Главные типы предохранительных клапанов и их использование

При эксплуатировании любой системы в трубопроводах из-за сбоя в работе может появиться большое давление, которое может привести к разрушению оборудования. Для защиты агрегатов в систему устанавливают клапан для предохранения, который, если в трубопроводах повысится давление выше номинального, создает сброс излишка среды работы, и в системе востанавливается номинальное давление.

Рабочий принцип предохранительных клапанов

Защитное устройство от большого давления монтируется в трубопроводах и сосудах, присутствующих под давлением. В зависимости от назначения конструкция предохранительных компонентов бывает разным, но схема и рабочий принцип у всех одинакова.

При хорошей работе оборудования седло под воздействием механизма пружин закрыто и не оказывает никакого влияния на систему. Давление настройки клапана равно рабочему давлению в системе. Когда напор в трубопроводах превысит усилие пружинного элемента, закрывающего отверстие, то седло откроется и случится выброс проводимой среды. В результате давление упадет и седло снова закроется.

Схема клапана предохранительного

Рабочая среда может быть самой разной, вода, пар, газообразные фракции, смазочные и гидравлические масла и нефтепродукты. Благодаря этому и сброс избыток напора может изготавливается в атмосферу, к примеру, пар, воздух, вода, или назад в сливную магистраль для агрессивных материалов.

Клапан для предохранения начинает приоткрываться для сброса давления при напоре на 3% ниже номинального. Сброс среды работы сначала маленький, но если этого недостаточно и напор растет, то седло откроет доступ к сливу при показателях 110-115% от рабочего.

Как только напор упадет, седло перекроет доступ, и система продолжит работу в нормальном режиме.

Использование предохранительных устройств

Для оснащения неопасной работы предохранительный соединитель является необходимым элементом любой системы, работающей под давлением.

В зависимости от назначения они как правило ставятся в следующих местах:

Горячее водообеспечение и теплоснабжение. Клапан для предохранения для отопительной системы ставится на трубопроводах после подающего насоса. Так как горячая вода агрессивна, сброс должен идти в безопасное место, в большинстве случаев в канализацию. При высоких расходах кол-во агрегатов может дойти до 2 и больше.
Соединитель сантехнический для водомерного узла холодной воды монтируется в трубопроводах водообеспечения чистой водой. Сброс выполняется конкретно на землю.

Соединитель сантехнический для водомерного узла

Гидросистема. В качестве жидкости для работы применяются гидравлические масла. Гидросистема служит для привода механизмов работы: гидромоторов, гидроцилиндров. Предохранительный соединитель ставится на трубах, или может быть в составе насоса или гидравлического распределителя. Сброс масла изготавливается в сливную магистраль.

Магистрали из труб газоснабжения. Увеличение напора в трубах может привести к непредвиденной ситуации – это отрыв пламени от горелок, накапливание излишка газа и взрыв в помещении. Благодаря этому арматура ставится сразу же после регулятора напора, а сброс изготавливается в атмосферу.

Система воздушная, воздушные нагнетатели. Защитное устройство монтируется в корпусе нагнетателя воздуха, сброс происходит в атмосферу.

Предохранительный соединитель нагнетателя воздуха

Виды защитных механизмов

В промышленности используются разные конструкции приспособлений для защиты труб, в зависимости от их места установки и проводимой среды. Это могут быть пружинные, рычажные, мембранные, двухпозиционные и остальные виды используемых предохранительных клапанов.

Рассмотрим детальнее их устройство и рабочий принцип.

Клапан предохранительный пружинный

Самый широко применяемый клапан для предохранения, тем более для отопительных систем. Ключевые его плюсы, конструкционная простота и возможность легко настроить на рабочее системное давление. Отличают следующие разновидности защитных пружинных механизмов:

прямого действия – устройство срабатывает при непосредственном влиянии среды работы;
непрямого действия – сброс очень высокого напора выполняется внешним управлением, к примеру, электрическим сигналом;
двухпозиционные агрегаты – открытие фитинга происходит сразу резко на полный ход, после сброса напора соединитель резко закрывается, что может вызвать автоколебания седла и вибрацию механизма.

Двухпозиционный соединитель

Механизм защиты рычажного типа

Механизм данного фитинга состоит из рычага, соединенного с золотником, который закрывает отверстие выпуска. На рычажок навешивается груз, и, в зависимости от веса груза и места крепежа на рычаге, изменяется настройка механизма.

Груз крепится на рычаге от нечаянного смещения и изменения настройки. Минусом этой конструкции считается ее массивность, благодаря этому использование подобных механизмов изготавливается в системах с большим диаметром труб, больше 50 мм.

Защитное устройство рычажного типа

Клапан предохранительный мембранный

Важным элементом подобной конструкции считается мембранная ткань. Рабочий принцип заключается в том, что при появлении аварийного напора в трубах мембранная ткань разрывается и выполняется сброс среды работы. Мембранные устройства просты в изготовлении, герметичны и быстро срабатывают.

Важно! Есть у них серьёзный недостаток, после любого срабатывания мембранную ткань нужно менять на новую. Благодаря этому всегда рядом с данным устройством ставят и традиционный соединитель.

В зависимости от конструкции, данные устройства могут быть с разрывной мембранной тканью и с хлопающей мембранной тканью:

Механизмы с разрывной мембранной тканью используют в системах с жидкими и газообразными рабочими средами. Форма мембранные ткани плоская или купольная, при резком изменении давления выше рабочего устройство срабатывает, и мембранная ткань рушиться.
Механизмы с хлопающей мембранной тканью применяются очень часто в системах с газообразной средой для работы. Мембранная ткань делается из каучукообразной ткани и предохраняет трубы как от увеличения, так и опасного снижения давления. Для этого снизу и сверху мембранные ткани размещены ножи. При перемене давления мембранная ткань выгибается, и когда, при сильном перепаде в системе, касается ножей, то происходит разрез оболочки. При этом в зависимости от величины напора происходит или сброс, или пополнение от добавочной емкости.

Предохранительное мембранное устройство

Установка и процесс установки

Для оснащения неопасной эксплуатации газовых и водяных трубо-проводов, во время установки защитных агрегатов, рекомендуется исполнять такие требования:

На трубах, подходящих к защитному механизму, и трубопроводах сброса напора нельзя ставить арматуру запорную и фильтра.
Ось пружинного фитинга должна ставиться вертикально. К агрегату обязан быть гарантирован свободный доступ для замены и регулировки.
Рычажок защитного механизма рычажного типа во время установки должен находиться в горизонтальном положении.
Перед фитингом для контроля напора следует установить прибор для определения величины давления.

Установка прибора для определения величины давления на трубопровод

В зависимости от среды работы труба для отвода может быть направлена: в атмосферу для пара и газообразных неагрессивных сред. Для горячей воды слив обязан быть направлен в специализированную емкость, или назад в систему. Если в трубах опасная среда, то сброс должен сливаться только в закрытый резервуар.

Длина трубы от оборудования до установки защитного агрегата должна быть небольшой. На этом месте не разрешается подключение отводов для отбора среды работы.

Клапан для предохранения для отопительной системы может ставиться в некоторых местах на трубопроводе, при этом расход среды работы через трубопровод обязан быть на 1,25 раза больше, чем суммарный расход устанавливаемых устройств.

Установка оборудования в котельной установке

Работа

Долговечность работы защитных механизмов зависит от выполнения всех условий технической эксплуатации. Во время работы защитного агрегата вследствие износа главных частей могут появляться следующие изъяны:

Негерметичность седла. Изъян может появиться в результате проникания железной стружки и наличие рисок на седле. Изъян устраняется притиркой седла или его заменой на подобный соединитель.
Заниженное давление открытия устройства вследствии потери пружиной клапана собственных упругих параметров или разрегулировка настройки. Для устранения отказа нужно поменять пружину или сам соединитель, настроить давление, проверить в работе и установить пломбу.
Если нужно сделать замену агрегата для работ по ремонту, то на его место нельзя на время устанавливать заглушку или вентиль. Нужно, для безопасности объекта, заранее сделать выбор клапана с точно аналогичными свойствами, и только его ставить заместь снятого.
Если появляется пульсация во время работы, быстрое закрытие и открытие затвора устройства, то этот дефект может вызывать нежелательную вибрацию трубо-проводов, что может привести к их деформированию. Основой может быть несоответствие размеров сечений ключевого трубопровода и трубопровода, подключенного к агрегату. Для устранения дефекта нужно при установке ставить трубы одного и того же сечения.