Клапан скидання надлишкового тиску води

З назви приладу розуміємо, що він використовується для регулювання рівня тиску трубопровідної мережі.

Але давайте почнемо з визначення та з’ясуємо, що таке клапан надлишкового тиску. Це запобіжна арматура, яка монтується на ділянці трубопроводу для захисту трубопровідної магістралі від підвищеного тиску. Адже якщо тиск надмірно високий, то він провокує вихід з ладу обладнання – протікання, руйнування пластикових елементів та навіть вибух теплообмінника.

Все це аварійні ситуації, тому такий клапан називають аварійним, а також підривним, спускним, захисним, скидним.
Скорочена абревіатура у назви – КСІД.
Так поки робочі параметри системи в нормі, такий клапан відпочиває.
Як тільки тиск підвищується до критичної позначки, він негайно приводиться в дію.

А тиск підвищується переважно з двох причин:

• різкий стрибок температури або пароутворення;
• збій у роботі автоматичного пристрою регулювання тиску.

Призначення та сфери застосування

Пристрій призначений для захисту систем, що знаходяться під надмірним (щодо атмосферного) тиском від його перевищення. Воно застосовується в таких областях, як:

Опалювальні системи різного рівня. У побутових системах обігріву окремого будинку та у складних мережах розподілу централізованого теплопостачання використовують різні типи запобіжних приладів.
Водопостачання та водорозподіл. Використовується для захисту від стрибкоподібних змін тиску-гідравлічних ударів, що виникають у трубопроводах.
Примусова вентиляція. Застосовується як зворотний клапан, що дозволяє повітрю проходити лише в задану строну.
Трубопровідний транспорт, системи виробництва та розподілу стиснутого повітря та інших газів-для запобігання аваріям.

Широко використовується аварійна арматура та на виробничих технологічних установках у хімічній, металургійній, харчовій та інших галузях промисловості.

Управління та технічні характеристики

Найбільш широко застосовуються аварійні клапани, що встановлюються на побутових системах опалення та водопостачання, мають механічне автономне керування. Вони спрацьовують самостійно після досягнення граничного тиску та регулюються вручну. У складних виробничих установках та трубопровідних системах використовується запобіжна арматура з дистанційним керуванням та налаштуванням. Як правило, при зникненні зв’язку з центром управління такий клапан перетворюється на звичайний механічний.

Клапани скидання надлишкового тиску, з призначення, конструкції, матеріалу виготовлення мають різні набори характеристик.

Головними з них є:

• Тиск спрацьовування.
• Тиск повернення у вихідний стан.
• Продуктивність каналу скидання робочого середовища.
• Швидкість спрацьовування.
• Час повернення у вихідний стан (якщо клапан робить це автоматично).
• Конкретний аварійний клапан скидання надлишкового тиску також характеризується типом конструкції, масогабаритними параметрами, приєднувальними розмірами.

Принцип роботи

Поки не досягнуто максимального робочого тиску, на який налаштований клапан, сила пружини (або важільно-противовагового механізму) притискає запірний елемент до сідла. Коли натиск робочого середовища продовжує зростати, він стає здатним подолати опір пружини і стиснути її, одночасно віджимаючи запірний елемент від сідла.

При цьому відкривається просвіт для руху робочого середовища у бік вихідного патрубка. Після виходу частини середовища тиск у системі падає, і сили стиснення пружини знову вистачає для притискання запірної тарілки до сідла.

Клапан закривається. Багаторазові пристрої, які найчастіше використовуються в побутових системах, стають готовими до наступного робочого циклу.

У особливо відповідальних контурах встановлюють одноразові клапани, які потребують втручання сервісної служби відновлення роботи. Це робиться для того, щоб система, в якій стався викид тиску робочої речовини, була обов’язково оглянута та продіагностована для визначення та усунення причин збою.

Класифікація запобіжних клапанів

Фахівці класифікують пристрої за різними параметрами.

За принципом дії:

• Прямого. Це класичний механічний запобіжний клапан.
• Непрямий. Використовується датчик тиску, автоматика керування, вентиль, що дистанційно керується. Датчик з вентилем можуть бути рознесені на різні місця конструкції.

За способом відкриття затвора:

• пропорційного (для малостисливих робочих середовищ);
• двоступінчасті (для газів).

За способом навантаження золотника:

• пружинні;
• важільно-вантажні;
• магніто-пружинні.

Види та конструкції

Клапани скидного типу поділяються на дві основні групи:

• прямої дії, що відкриваються тільки під впливом на нього тиску внутрішнього середовища. До них відносяться пристрої, що використовуються для запобігання утворенню надмірного тиску в масляних та паливних системах;
• Непрямі дії, що використовують стороннє джерело тиску Вони більш підходять для рідинних і повітряних систем.

Залежно від особливостей конструкції та принципу дії поділяються на чотири види.

З виносним датчиком

Прилад обладнаний пружинним механізмом і штоком, що рухається основним або резервним хутром. На них в момент перегріву води впливає термочутлива рідина, що піднімається по капілярній трубці з колби датчика.

При спрацьовуванні пристрою шток відкриває тарілку для руху теплоносія. До магістралі, що подає, і до каналізації для скидання зайвої води в корпусі клапана передбачені два патрубки.

Комбіновані з підживленням системи

Є типом запобіжної арматури в системах опалення, яка здатна виконувати відразу 3 функції:

• скидати перегрітий теплоносій із бака котла за сигналом виносного датчика;
• ефективно охолоджувати теплогенератор;
• автоматично підживлюйте систему опалення холодною водою.

Шток подібного виробу оснащений двома тарелями, які можуть одночасно відкривати 2 проходи: один для скидання теплоносія, що закипає, інший для подачі холодної води.

Моделі, представлені на наступному фото, мають потрійний вихід. Вони вбудовуються в трубопровід перед опалювальним приладом чи бойлером. Для скидання середовища використовується нижній патрубок, для приєднання водопроводу та магістралі підживлення призначені два верхні патрубки.

Пружинні

У подібних пристроях золотник рухається під дією сили стиснення робочої пружини. Налаштування одного і того ж клапана можна відкоригувати при заміні пружини різного типу, що входять до комплекту.

Ряд моделей мають додатково вмонтований у корпус важіль, який здійснює ручний підрив. З його допомогою можна вручну продувати клапан для перевірки загального технічного стану або випускати частину робочого середовища.

Так як пружина в більшості випадків знаходиться під впливом внутрішнього робочого середовища, то для пристроїв, які працюють з агресивними речовинами, покривають її захисним шаром полімеру. Такі моделі виробів мають ущільнення по штоку типу сальникового або сильфонного пристрою.

Важельно-вантажні

Основний вузол механізму клапана даного типу складає важіль з підвішеним на ньому обтяжувачем. На спрацьовування пристрою впливає вага вантажу та довжина плеча важеля до місця, де він розташований. Чим він масивніший і чим далі перебуватиме від штока, тим при вищому тиску спрацьовує скидник.
Щоб забезпечити повну герметизацію сідел великого розміру, потрібно використовувати більш важкий вантаж, а це може призвести до досить сильного рівня вібрації всього пристрою. У таких випадках застосовують клапани, у яких переріз скидання середовища утворений двома паралельними сідлами. У корпусі такого пристрою також встановлені два затвори, що функціонують паралельно. Така конструкція знижує масу тягаря і довжину важелів і позитивно впливає на збільшення темпу роботи агрегату.