Клапан сброса избыточного давления: виды, устройство, принцип работы и монтаж аварийного клапана для воды

В самогонном аппарате главное — безопасность

Быстрый переход по статье

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

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:

1. рабочая среда в системе, которую он защищает. Условно говоря, эта сила пытается его открыть.
2. 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?

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.

Советы

Иногда отдельные элементы водонагревателя или вся система перестает работать должным образом. Это снижает безопасность конструкции и может привести к печальным последствиям. В этом случае нужно как можно раньше выяснить причину и место поломки и либо устранить ее самостоятельно, либо вызвать для этого специалиста. Чаще всего из строя выходят термостаты, нагревательные элементы и предохранительные клапаны. Причем проблема в работе одного из них может моментально отразиться на остальных. Никогда не стоит устанавливать элементы, которые не подходят по своим параметрам к параметрам бойлера или имеют разные способы соединения.

Неполадки не могут возникнуть сами по себе, у них существуют определенные причины.

Чаще всего они состоят в следующем.

• Несвоевременная замена поврежденных деталей. Например, обратный клапан должен меняться минимум раз в год. Он дешевый и не потребует больших затрат.
• Неправильный монтаж всей системы. Если врезка предохранителя в трубу выполнена с недостаточной гидроизоляцией или на слишком большом расстоянии от входа в бойлер, система не будет работать как следует.
• Перепады напряжения в электросети могут повлечь выход из строя нагревательных элементов системы.

• Наличие заводского брака или отсутствие профилактических осмотров. Для того чтобы правильно выбрать нагреватель и предохранители нужно очень внимательно изучать всю информацию при покупке. И даже самый качественный аппарат периодически необходимо проверять.
• Образование накипи или возникновение коррозии. Накипь и коррозия на обратном затворе могут послужить причиной утечки воды назад в трубопровод или «разъесть» различные соединения, нарушив их герметичность.

Самые основные неисправности можно подразделить на несколько видов. Чаще всего бройлер начинает течь. Это может быть как производственный дефект, так и приобретенная из-за коррозии трещина. Такой бак нельзя самостоятельно исправить, придется полностью заменять его. Вода, капающая с соединений труб говорит об их негерметичности. С предохранительного клапана вода, наоборот, должна иногда капать. Если он всегда сухой, то его следует заменить.

Второй распространенной неисправностью чаще всего выступает отсутствие нагрева. Почти всегда это связано с неисправностями нагревательного устройства или термостата. Иногда таким образом срабатывает аварийный отсекатель, когда бойлер постоянно включают на максимальную температуру.

Часто при работе бойлера могут нагреваться стены, периметр розетки и окружающее пространство. Самым опасным в этом случае является нагрев вилки или розетки. Причиной может служить плохой контакт или поломка ТЭНа. Если водонагреватель работает не на электричестве, а от газовой сети, то дымоход может забиться льдом, что закроет выход пару. В этом случае довольно просто прочистить его.

В случае если водонагреватель дает недостаточное количество теплой воды, нужно проверить не перепутаны ли патрубки входа и выхода. А если горячая вода поступает в кухонный кран практически без напора, при этом смеситель работает должным образом, необходимо проверить предохранительный клапан. Он может забиться ржавчиной или грязью, после его прочистки напор воды восстановится.

Качественный предохранительный клапан для бойлеров объемом не более 200 литров, установленный на стандартный бытовой нагреватель может прослужить не менее десяти лет. Необходимо регулярно очищать его от осадка и проверять работоспособность всей системы. Раз в три-четыре года его желательно демонтировать и промывать специальными химическими растворами, которые можно приобрести в хозяйственных магазинах.

При установке обязательно нужно следовать приведенным правилам и провести качественную проверку системы холодной водой под напором. Если есть какие-либо сомнения в собственных силах, лучше доверить такую ответственную работу профессионалам. Ведь от качественной работы зависит не только имущество, но и здоровье всех жильцов.

Подробнее смотрите в следующем видео.

Виды и конструкции

По принципу действия на запорный элемент клапаны сброса избыточного давления (сокращенно КСИД) делят на два типа:

• Прямого действия. Срабатывают под действием напора рабочей среды. Часто используются в топливопроводах и масляных контурах.
• Непрямого действия. Используется сторонний источник давления. Их применяют в качестве клапанов аварийного сброса избыточного давления воды или газа.

В зависимости от внутреннего устройства клапаны КСИД подразделяются на следующие виды

С выносным датчиком

Арматура укомплектована подпружиненным штоком. Они срабатывают от основных или дополнительных мехов. В датчике находится чувствительный к температуре состав. В случае перегрева он расширяется и попадает в меха по капилляру. Увеличившиеся в размерах меха толкают шток, отжимая запорный элемент от седла. Так открывается просвет для сброса рабочей среды в окружающее пространство или в дренаж.

Комбинированные с подпиткой системы

Продвинутая конструкция разработана для того, чтобы одновременно выполнять несколько операций:

• Сброс рабочей среды по сигналу внешнего сенсора.
• Быстрое снижение температуры теплоносителя.
• Подпитка отопительного контура свежей водой.

Для этого на едином штоке, проходящем через две независимые рабочие камеры, установлены два запорных тарельчатых элемента. Один из них открывает путь перегретому теплоносителю в канал сброса, второй одновременно подает в систему свежий его запас, чтобы компенсировать потери.

Похожие клапана используются и для выпуска избыточного давления воздуха, с одновременным добавлением новой порции из ресивера.

Пружинные

Здесь запорный элемент удерживается силой деформированной пружины. Клапан перестраивается в ограниченном диапазоне напора. Для этого достаточно вращать регулировочный винт, предварительно сжимающий или ослабляющий пружину.

Клапан можно настраивать и в больших пределах, меняя пружину на более или менее жесткую.

Многие пружинные клапаны снабжают рычагом для сброса давления вручную и для проверки работоспособности устройства.

Если прибор предназначен для функционирования в активных средах, на пружину наносят защитное полимерное покрытие.

Рычажно-грузовые

В такой арматуре вместо силы сжатия пружины используется сила земного тяготения. Давление рабочей среды уравновешивается весом тщательно подобранного груза, подвешенного на рычажном механизме. Тонкую настройку момента срабатывания можно добиться, перемещая груз ближе или дальше от штока вдоль по рычагу, снижая или повышая таким образом силу прижима и пороговое значение срабатывания.

Такие конструкции могут устанавливаться только в одном, строго определенном положении относительно горизонта. Как правило, они работают на горизонтальных участках трубопроводов.

Для обеспечения высокой пропускной способности приходится увеличивать диаметр тарельчатых запорных элементов. Чтобы избежать значительного роста габаритов изделия и массы груза, часто в одной рабочей камере размещают два клапана меньшего сечения.

Конструкция отличается высокой стабильностью параметров.

Капает по ночам?

Бывает так, что клапан течёт ночью. И даже не течёт, а хлещет. И не просто хлещет, а со свистом. Народ реально пугается. Клапан тут не причём. Водонагреватель, кстати, тоже. Всему виной водоканал. Ночью водоразбор воды меньше, чем днём. А насосы водоканала качают одинаково. Вот и получается, что разница давления между днём и ночью бывает раза в полтора.

Помочь может только редуктор давления. И устанавливать его надо не перед бойлером, а на входе в квартиру. А то постоянно сталкиваюсь с таким решением — раз течёт с клапана, значит и ставить редуктор надо перед клапаном. Нет! Просто так получилось, что клапан, это единственный прибор, который может сигнализировать о проблеме. Он течёт, свистит, кричит: «Люди! Alarm! Спасите! Помогите! Давление! Ах, какое большое!» А все остальные смесители, шланги и трубочки в это время молча терпят и покорно ждут, когда наступит их разрушение. Потом раздаётся стук снизу.

Различия в конструкциях

Устройство различных предохранительных клапанов может различаться. Так, большая часть арматуры выпускается с одним седлом. Можно встретить и конструкции, в которых два седла (и два штока с пружинами) установлены рядом.

По отношению высоты подъема запорного элемента к его диаметру различают:

• малого подъема: до 1/20;
• среднего подъема: до 1/4;
• полного подъема: свыше 1/4.

Чем выше степень подъема, тем быстрее срабатывает устройство. Малоподъемные модели применяются для жидкостей, там, где не требуется сбрасывать большие объемы для снижения давления до нормального. В них высота подъема пропорциональна напору среды. Полноподъемные называют также двухпозиционными. Они имеют два положения: «Открыто» и «Закрыто» и предназначены для:

• жидкостных систем высокого давления;
• газов.

Такая конструкция позволяет быстро сбросить значительный объем газа или жидкости и применяется в особо ответственных установках и технологических комплексах.

Самые серьезные конструктивные различия наблюдаются в способах приложения нагружающей силы к запорному органу.

Пружинные клапаны

Наиболее распространены в бытовых системах- водонагревательных, водопроводных, отопительных. Золотник прижимается к седлу силой сжатой пружины. Изменяя степень предварительного сжатия пружины регулировочным винтом, можно настраивать ее на разные предельные значения. Многие модели снабжаются рычагом принудительного ручного открытия затвора для того, чтобы время от времени проверять работоспособность. Для устройств, работающих в опасных и вредных для здоровья средах, ручная контрольная продувка не предусматривается. Пружины, седла и камера устройств, работающих в агрессивных жидкостях и газах, покрывается специальными антикоррозийными покрытиями.

Шток, проходящий через корпус, уплотняется двойным сальником из особо стойких материалов (специальные сорта резины, фторопласт), исключающим в нормальных условиях проникновение агрессивных веществ в помещение.

Рычажно-грузовые клапаны

Такие конструкции для противодействия силе напора используют силу земного притяжения. Они могут монтироваться только в строго определенном производителем положении относительно горизонта и не допущены к применению на транспортных средствах и других подвижных объектах. Вес груза передается через рычаг штоку золотника, уравновешивая его до тех пор, пока давление в трубопроводе ниже порогового.

Чтобы избавиться от этих эффектов, и применяют двухседельные клапаны, каждый из которых невелик по габаритам и весу. Регулировка таких устройств проводится добавлением или удалением части груза, размещенного на рычаге. Они отличаются стабильностью параметров работы и отсутствием эффекта старения пружин, снижающих их упругость.

Магнито-пружинные клапаны

Современные конструкции относятся к изделиям непрямого действия. Запорный элемент приводится в действие соленоидом. В нормальном положении электромагнит прижимает его к седлу, а по достижении предельного напора автоматика управления отключает напряжение на катушке индуктивности. Давление среды отжимает золотник и затвор открывается.

В другой конструкции прижатие осуществляется мощной пружиной, а по достижении порогового значения напора управляющая команда включает соленоид, и он поднимает клапан.

Существует исполнение, в котором соленоид и прижимает золотник, и отжимает его под действием противоположно приложенного напряжения. В случае отключения питания устройство продолжает работать как обычное пружинное.

Главное преимущество магнитных устройств — для задания порогового значения нет необходимости в физическом доступе к арматуре. Порог можно изменить в настройках программы управления в зависимости от текущей ситуации или особенности данной стадии технологического процесса.

Такие конструкции стоят существенно дороже своих механических аналогов, но многократно окупают себя в сложных промышленных установках с большим чистом параметров и влияющих друг на друга элементов.

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.

Рычажно-грузовой сбросной клапан в разрезе.

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.

Принцип работы пружинного предохранительного клапана, предназначенного для системы индивидуального отопления. 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.

Чем важны предохранительные клапаны для водонагревателей

Разберемся с устройством предохранительного прибора для водонагревателя и принципом работы.

Устройство

Само устройство очень простое. Конструкция состоит из двух цилиндров. Один большого объема, а другой меньшего. Цилиндры расположены перпендикулярно друг другу.

1. Большой цилиндр. В нем расположен тарельчатый клапан, который поджимается пружиной. Он обеспечивает поступление воды в одну сторону. Тарельчатый клапан по своей сути является обратным клапаном. С обеих сторон цилиндр имеет нарезку для подключения к трубе и обогревателю.
2. Малый цилиндр. Он размещен перпендикулярно к первому и имеет меньший диаметр. Цилиндр оснащен дренажным патрубком с тарельчатым клапаном внутри. Работает он в противоположную сторону.

Принцип работы

Нет ничего сложного в работе предохранительного клапана для водонагревателя.

1. Под давлением холодной водопроводной воды обратный клапан открывается и емкость нагревателя наполняется.
2. После заполнения бака холодной водой давление в баке становится выше внешнего, и клапан закрывается. Он будет открываться по мере расхода воды.
3. Второй клапан имеет мощную пружину, которая срабатывает от повышенного давления в бойлере. При нагревании воды давление в бойлере повышается. И если оно превышает допустимое значение, то срабатывает пружина и через дренажное отверстие происходит сброс излишек воды. Так, давление в бойлере выравнивается до нормы.

Для внесения ясности в работу устройства смоделируем несколько ситуаций.

• Пусть на входе в нагреватель отсутствует клапан, который перекрывал бы обратный отток холодной воды, подающейся в бак. Даже при стабильном давлении в водопроводе такой агрегат работать не сможет. Дело в том, что вместе с нагревом воды в баке растет давление. В какой-то момент давление в баке может превысить давление в водопроводе, и горячая вода начнет поступать в систему водопровода. Так, горячая вода может потечь из крана для холодной воды или из бачка унитаза.
• Бывают случаи, когда в водопроводной системе падает давление (часто такое происходит в ночное время, когда снижается нагрузка на водонапорной станции). В этом случае вода из бака сливается в водопроводные трубы. ТЭНЫ вхолостую греют пустой бак, что приводит к неминуемому перегоранию. Конечно, по идее, автоматика должна не допустить процесса перегревания. Однако, не все модели оснащены такой функцией. Да и автоматика может просто подвести в самую трудную минуту.

Рассмотрев обе ситуации, кто-то скажет, что подобного можно избежать, установив простой обратный клапан. Встречаются умельцы, которые именно так и делают. Но они даже не подозревают, что устанавливают в своем доме бомбу замедленного действия. Ужасно думать какие последствия могут ожидать, если из строя выйдет терморегулятор.

Для кипящей воды из бака нет выхода. Давление повышается, а вместе с ним повышается и точка кипения воды. Если открыть кран, то давление может упасть, точка кипения тоже падает. Это вызовет мгновенное вскипание воды, в результате образуется огромное количество пара, что может вызвать сильнейший взрыв.

Опасных ситуаций можно избежать если установить исправный клапан для водонагревателя.

Основные достоинства предохранительного устройства для водонагревателя.

1. Блокирует обратный ток воды из нагревателя в водопроводную трубу.
2. Не допускает резкого изменения давления в водопроводной системе.
3. При повышении давления сбрасывает излишки воды из бойлера.
4. При оснащении предохранительного устройства рычагом можно произвести слив воды для проведения работ по техобслуживанию.

Источник

Установка и регулировка узла безопасности

Установить предохранительный клапан на бойлер способен любой человек без помощи сантехника. Правильная монтажная схема указывает, что узел безопасности крепят на патрубок входа холодной воды в водонагреватель. Ниже идут краны, фильтра и другие элементы обвязки.

Устанавливается клапан на водонагреватель в такой последовательности:

• Установка предохранительного клапана осуществляется непосредственно на патрубок входа холодной воды, идущий внутрь водонагревателя. Часто между ними ставят разъемный переходник – «американку» для удобства демонтажа при обслуживании.
• На резьбу патрубка или переходника наматывают фум ленту для уплотнения соединения. Узел безопасности накручивают так, чтобы стрелка на корпусе была направлена в сторону бойлера.
• При накручивании на водонагреватель предохранительного клапана нужно остановиться, когда почувствуется упор. На дешевых моделях монтажный предохранитель отсутствует. Деталь накручивают на четыре оборота. Больше проворачивать нельзя. Резьба патрубка закроет канал штуцера для слива воды.

После установки стоит заглянуть внутрь корпуса со стороны обратного клапана. Внутри отверстия виднеется седло и сама пластина запорного механизма. Для проверки работоспособности пальцем или карандашом надавливают пластину. Она должна податься внутрь, а при отпускании возвратиться на исходное место.

Когда вся схема будет собрана, приступают к регулировке узла безопасности:

• Водонагреватель заполняют водой, подают напряжение и выставляют на терморегуляторе максимальную температуру. Предстоит подождать, пока произойдет полный нагрев, и автоматика отключит ТЭН.
• Из штуцера должны появиться капли жидкости. Если их нет, прокручивают регулировочный винт до получения положительного результата.
• После регулировки рычажком стравливают из бака немного воды, после чего возвращают механизм в закрытое состояние. Капель из штуцера прекратится. Внутрь бака поступит новая порция воды. ТЭН ее нагреет, и жидкость вновь начнет капать из штуцера.
• Отрегулированный на максимальную температуру механизм всегда сработает при превышении допустимого рубежа. Теперь на регуляторе можно задать меньшую рабочую температуру, например, 50–60оС. При достижении такого порога из штуцера жидкость не будет капать.

На работоспособность рычага принудительного слива и срабатывания при максимальной температуре проверяют группу безопасности 1 раз в месяц. Если отсутствует регулировочный винт и не срабатывает механизм по нужным параметрам, деталь заменяют.

Из чего состоит и как работает устройство

Конструкция состоит из следующих основных деталей:

• корпус, отлитый из стальных сплавов или латуни;
• входной и выходной патрубки, отлитые заодно с корпусом;
• седло, к которому прижат запорный элемент;
• запорный элемент-диск или шарик, присоединенный к штоку;
• пружина, размешенная в корпусе вокруг штока.

При нормальном или пониженном напоре воздуха сила сжатия пружины плотно прижимает запорный элемент к седлу. Просвет для прохода воздуха закрыт.

Как только напор начинает превышать значение срабатывания, он преодолевает силу пружины и начинает отжимать запорный элемент от седла. Открывается просвет для прохода воздуха. Происходит сброс воздуха в атмосферу, напор его внутри системы снижается. Сила пружины снова преодолевает силу напора и отжимает запорный элемент обратно к седлу. Затвор закрывается и готов к следующему рабочему циклу сброса воздуха.

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.