняя камера устройства заполнена теплоносителем, поплавок поднят, а игольчатый клапан перекрыт. При попадании воздуха, который поднимается в верхнюю точку устройства, теплоноситель не может подняться в камере до номинального уровня, а следовательно, поплавок опущен, прибор работает в выпускном режиме. После выхода воздуха, теплоноситель поднимается в камере данного рода арматуры до номинального уровня, а поплавок занимает штатное место.

Обратный

В самотечный СО есть условия, при которых теплоноситель может поменять направление движения. Это грозит повреждением теплообменника теплогенератора вследствие его перегрева. То же может случиться и в достаточно сложных СО с принудительным перемещением теплоносителя, когда вода, через обходную трубу насосного узла попадает обратно в котел. Механизм действия обратного клапана в системе отопления достаточно прост: он пропускает теплоноситель только в одну сторону, блокируя его при движении обратно.


Обратный клапанСуществует несколько типов данного рода арматуры, которая классифицируется по конструкции запирающего устройства:

  • тарельчатый;
  • шаровый;
  • лепестковый;
  • двустворчатый.

Как уже понятно из названия, в первом типе в качестве запирающего устройства выступает стальной подпружиненный диск (тарелка), соединенная со штоком. В шариковом в качестве затвора выступает пластиковый шарик. Двигаясь «в правильном» направлении теплоноситель выталкивает шарик по каналу в корпусе или под крышку устройства. Как только прекращается циркуляция воды или меняется направление ее движения, шарик, под действием гравитации занимает исходное положение и перекрывает движение теплоносителя.

В лепестковом, запирающим устройством является подпружиненная крышка, которая опускается при изменении направления воды в СО под действием естественной гравитации. Двустворчатый элемент устанавливается (как правило) на трубы большого диаметра. Принцип их работы не отличается от лепесткового. Конструктивно, в такой арматуре, вместо одного лепестка, подпружиненного сверху, устанавливается две подпружиненные створки.

Данные приборы предназначены для регулировки температуры, давления, а также стабилизации работы СО.

Балансировочный


Любая СО требует гидравлической регулировки, другими словами — балансировки. Выполняется она различными способами: правильно подобранным диаметром труб, шайбами, с разным проходным сечением и пр. Наиболее эффективным и в то же время простым элементом настройки работы СО считается балансировочный клапан для системы отопления.

Назначение данного устройства в том, чтобы на каждое ответвление, контур и радиатор поддавался необходимый объем теплоносителя и количество тепла.

Балансировочное устройствоКлапан представляет собой обычный вентиль, но с установленными в его латунный корпус двумя штуцерами, которые дают возможность подключения измерительного оборудования (манометров) или капиллярной трубки в составе с автоматическим регулятором давления.

Принцип работы балансировочного клапана для системы отопления заключается в следующем: Оборотами регулировочной рукоятки необходимо добиться строго определенного расхода теплоносителя. Делается это замерами давления на каждом штуцере, после чего по диаграмме (обычно прилагаемой производителем к устройству) определяется количество поворотов регулировочной рукоятки для достижения нужного расхода воды на каждый контур СО. На контуры с количеством радиаторов до 5 шт устанавливают ручные балансировочные регуляторы. На ветки с большим количеством отопительных приборов – автоматические.

Перепускной


Это еще один элемент СО, предназначенный для выравнивания давления в системе. Принцип работы перепускного клапана системы отопления сходен с предохранительным, но есть одно отличие: если предохранительный элемент стравливает излишки теплоносителя из системы, то перепускной, возвращает его в обратную магистраль мимо отопительного контура.

Перепускной клапанКонструкция данного устройства также идентична предохранительным элементам: пружина с регулируемой упругостью, запорная мембрана со штоком в бронзовом корпусе. Маховиком настраивается давление, при котором данное устройство срабатывает, мембрана открывает проход для теплоносителя. При стабилизации давления в СО, мембрана возвращается на прежнее место.

Трехходовой

Существует практика добиваться определенной температуры теплоносителя в различных ветках и контурах СО методом смешивания или разделения потоков теплоносителя. Трехходовой клапан на системе отопления играет роль устройства, регулирующего температуру рабочей жидкости после теплогенератора.


ТрехходовыйКонструкция смесительной арматуры проста: в корпусе прибора есть три отверстия, два входа и один выход. Приборы разделительного типа имеют один вход и два выхода.

Основным управляющим устройством данного элемента является термоголовка, внутри которой расположен резервуар с жидкостью (сильфон). При нагреве выносного датчика жидкость в нем расширяется и поступает в сильфон. Объем данного резервуара увеличивается и оказывает воздействие на шток клапана, который открывает или перекрывает входы для смешивания или разделения потоков. В разделительных типах данного элемента СО используется тот же принцип, но шток не открывает проход для потоков, а разделяет один поток на два.

Управлять прибором может не только термостатическая головка. Достаточно популярны устройства с ручным управлением. Глубину нажатия штока определяет поворот управляющей рукоятки. Сегодня, на рынке климатической техники широко представлены данные устройства с электро – и сервоприводами.

Источник: ventilationpro.ru

Перепускной клапан


Управлением потоками рабочих сред является главной и основной задачей регулирующей арматуры. Перепускной клапан в данном контексте отвечает за поддержание необходимого давления до своего места установки методом автоматического сброса излишков давления из основной магистрали в сливную или на перепуск.Перепускной клапан для воды

По своей конструкции перепускной клапан относится к регулирующим клапанам прямого действия. Сигнал управления получается от самой рабочей среды и через мембрану и шток клапана передается на плунжер для регулирования уровня открытия. На рисунке красная зона — это зона давления настройки. При увеличении давления среда давит на мембрану, и отрывается сброс в синию зону пониженного давления. При достижении заданного давления клапан снова закрывается. Следует учитывать, что так как это регулирующая арматура, а не запорная, то в большинстве случаев у клапанов существует определенная протечка по седлу, которая зависит от типа уплотнения и качества самого клапана.

Перепускной клапан состоит из следующих основных элементов:

  1. Корпус и внутренние элементы. Перепускной клапан при своей работе в некоторых случаях испытывает нагрузки, пожалуй, даже большие чем редукционный клапан. Это связано с тем, что на перепускных клапанах возникают большие перепады при достаточно небольших расходах.


    о требует исполнения внутренних элементов с различным напылением вроде стеллита. Мягкие уплотнения на тарелке или седле клапана применяются только на средах с небольшими температурами и при относительно не больших перепадах давления – иначе они могут подвергнуться эрозии. Кроме того, рабочая пара седло/клапан при одном и том же диаметре могут иметь разные сечения, а значит и клапана могут иметь различные параметры Kvs. Например клапана Mankenberg DM505 при одном и том же диаметре может выпускаться в 5 разных вариантах Kvs.

  2. Исполнительный механизм. Перепускной клапан может в зависимости от перепадов, давления настройки и режима работы быть выполнен как с мембранным, так и с пружинным или поршневым исполнительным механизмом. Мембранный является самым распространённым, пример — ГРАНРЕГ КАТ 82, но в то же время имеет ограничения по перепадам давлений и давлению настройки. При этом мембранный клапан обладается самой высокой точностью настройки, как Mankenberg UV3.0  где точность достигает 0,001 бар. Поршневой отличается возможностью работать на больших давлениях настройки, например, Mankenberg UV8.2. Перепускные клапана с мембранным или поршневым исполнительным механизмом требуют установки импульсной трубки. Пружинные приводы имеют очень компактную конструкцию, малую стоимость и простую настройку, но при этом пропускная способность клапанов с таким приводом несколько ниже. Яркий пример – это Goetze 630.


Перепускной клапан подбирается исходя из следующих основных параметров:

  1. Рабочая среда. Очень важно понимать, что перепускной клапан – это сложная когструкция, состоящая из множества деталей. Для герметичности клапана и его работы применяются различные уплотнения из эластомеров. Неправильный подбор влечен за собой выход из строя клапана с различными последствиями для технологии, так и для окружающей среды и для человека.

  2. Физические параметры рабочей среды. Исходя из её вязкости, текучести, наличию абразива и агрегатному состоянию подбирается перепускной клапан с определенной конструкцией седла, плунжера клапана и полезной площади мембраны, а рабочая температура среды влияет на материалы клапана и уплотнений.
  3. Рабочие параметры рабочей среды. Основным параметром, по которым подбирается перепускной клапан – это его пропускная способность. Только зная давление, которое необходимо поддерживать, давление среды за клапаном в линии сброса, а так же расход можно правильно подобрать клапан.
  4. Дополнительные условия. Следует учитывать не только указанные параметры, но и соотношение входного и выходного давления, места установки, скорости рабочих сред в системе. Неправильный выбор влечет возникновение кавитации, невозможность регулирования и дальнейшее разрушение клапана. Кроме того не стоит забывать о месте установки клапана – это так же влияет на клапан.

После предварительного расчета пропускной способности, материалов уплотнений и корпуса можно выбирать перепускной клапан по заводу изготовителю – кто может предложить клапан под расчетные параметры, а так же учитывая место установки и остальные значимые условия.

Кроме того, не стоит забывать о том, что как и любая регулирующая арматура, перепускной клапан небходимо  дополнить следующим оборудованием: 

  1. Запорные вентиля, а на ответственных системах еще и линия байпаса
  2. Фильтр для защиты внутренних элементов клапана
  3. Предохранительный клапан в случае резкого роста давления — для защиты клапана и системы в целом
  4. Манометры для определения работы и настройки клапана
  5. При использовании на пару настоятельно рекомендуется уставнока сепаратора пара, а на импульносй трубке в обязательном порядке устанавливается конденсатная емкость.

Схема установки перепускного клапана

Источник: a-tepla.ru

Назначение и области применения

Перепускные клапана устанавливаются в жидкостных и газовых трубопроводах, в которых возможно регулярное повышение давления по разным причинам. Задачей этого устройства является поддержание рабочего давления в системе. При возрастании напора на участке магистрали перед установленным клапаном, он сбрасывает часть рабочей среды в обводной контур, снижая тем самым давление в основной системе.

Эти устройства находят применение в системах:

  • холодного и горячего водоснабжения,
  • теплоснабжения от любых источников,
  • охлаждения,
  • кондиционирования.

Отдельная область – автомобилестроение. Они устанавливаются в системах охлаждения и подачи топлива. Перепускными клапанами в автомобильных двигателях с турбонаддувом регулируется нагнетание воздуха турбокомпрессором.

Перепускной клапан для воды
Перепускной клапан турбины автомобильного двигателя

Конструкция и принцип работы любого перепускного клапана

Его корпус изготавливается из стали или латуни. Основным элементом внутреннего механизма является затвор (заслонка), закрывающий пропускное отверстие. Затвор удерживается в закрытом состоянии пружиной. В отдельных моделях его роль выполняют мембрана или диафрагма. Усилие пружины регулируется настроечным рычагом, выведенным на внешнюю поверхность корпуса.

Перепускной клапан для воды
Схема устройства клапана

Гидравлика работы основана на давлении потока рабочей среды в трубопроводе на затвор, находящийся внутри корпуса. Пока усилие меньше установленного регулировками рычага, сливное отверстие остается закрытым. Как только напор становится больше настроечного, давление на пружину приводит к ее сжатию. В результате отверстие для слива оказывается приоткрытым, и часть потока перепускается в обходной контур, уменьшая давление в основной гидросистеме.

Дальше происходит обратный процесс – снижение напора приводит к разжиманию пружины и закрытию затвора, и клапан снова готов к очередному сбросу. Выравнивание давления происходит постоянно, в автоматическом режиме. При работе системы в режиме «закрытой водяной задвижки» перепускной канал остается постоянно открытым, обеспечивая постоянную рециркуляцию потока носителя по обходному контуру.

Перепускной клапан для воды
Разрез перепускного устройства

Отличия от других видов защитных клапанов

Похожим устройством и принципом действия обладают и другие вентили, устанавливаемые для безопасной работы трубопроводов. Но они различаются по назначению и предъявляемым требованиям.

Тип клапана Механизм действия Принцип работы
Перепускной Устанавливается в обходном контуре и перенаправляет в него часть потока Постоянно работает по мере необходимости
Предохранительный Снижает давление в системе, выбрасывая часть носителя наружу При аварийном повышении давления
Редукционный Изменяя свою пропускную способность, регулирует напор в части основного контура, расположенной после места его установки Постоянная работа

Перепускной вентиль уменьшает нагрузку на насосы системы без изменения количества носителя в ней.

Технические характеристики

Основные величины, определяющие возможности работы перепускных устройств в системе:

  • Диаметр прохода. Внутреннее сечение прохода носителя через вентиль. Может отличаться от диаметра основного контура системы.
  • Пропускная способность. Характеризует объем рабочей среды, способных пройти через клапан в единицу времени при номинальном давлении в 1 атм. Измеряется в куб.м/час.
  • Предельное давление. Максимальное значение избыточного напора, на которое рассчитана работа устройства. Превышение в системе этого параметра приводит к смещению штока вентиля и началу перепуска носителя. Определяется при температуре носителя в 20 °С.
  • Диапазон настройки. Границы возможностей регулировки избыточного давления, при котором начинается открывание клапана. Единица измерения – бар.
Перепускной клапан для воды
Регулировочная шкала с настроечным движком

Разновидности перепускных клапанов

При схожести принципа действия и рабочих характеристик устройства имеют дополнительные различия.

Способ присоединения

На магистралях малого диаметра (до 150 мм) входные и выходные патрубки обычно выполняются под резьбовое соединение. Варианты – внешняя или внутренняя резьба патрубка. На трубопроводах большого сечения используется подключение методом сварки или с применением фланцевых соединений.

Перепускной клапан для воды
Фланцевые клапана большого диаметра

Направление потока

Вентиль, устанавливаемый в основном потоке, обычно имеет угловую форму для подключения отводящего контура. Клапана, включаемые в байпасную магистраль, могут быть и прямоточными.

Перепускной клапан для воды
Перепускной клапан прямого потока

Активный элемент

Обычно перекрытие выходного отверстия осуществляется затвором или заслонкой. Но в некоторых конструкциях запорным элементом является диафрагма, соединенная со штоком. Применение диафрагменных вариантов рекомендуется в магистралях с рабочей средой, содержащей помимо жидкости или газа твердые частицы.

Механизм действия

Различие в способе воздействия на запорный элемент обусловило появление двух типов вентилей.

  • Прямого действия. Простое механическое устройство, в котором теплоноситель непосредственно воздействует на активный элемент клапана. Недорогие и сравнительно простые в обслуживании.
  • С элементами непрямого воздействия. Фактически состоит из двух вентилей. Клапан малого диаметра работает как датчик давления и при срабатывании управляет штоком главного затвора, который и открывает слив в обводной канал. Характеризуются более точной настройкой порога срабатывания.

Критерии выбора устройства

Перепускные вентили необходимы в следующих типах трубопроводных магистралей:

  • Бойлерные накопительные системы. Вода в них находится под давлением, а периодические включения/выключения приводят к резким перепадам объема и напора протекающей жидкости.
  • Системы горячего водоснабжения постоянного действия, снабженные терморегулирующими устройствами. При изменении температуры меняется и объем среды в магистрали. Требуется постоянная регулировка и сглаживание перепадов давления.
  • Многоконтурные системы отопления. При отключении любого из контуров возрастает давление в остальных частях. Перепускные устройства минимизируют изменение нагрузки на насосы системы.
  • Твердотопливные отопительные устройства не способны резко снизить температуру носителя после отключения. Перевод потока в обход магистрали позволяет уменьшить время охлаждения.

При выборе подходящего предохранительного устройства перепускного типа нужно учитывать следующие параметры:

  • Диаметр и способ подключения, позволяющие включить его в регулируемую магистраль.
  • Пропускная способность должна соответствовать расчетному отводу носителя в случае максимальной нагрузки.
  • Рабочая температура устройства и материал его изготовления.
  • Необходимость регулировки точки срабатывания клапана. Ее диапазон должен лежать в пределах планируемых изменений давления.

Значение имеет и ориентировка на продукцию известного производителя.

Особенности монтажа

Конкретное место установки перепускного устройства зависит от схемы и типа трубопровода. Клапан может встраиваться в дополнительный отводной контур. Для отопительных систем замкнутого цикла сброс излишнего давления проводится в трубопровод обратного направления. Допускается также его применение в качестве предохранительного вентиля, с настройкой на аварийное давление и со выводом жидкости в канализацию.

В схеме одноконтурной отопительной магистрали перепускной клапан устанавливается в байпасный отвод после нагнетательного насоса.

Перепускной клапан для воды
Перепускной клапан локальной системы отопления. Схема установки.

Для большей сохранности и безопасности всего отопительного контура желательно помимо перепускного устройства установить и дополнительные:

  • обратный клапан для предотвращения обратного направления потока,
  • воздухоотводной вентиль для стравливания воздушных пробок,
  • сливной кран для полного сброса носителя из системы,
  • для систем малого диаметра коттеджного типа – сетчатые фильтры.

В многоконтурных системах перепускные клапана устанавливаются в каждом контуре.

Советы по настройке и обслуживанию

Ставить вентиль с регулировкой диапазона избыточного давления стоит тем, кто уже имеет опыт в расчете требуемого значения. Открытие сливного отверстия начинается при давлении, выбранном настройкой. Но полностью оно открывается обычно при давлении, превышающем начальное значение на 20%. Но расчет не может базироваться только на этом показателе, потому что такое понижение рабочего напора в системе носит нелинейный характер. Сброс части носителя уже приводит к уменьшению нагрузки на затвор клапана. Поэтому для точного расчета пропускной способности устройства ориентируются на диаграммы, приводимые в техпаспорте.

Следует учитывать, что погрешность настройки большинства регуляторов составляет 10%. Для первоначальной регулировки и последующего контроля рекомендуется устанавливать манометры до и после точки перепуска.

Сама настройка проводится либо сдвигом бегунка вдоль шкалы, либо вращением регулировочного винта. После установки и проверки требуемого значения, винт закрепляется зажимной гайкой.

Текущий уход за перепускным клапаном заключается в ежемесячном контроле начального давления срабатывания и скорости его открывания. Следить нужно и за состоянием фильтров.

При неправильной работе клапана следует его демонтировать, разобрать и промыть все детали. Возможно, неисправность вызвана простым засорением механизма.

Источник: ZnatokTepla.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.