для чего служит предохранительный клапан на котле

Предохранительные клапаны. Назначение, места установок, порядок проверки. Требования Правил к предохранительным клапанам

Предохранительные клапаны служат для предотвращения разрушения котлов и сосудов при превышении рабочего давления. Они делятся на грузовые, пружинные и импульсные.

Рычажный клапан (см.рис.7) имеет рычаг с грузом, под действием которого он закрывается. При нормальном давлении в котле этот груз прижимает клапанную тарелку к седлу, то есть давление пара и груза на клапан уравновешенные. При повышении давления клапан поднимается, излишек давления удаляется в атмосферу, а клапан под действием массы груза опускается на седло. Подвешивание дополнительного груза на рычаг или заклинивание клапана с целью устранения неплотности не допускается. Они выпускаются одногрузовыми с Ду = 25,32,40,80,100 мм и двухгрузовыми с Ду = 80,100,125,150,200 мм. Регулирование клапанов проводится путем передвижения груза по рычагу.

Рис. 7. Рычажно-грузовые предо-хранительные клапана:

В пружинных клапанах (см.рис.8б) давление в аппаратах уравновешивается силой сжатия пружины. Эти клапаны используются на ресиверах, передвижных котлах, а в последнее время их начали использовать для установки на котлах типа Е и ДЕ. Они выпускаются с ДУ = 25,40,50,80,100 мм.

Рис.8. Предохранительные клапаны:

Импульсные клапаны устанавливаются на паровых котлах с рабочим давлением более 39 кгс/см 2 (3,9 мПа).

На каждом паровом и водогрейном котле и экономайзере, который отключается по рабочей среде и пароперегревателе должно быть установлено не менее двух клапанов. Один из них – контрольный – должен быть в металлическом кожухе, закрыт на замок или опломбирован и иметь устройство его подрыва, а второй – рабочий.

Предохранительные клапаны паровых котлов регулируют на начало открывания при давлении, которое не превышает следующих величин:

На водогрейных котлах они должны быть отрегулированы на начало открывания при давлении не больше 1,08 Р_раб давления в котлах.

Обратные клапаны оборудования пропускают среду только в одном направлении и служат для защиты оснащения от повреждений вследствие обратного потока среды. Они выпускаются двух видов: подъемные (см.рис.9а) и поворотные (см.рис.9б). По виду материала корпуса они выпускаются: чугунные, стальные и бронзовые. По способу соединения с трубопроводом они бывают муфтовые и фланцевые.

Обратный подъемный клапан состоит из корпуса, в круглое проходное отверстие которого впрессовано седло, закрывающее клапанной тарелкой. Для плотного закрывания клапанная тарелка притирается к седлу. Корпус закрывается крышкой, куда заходит направляющий шток тарелки. При движении воды в обратном направлении клапанная тарелка опускается и обратное движение воды прекращается.

Рис. 9. Обратные клапаны:

Обратный поворотный клапан (см.рис.10) состоит из корпуса с шарнирно закрепленной заслонкой, которая под давлением движущейся среды поднимается и клапан открывается. При отключении насоса или аварийном снижении давления после клапана, клапан закрывается и обратное движение воды прекращается.

Рис. 10. Поворотный обратный клапан:

Подъемные обратные клапаны устанавливаются только на горизонтальных, а поворотные – на горизонтальных и вертикальных трубопроводах.

Обратные клапаны необходимо устанавливать на отключающем устройстве по ходу движения воды. Обратные клапаны с муфтовым соединением изготовляются на небольшие условные проходы Ду = 15,20,25,32,40,50,80 мм, а с фланцевым – Ду = 20-200 мм.

Краны с условным проходом до 50 мм изготовляются с крышкой на резьбе, а больше 50 мм с крышкой на шпильках.

Легкоплавкие пробки (см.рис.11) предназначены для предотвращения повреждений котлов ДКВР при спуске воды. Они имеют коническую форму с внешней резьбой и вкручиваются в нижнюю часть верхнего барабана со стороны топки (2 шт.).

Рис. 11. Контрольная легкоплавкая пробка:

Отверстие пробки заливается легкоплавким сплавом (90% свинца и 10% олова), температура плавления которого 280-310 о С.

При нормальном уровне воды в паровом котле легкоплавкий сплав охлаждается водой и не плавится. При спуске воды пробки не охлаждаются, а вместе с тем со стороны топки они продолжают нагреваться продуктами сгорания топлива и легкоплавкий сплав расплавляется. Через образованное отверстие пароводяная смесь под давлением с шумом выходит в топку, что служит сигналом для аварийной остановки котла.

Для надежной работы пробки необходимо заменять или перезаливать не реже 1 раза в квартал. при замене наносится клеймо с указанием даты.

Требования Правил (ПБ-10-574-03):

— на каждом котле должно быть установлено не менее двух предохранительных клапанов

— суммарная пропускная способность предохранительных устройств, устанавливаемых на паровом котле, должна быть не менее номинальной паропроизводительности котла

— применение рычажно-грузовых предохранительных клапанов не допускается

— допускается применение только предохранительных клапанов полностью закрытого типа

— условный проход предохранительного клапана должен быть не менее 25 и не более 150 мм.

— предохранительные клапаны должны защищать котлы, пароперегреватели и экономайзеры от превышения в них давления более чем на 10% расчетного (разрешенного).

— конструкция пружинных клапанов должна исключать возможность затяжки пружины сверх установленной величины. Пружины клапанов должны быть защищены от прямого воздействия выходящей струи пара.

Источник

Как выбрать предохранительные клапаны для котла отопления, их предназначение и установка

При работе отопительной системы требуется регулярный контроль внутреннего давления. Но невозможно предусмотреть все и находиться возле датчиков постоянно. Лучше всего сразу установить котловой клапан, предохраняющий систему обогрева от поломок.

Зачем нужен предохранительный клапан

Теплоноситель при закачивании в трубы имеет температуру около +15 ºС, при нагревании в котле вода начинает нагреваться, расширяться, повышая внутритрубное давление. Это может спровоцировать протекание сварных швов, изломом или разрывом полимерных крепежных элементов. Котел при этом может взорваться. В лучшем случае произойдет короткое замыкание электроприборов котельной.

Если степень теплоотдачи газовых или жидкотопливных аппаратов еще можно контролировать, то у твердотопливных это невозможно.

В системе на жидких энергоносителях аппаратура устанавливаются датчики, встроенной автоматикой безопасности, которая срабатывает в экстренной ситуации и отключает приборы.

При отапливании дровами, углем можно попытаться урегулировать силу горения за счет закрывания заслонки, но на это необходимо время. Теплогенератор инертен, из-за чего теплоноситель сильно перегревается.

Когда печь еще в стадии прогрева, достаточно перекрыть доступ воздуха, чтобы быстро загасить пламя. Если же горение раскалило котел до предельно допустимой температуры, то сгорание замедлится, а топка еще некоторое время будет выделять много тепла.

Чтобы избежать последствий резкого или излишнего повышения давления, нужно использовать предохранительный сбросной клапан. В момент перегрузки системы затвор перекрывается, выводя часть лишнего пара наружу. Как только объем нагрузки вернется в норму, затвор закрывается, уходит в ожидание следующего сброса.

Виды клапанов и принцип их работы

Любая модификация предохранительных клапанов в обогревательной системе включает запорный элемент и механизм силового воздействия. По особенностям конструкции выделяют несколько видов предохранителей.

Отдельно классифицируют краны для сброса теплового потенциала с сильфоном, термочувствительной жидкостью, которая компенсирует перепады нагрузок. Существуют модели, содержащие в комплекте группу безопасности в виде подрывного клапана с деталью, отвечающей за отведение воздуха и манометра.

Обратный сбросной клапан для конструкции отопления бывает пружинным или гравитационным. За счет встроенных механизмов замыкатель удерживается закрытым, что обеспечивает движение потока теплоносителя в одном направлении.

Замыкатели бывают двустворчатыми, лепестковыми, дисковыми, прижимающимися к седлу, втулке, другому главному основанию. Необходимо чтобы получился герметичный затвор.

Принцип работы предохранителя кроется в том, что при обычном состоянии закрепляемая между штоком и пружиной мембранная прослойка плотно прилегает к седлу, герметично перекрывая выход. В случае, когда теплоноситель закипает, наблюдается расширение жидкости, нагрузка внутри системы поднимается, но частично регулируется за счет расширителя.

При максимально допустимом уровне нагрузки пружина сильно сжимается, освобождая мембрану, которая сразу открывает проход.

Крышка поднимается, выпуская столько разгоряченного пара, сколько требуется для стабилизации работы оборудования.

Когда работа нормализуется, пружина возвращается в исходное положение, мембрана герметично перекрывает спусковое отверстие, крышка возвращается на место.

Если хозяин находится рядом с приборами, можно выполнить экстренный сброс собственноручно, повернув верхнюю рукоятку.

По способу прижима

При обогреве частного дома, квартиры или промышленного помещения, где используется оборудование малой мощности, чаще выбирают пружинный клапан экстренного сброса избыточного давления воды для системы отопления.

Это простые, компактные, недорогие, но надежные модели, которые можно комбинировать для безопасности с другим оборудованием.

Степень сжатия пружины связана с тем параметром нагрузки, при котором срабатывает клапан. Упругость пружинки влияет на диапазон настроек.

Принцип работы устройства: на затвор оказывает давление водяной поток, по мере усиления которого сильно повышается степень сжатия пружины. От этого шток золотника поднимается вверх, выпуская лишний пар, и внутритрубный объем жидкости стабилизируется. Тем временем пружина возвращает агрегат в его исходное состояние.

Пружинные модификации производятся из высокопрочной латуни, применяются технологии горячей штамповки. Сама пружника стальная, а мембрана, уплотнители, рукоятка полимерные.

Можно выбрать модели с заводскими настройками или те, которые нужно настраивать индивидуально во время монтажа.

Рычажный предохранитель

Рычажно-грузовые предохранители используются реже, так как поднятие штока обеспечивает внешний навешанный груз, перемещающийся по всему рычагу, регулируя степень прижатия штока к седлу.

По степени поднятия затвора

Малоподъемные клапаны предполагают поднятие затвора не более, чем на 0,05 от диаметра седла: механизм открытия полностью пропорциональный.

Изделие характеризуется низкой пропускной способностью, примитивной конструкцией. Предохранитель устанавливается на установках с жидкой средой.

Полноподъемная модификация

Полноподъемные вариации способствуют максимально допустимому уровню поднятия затвора, что улучшает пропускную способность, так как сбрасывается большое количество пара за один раз.

По скорости срабатывания

Пропорциональный аварийный клапан срочного сброса избыточного давления воды в системе отопления предполагает, что затвор поднимается постепенно, соответственно степени внутренней нагрузки. По мере подъема заслонки объем выпускаемого пара плавно увеличивается. Такие установки можно использовать при любом типе котла, но чаще всего их ставят в системы с водой или другой жидкостью.

Двухпозиционные клапаны срабатывают моментально, полностью открываясь при повышении давления. Рекомендуется ставить такие приборы в сжимаемую среду. Главным недостатком предохранительного элемента является присутствие автоколебаний засова.

Клапан двухпозиционный

Монтаж двухпозиционных клапанов должен производиться с учетом сброса большого количества воды при резком открытии. Получается очень быстрый сброс давления, закрытие затвора, как следствие – гидроудар, что отсутствует в пропорциональных предохранителях.

Ознакомиться подробнее с устройством клапана, принципом его работы можно в следующем видео:

Особенности трехходовых аварийных клапанов

Предохранительные трехходовые клапаны для конструкции отопления используются в обогревательных системах при низких температурах в контуре.

Конструкция предусматривает наличие трех отверстий, где одно входное, а другие два – выводящие. Внутренние потоки регулируются заслонкой в форме шара или штока, а распределение жидкости осуществляется вращениями.

Клапан отвечает за то, чтобы все области контура были разграничены, плотность потока равномерно распределялась по всем зонам, температура нормализовалась.

Трехходовой клапан

При наличии системы теплого пола по напольному контуру нельзя пустить слишком горячий поток, потребуется его смешать с остывшей жидкостью, что обеспечивает трехходовая модель.

Работа происходит под контролем температурного датчика, который ставят в низкотемпературный контур. Тогда при отклонениях срабатывает механизм затвора, впускающий или ограничивающий выход жидкости из обратных труб.

Когда требуется предохранительный клапан

Замкнутая гидравлическая отопительная система оснащается предохранителем, если предусматривается нагрев теплоносителя.

Для постоянного контроля внутреннего давления нужно поставить бак расширения мембранного типа.

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.

Оба устройства защищают трубы и котельную в случае резких перепадов давления.

Когда срабатывает клапан

Ситуации, когда происходит экстренный сброс давления:

Когда котел работает на очень высокой мощности, вырабатывается очень много пара, что невозможно урегулировать даже самым надежным расширителем.

Когда требуется защита

При монтаже оборудования лучше всего сразу поставить независимый клапан.

Необходимо установить приспособление на систему горячего водоснабжения, если вода нагревается не проточным методом, а от отопительного котла.

Отдельные замкнутые контуры, нагреваемые теплообменником или другими источником тепла, также оснащаются предохранителем.

Клапан нужен в разных гидравлических соединениях, функционирующих под давлением или с компрессорным насосом.

Монтаж клапана в систему отопления

Предохранительный кран ставят сразу за выходным патрубком котла (достаточно отступить 20-30 см). Требуется манометр для визуального контроля, отслеживания состояния системы.

Между клапаном и основным источником тепла запрещено размещать запорные краны, задвижки или перекрывающие приборы.

Где располагается клапан

Чтобы излишки воды удалялись через выпускной патрубок, устанавливают специальную сливную трубку, соединяемую с канализацией или обратной линией трубопровода.

Если смонтирована гравитационная система закрытого типа, то предохранитель ставят в наивысшей точке.

Рекомендации по выбору

Качественные клапаны экстренного сброса редко стоят дешево, так как их делают из бронзы, латуни или нержавеющей стали. Главное, смотреть, чтобы было нормальное соотношение цены и качества.

Допускается подбор самого простого варианта, который мало стоит, но его проблематично регулярно проверять.

Повышает расходы, но улучшает показатель безопасности манометр, помогающий контролировать состояние оборудования.

Сделать малую систему обогрева автономной поможет сильфонный клапан.

Важно, чтобы основной механизм был достаточно надежным, но не очень упругим, а регулировка – удобной. Необходимо сразу проверить соответствие диаметра предохранителя и трубы, исходящей от котла, чтобы не пришлось менять деталь.

Если трубы с малым диаметром, то будет достаточно шарикового или тарельчатого оборудования. Гравитационный клапан монтируют только в горизонтальном положении, а основной затвор делают всегда лепесткового вида.

Нужно поставить несколько воздухоотводчиков, если используются бойлер, стояк. При водяном типе отопления в самую верхнюю точку ставят расширитель, который замещает несколько воздухоотводчиков. Но такой вариант усложняет обслуживание и занимает много места.

Регулирующую арматуру выбирают на основании того, какая степень комфорта ожидается, каков предположительный срок эксплуатации отопления. При настройке на минимальные параметры снижается уровень шума, а в ситуации с водяным обогревом предотвращается образование ржавчины. Арматурные элементы уменьшают нагрузку, повышают ресурсные значения циркуляционного насоса.

Когда теплоноситель – масло, или обогрев работает хорошо, ставят перепускной клапан, который работает постоянно, надежно обеспечивая требуемый уровень защиты.

Предохранительный сбросной клапан для котла оснащается особой числовой маркировкой с буквами атм, что обозначает, какое давление способно выдержать конкретное изделие, чтобы исправно работать.

Обычным заданным давлением для бытового предохранителя является отметка 3 атм. Предварительная нагрузка составляет всего 1,5 атм, а рабочее давление на максимальных температурах достигает 2,5 атм. Значит, при превышении обозначенных параметров ситуация становится аварийной, и должен сработать клапан.

У качественной продукции минимальный показатель прочности составляет 4 атм, его иногда превышают при ручной заливке отопительной жидкости.

Предохранительный регулирующий клапан стабилизирует работу всей системы на безопасном уровне.

Редукционная модель нормализует силу притока теплоносителя за счет корректировки внутреннего сечения входной части трубопровода.

Рычажно-грузовая вариация предполагает применение для крупных линий трубопровода с большим сечением, включает в себя золотник, который открывает перекрывающий вентиль. Механизм срабатывает, когда уровень давления превышает тяжесть грузиков, навешанных на рукоятку.

В замкнутых системах иногда устанавливается клапан давления, степень срабатывания которого настраивают вручную. С помощью регулируемой термоголовки и механического воздействия на нее выполнять настройку функционирования через сервопривод очень удобно.

Перепускное изделие уменьшает нагрузку от теплоносителя, стабилизирует функционал отопления. Устанавливается вместо сбросного крана: в обратном трубопроводе нагнетается температура, после этого лишняя часть жидкости возвращается обратно в общую магистраль. Теперь давление уже регулируется.

Деталь располагают за циркуляционным насосом, подсоединяют одновременно к подающему и обратному патрубку.

Заключение

Чтобы отопительная конструкция исправно работала, требуется не только снабдить узел котельной приспособлениями для повышения безопасности, но и правильно пользоваться оборудованием. Рекомендуется регулярно проверять исправность элементов единой системы, своевременно устранять мелкие неполадки.

Все запорные элементы и краны экстренного сброса всегда должны закрепляться прочно, быть рабочими, чтобы избежать разорванных труб или взрыва котла.

Наглядное объяснение принципа установки воздушного клапана можно посмотреть в следующем видео:

Источник

Предохранительный клапан системы отопления: устройство, принцип работы, выбор защитного клапана

Предохранительный клапан: роль в системе отопления

Наиболее подверженной образованию пара, а как следствие – повышенного давления, является отеплительная система на твердом топливе. У электрических и газовых котлов инерционность гораздо ниже, вдобавок зачастую имеется автоматика, которая самостоятельно регулирует температуру в контуре.

Когда температура воды приблизится к точке парообразования, может начаться активное кипение. Учитывая, что теплоноситель в системе находится под давлением, точка его кипения будет несколько выше 100 0 C, но как только кто-нибудь откроет кран и немного сбросит давление, появившийся пар начнет распирать трубы и котел изнутри. Предохранительный клапан спустит лишнее давление, но не даст воде вытечь из контура.

Устройство клапана и принцип работы

На изображении представлен комбинированный предохранительный и обратный клапан.

По порядку разберемся с устройством и принципом действиях обоих:

Обратный клапан

Комбинированный предохранительный и обратный клапан — устройство

Используется для сохранения направления жидкости и предотвращения порчи оборудования из-за неправильной эксплуатации. Редко, но случаются ситуации, когда отключают воду, кто-нибудь оставляет кран открытым – и воздух заполняет трубы, заставляет жидкость течь в обратном направлении.

Многое оборудование рассчитано на работу лишь в однопоточном режиме, такие условия использования могут его повредить. В данной ситуации оборудование обезопасит обратный клапан – мембрана, которая позволяет воде проходить лишь в одном направлении.

Он устанавливается по направлению тока жидкости, благодаря чему его пружина (изображена на схеме) сжимается и пропускает воду. Если поток останавливается и меняет свое направление, то пружина автоматически снова прижимается и не дает ему двигаться обратно.

Предохранительный клапан давления

Работает по схожему принципу, но уже с паром. Пружина в каждом клапане настроена на определенное близкое к критическому для системы давление, при котором пар давит снизу на пружину с таким усилием, что она плавно поджимается, стравливая избыточное давление.

Если возникает необходимость, то давление можно спустить и вручную – с помощью ручки сверху клапана.

Под клапаном со временем может накапливаться налет и накипь, из-за чего нарушается плотность прилегания уплотнительного кольца к основанию, и клапан может начать постоянно течь.

В худшем случае запор может прикипеть к основанию – такой клапан уже не способен спускать давление. Поэтому рекомендуется проверять все предохранительные устройства два раза в год.

Виды клапанов

Клапаны принято классифицировать по трем критериям, в каждом из которых выделяют два типа устройств:

По скорости срабатывания​​​​​:

По высоте подъем запора:

По устройству механизма:

Выбор и монтаж

Выбор и монтаж клапана

Разумеется, при выборе предохранительного клапана можно положиться на мнение консультанта, но полезно и самому знать основные принципы его выбора:

Если у клапана нет регулятора давления, при котором он срабатывает, необходимо гораздо тщательнее подбирать его под свою систему. Как правило, для контура в обычной квартире нужен клапан под давление в 3 бар. Для более прочных и больших контуров могут применяться устройства под давление в 6 бар и выше.

Монтаж

Правил монтажа сантехнического и отопительного оборудования настолько много, что люди получают для этого профильное образование.

Однако в самых общих чертах принципы установки предохранительного клапана выглядят так:

Предохранительный клапан наверчивается с помощью разводного ключа, но без лишнего натяжения, чтобы избежать влияние вращающих сил. К носику подводится тонкая трубка, которая уходит в канализацию. Туда будет скапывать сконденсировавшийся пар.

Не забывайте, что столь важный элемент в отопительной система безопаснее установить специалисту, но общие принципы монтажа полезно понимать и самому, чтобы в случае небольшой поломки обойтись без вызова мастера. Надеемся, материал был вам полезен.

Видео-обзор, как работает предохранительный клапан для систем отопления

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Источник