Обзор клапана предохранительного — рычажного и пружинного

При резких перепадах температуры теплоносителя в трубах возникает избыточное давление, которое может привести к их разрыву или деформации. Кроме того, во время эксплуатации отопительной системы могут возникать различные сбои, что также может привести к скачку давления в теплосети. Исключить такую ситуацию позволяет монтаж предохранительного клапана в системе отопления.

Для чего нужен предохранительный клапан

Как известно из школьного курса физики, любая жидкость при нагревании расширяется. При нагревании от 20 °С до 90 °С объём воды увеличивается примерно на 3%. В том же учебнике за 7 класс сказано о том, что вода является несжимаемой жидкостью. А это значит, что примерно трём литрам вещества в баке некуда будет деться. Согласно термодинамическим канонам, с ростом температуры повышается и давление на стенки внутреннего бака бойлера.

Для контроля над процессом нагрева производители встраивают в свои устройства терморегуляторы и термостаты. Первые служат для контроля температуры, а вторые предназначены для отключения ТЭНов при её критических значениях. А теперь представьте себе, что может произойти при отказе этих деталей. Закипание воды значительно повысит давление внутри бойлера. Высокое давление спровоцирует повышенную температуру жидкости. При давлении в 10 атмосфер вода кипит при 180 °С. Процесс повышения давления и температуры будет нарастать как снежный ком до тех пор, пока не разрушится внутренний бак. В образовавшуюся трещину хлынет кипящая вода, а на её место из водопровода начнёт поступать холодная. Далее произойдет мгновенное вскипание новой порции жидкости с сильнейшим парообразованием. Давление повысится настолько, что произойдет взрыв.

Предохранительный клапан чаще всего устанавливается на входной патрубок бойлера

Чтобы избежать пагубных последствий, связанных с критическим повышением давления, необходим предохранительный клапан. В нужный момент он произведет сброс части жидкости наружу.

Предохранительный клапан бойлера не только защищают прибор в критических ситуациях, но и имеет другие важные функции:

  • Не допускать вытекания нагретой воды из бака в напорный трубопровод;
  • Сглаживать неравномерность давления воды на входе в водонагреватель, препятствуя образованию гидроударов.
  • Осуществлять слив воды из бойлера при проведении ремонта или профилактического обслуживания.

Клапаны для бойлеров могут иметь различную конструкцию, комплектоваться дополнительными кранами, датчиками и т.д. Главное, чтобы установленный прибор отвечал всем требованиям системы подачи горячей воды.

Место установки

Канализационная и водопроводная системы — не единственные места, в которых установка клапана является необходимостью. Другими участками являются:

  1. Контур автономной отопительной системы. Помещения, где находятся радиаторы отопления или теплый пол, кардинально отличаются по гидравлическим и напорным показателям, поэтому нуждаются в установке автоматической запорной арматуры. Устройство врезается перед котлом и позволяет сбалансировать технические показатели.
  2. Вход в водонагреватель. Обратная запорная арматура, установленная перед бойлером, не допускает передвижение горячей водной массы обратно в трубопровод с холодной водой.
  3. Погружные помпы. Если система подвода воды соединена с колодцем или скважиной, важно сделать монтаж погружной помпы. Ее основная задача — подъем водных масс с глубины и транспортировка под давлением в дом. При отключении электричества подкачанная вода естественным путем стекает в напорный бак. Чтобы избежать этого, требуется установка запорного клапана перед насосом.
  4. Перед счетчиком контроля расхода воды. Все учетные устройства, в частности, бытовой счетчик воды, особо чувствительны к нарушениям и изменениям водоснабжения. Гидравлический удар негативно действует на прибор, вплоть до выхода его из строя. Также запорное устройство не позволяет турбине проворачиваться в обратную сторону.

Предохранительный клапан не допускает обратную циркуляцию воды в любом из описанных выше случаев.

Устройство битумных передвижных котлов

Основное предназначение битумных котлов заключается в том, чтобы превратить твердые куски битума в жидкое состояние. Бывают такие устройства передвижные и недвижимые. Котел битумный передвижной обладает способностью разогревать битум до температуры 100-150 С. Этот агрегат оснащен баком, помещенным в капсулу цилиндрической формы. Между стенками бака и стенками капсулы находятся отходящие газы. В самом низу котла располагается топка с колосниковой решеткой. Дымоотводная труба устанавливается снаружи.

Читайте также:  Варианты отделки декора стен под камень в интерьере

Для того чтобы разогреть битум до необходимой температуры, используют самые разнообразные материалы. Разогретые отходящие газы продвигаются между стенок капсулы и котла, проходят вдоль дна и выходят наружу.

Котел битумный передвижной устанавливают на специальные подставки, закрепленные на дышле. Передвигается данная установка при помощи двух железных колес. Как и все виды передвижных котлов, он должен быть оснащен пружинным предохранительным клапаном. (См. также: Автоматика безопасности водогрейных котлов)

Принцип действия и настройка рычажно-грузового предохранительного клапана

Рычаг – это основной элемент данных клапанов, на который навешивают груз (утяжелитель) и фиксируют с помощью стопорного винта. От положения утяжелителя зависит открытие устройства: чем дальше расположен груз на рычаге и чем больше его вес, тем большее давление понадобиться для срабатывания устройства. Итак, в предохранительных рычажно-грузовых клапанах сила утяжелителя, поступающая от рычага на шток, противодействует давлению рабочей среды, создающей усилие на золотник.

    Настройку клапана производят двумя способами:
  • количественной регулировкой. Масса утяжелителя обеспечивает прижатие штока к золотнику, необходимое количество грузов определяют исходя из уровня давления, при определенном значении которого происходит срабатывание клапана.
  • перемещением утяжелителей по рычагу. Чем дальше от корпуса клапана расположен груз на рычаге, тем большее давление потребуется для срабатывания предохранительного оборудования. С помощью данного способа производят более точную регулировку клапана.

По завершении настройки и фиксации утяжелителя на устройство надевают защитный кожух и пломбируют его с целью предотвращения несанкционированной перенастройки.

Возврат к списку

Пружинный клапан

Пружинный клапан мало отличается от рычажно-грузового. По своему виду он отличается, но все детали почти аналогичны. То есть, будет корпус, будет крышка, соответственно. Будет затвор. Но затвор будет прижиматься к седлу не рычажно-грузовой схемой, а пружиной, которая сжимается при помощи специальных винтов или резьбы, соответственно. Она фиксируется и контрогается, для того, чтобы исключить самопроизвольные перемещения.

Пружина

Здесь, на этом рычажно-грузовом клапане, на рычаг одевается груз, который фиксируется на нём после настройки клапана, при помощи стопорного винта. Необходимость в этом, вызвана тем, что при поднятии клапана, при его открытии, возможно, возникать будет вибрация, гидроудар и так далее.

Если это будет происходить, а оно в практике происходит, то груз тогда будет перемещаться к корпусу. Ну и соответственно, при самом минимальном давлении тогда, откроется клапан и будет постоянно сброс среды осуществляться из резервуара трубопровода за пределы этой конструкции.

Принцип действия рычажно-грузового клапана и пружинного почти аналогичны.

При установившемся давлении среды в трубопроводе, резервуаре, в другой конструкции затвор клапана закрыт и прижат к седлу, при помощи рычага с грузом. В этом случае, после клапана, запорное устройство закрывается. Подключенный манометр даёт возможности, при медленном закрытии, следить за тем, чтоб при повышении давления, клапан будет открываться. При каком давлении? При том, что мы будем устанавливать, соответственно, перемещая груз на рычаге.

Принцип действия

Когда мы довели до такого состояния, что клапан, под давлением среды, идущей снизу, будет открываться в нужное время, то есть при соответствующем давлении. Открываем затворное устройство, которое было закрыто, для того, чтобы создать повышенное давление, чтоб сработал клапан. Затем мы фиксируем груз на рычаге болтом и в таком зафиксированном состоянии оставляем.

На корпус клапана навешивается бирка, с указанием даты настройки, предела настройки, и кто выполнял эту работу. Равно так же, в соответствующем журнале производится запись: настройка клапана произведена такого-то, на такой-то предел и так далее.

Периодически, клапан должен проверяться, на отсутствие прикипания затвора к седлу. Что часто происходит, если клапан стоит на паропроводе или перегретой воде.

Есть такое выражение «подрыв» клапана, когда клапан поднимаем и осуществляется сброс, как показано ниже.

Сброс

И медленно, чтоб исключить гидроудар, мы опускаем на место рычаг с грузом. В этом случае, манометр показывает: давление в норме. Превышения его нет относительно проверки в процессе эксплуатации.

Равно так же пружинные клапаны должны проверяться. Они каждый имеют рычаг, для подъема клапана. При этом, рычаг нажимается вниз, а пружина сжимается и соответственно, даёт возможности открыться клапану, под воздействием давления, действующего снизу, под тарелку.

И в этом случае, так же, происходит восстановление давления до заданного и клапан сам, при помощи пружины – закрывается.

Таким образом, если говорить о принципе действия этих клапанов, они применяются для безопасной эксплуатации трубопровода путём сброса давления за пределы систем трубопровода, ёмкости и так далее.

Воздушный

Помимо избыточного давления в системе отопления существует еще проблема возможного образования воздушных пробок. В основном такая проблема возникает, если теплоносителем выступает вода. Дело в том, что в воде комнатной температуры содержится некоторое количество растворенного воздуха, который высвобождается в процессе нагрева. Установка воздушного предохранительного клапана для отопления в замкнутой системе предотвратит скопление воздуха, перекрывающего движение воды.

Принцип действия

Устройство работает по следующему принципу: в специальной капсуле находится поплавок, когда в системе отсутствует воздух, он находится в поднятом состоянии. При завоздушивании теплосети, уровень воды в капсуле понижается, а поплавок опускается, открывая затвор, выпускающий воздух из системы обогрева. Аварийный спуск воздуха может осуществляться вручную либо автоматически.

Правила установки, регулярность замены

Устанавливается аварийный клапан всегда на подаче, после котла. При этом соблюдаются такие правила:

  • Если сбросной клапан устанавливается отдельно, перед ним ставится манометр — для контроля за состоянием системы.
  • Ставится на расстоянии 20-30 см от котла.
  • Отвод делают трубой того же диаметра, что и трубопровод подачи. Для максимально точного определения давления он может иметь небольшой уклон в сторону котла.
  • Между котлом и подрывным клапаном нельзя ставить запорные устройства (краны, обратные клапана и т.д.).
  • В системах с естественной циркуляцией это устройство ставят в самой высокой точке системы.

Ставится недалеко от котла (во многих моделях стоит в самом котле, в некоторых котлах есть место под установку)

Для того чтобы сбрасываемый теплоноситель не вытекал на пол, на выходной патрубок можно надеть шланг. Его можно опустить в емкость или вывести в канализацию. Но в таком случае необходимо каким-то образом отслеживать срабатывание  — поставить сигнализацию. Ведь он не просто так стравливает, а по какой-то причине.

Еще один важный момент: после нескольких срабатываний (5-6) клапан сброса избыточного давления надо заменить. Это связано с износом пружины. Устройство начинает работать некорректно. Стоит клапан немного, так что это ненакладно. Единственный неприятный момент — перед ним нельзя ставить запорные устройства. Поэтому снять аварийный клапан, можно только полностью остановив систему и снизив давление до атмосферного. Вот в этом вся загвоздка.

Где установить клапан сброса избыточного давления

Улучшить ситуацию можно, если поставить отсечные краны после подрывника. В этом случае хотя бы не придется сливать теплоноситель с системы, а только с котла, что уже не так страшно.

Кто еще

Давайте познакомимся с еще несколькими разновидностями наиболее востребованной сантехнической арматуры.

Кто еще
Кто еще
Кто еще
Кто еще
Название и фото Описание и функции

Кран шаровый

Перекрывает воду шаровым затвором при повороте штока. Имеет только два рабочих положения — «полностью открыт» и «полностью закрыт». На голову превосходит своих предшественников — пробковые краны и винтовые вентиля — по отказоустойчивости.

Регулировочный клапан (дроссель)

Дроссель, он же — балансировочный вентиль для водоснабжения и отопления, позволяет ограничить пропускную способность трубопровода для выравнивания температуры отопительных контуров или расхода воды на ветках водопровода. Конструктивно напоминает винтовой вентиль, но с игольчатым клапаном и износостойким уплотнением штока.

Тeрмостатический клапан

Механический или электронный термостат управляет положением затвора регулировочного клапана в зависимости от температуры рабочей среды или воздуха в помещении. Затвор приходит в движении при изменении объема рабочего тела термостата (жидкости или твердого материала с высоким коэффициентом термического расширения) или при запуске сервомотора.

Рeдуктор

Механическое устройство для понижения давления воды до нормативных значений (1,5-4,5 кгс/см2). Наиболее распространенные поршневые редукторы работают за счет разницы в площади (и, соответственно, в усилии воздействия на них рабочей среды) перекрывающего воду клапана и расположенного после него по току воды поршня.

Кoллектор

Гребенка с несколькими отводами для параллельного подключения отопительных или сантехнических приборов. Так называемая коллекторная разводка позволяет независимо друг от друга настраивать расход теплоносителя через несколько отопительных контуров. Кроме того, она выравнивает напор на сантехнических приборах при расходе воды через водоразборную арматуру одного из них.

Механический фильтр

Осуществляет грубую фильтрацию воды, задерживая крупные взвеси на нержавеющей сетке. Фильтрация особенно важна, если вы пользуетесь сантехникой с керамическими затворами: керамика скалывается при попытке закрыть заклиненный песком картридж в однорычажном смесителе или кранбуксу.

Расширительный бак

Уже знакомое нам устройство представляет собой стальной бак с разделяющей его на водяной и воздушный отсеки эластичной грушевидной мембраной. Бачок вмещает избыток расширяющейся воды при ее нагреве в замкнутом контуре.

Гидроаккумулятор

Брат-близнец расширительного бачка, предназначенный для холодной воды. Используется в качестве резервной емкости и для стабилизации давления при работе насоса.

Обрaтный клапан

Ограничивает движение воды или теплоносителя одним направлением. Наиболее распространенные пружинные клапаны перекрывают воду латунным или пластиковым затвором с возвратной пружиной.

Воздухоотводчик-автомат

Отводит из циркуляционных систем ГВС и систем отопления воздушные пробки и образующийся при перегреве котла пар. Монтируется в верхних точках контура или после циркуляционного насоса. Работает за счет изменения уровня жидкости в рабочей камере: клапан открывается и закрывается поплавком.
Кто еще
Кто еще
Кто еще
Кто еще

Необходимость обустройства отопления

Потребность обогревать собственный дом существовала всегда, но способы для достижения данной цели были самыми разными. Не одну сотню лет в России использовались классические русские печи, а чуть позже появились камины. На смену традиционным отопительным конструкциям пришли современные приборы и системы теплоснабжения, которые по качеству и эффективности превосходят своих предшественников.В настоящее время система отопления представляет собой конструкцию, которая, как правило, состоит из следующих основных элементов:

  • нагревательный котел;
  • трубопровод;
  • отопительные приборы.

Внутри отопительной системы находится теплоноситель. В большинстве случаев для обогрева частных домовладений используют воду, поскольку в случае утечки она с экологической точки зрения не представляет опасности для людей и окружающей среды. Из всех видов жидких теплоносителей именно вода лучше всего накапливает тепло и, остывая, отдает его.

Необходимость обустройства отопления

Кроме этого, она хорошо течет и практически мгновенно передвигается внутри элементов системы. Вода всегда имеется в водопроводных трубах и ее в любой момент можно добавить в отопительную конструкцию.

Функционирование системы заключается в передвижении горячего теплоносителя по ней при помощи циркуляционного насоса. Вода сначала нагревается в котле, а затем распределяется по трубам, из которых поступает в радиаторы.

Устройство предохранительного клапана

Если рассматривать накопительный водонагреватель с точки зрения конструктивных особенностей, то это герметичный резервуар, в котором вода нагревается при помощи ТЭНов. При нагреве образуется пар, и соответственно, повышается давление внутри бака. Поэтому среди прочих характеристик любого водонагревателя обязательно имеется показатель максимально допустимого давления. Обычно для бытовых бойлеров этот показатель колеблется около 10 Бар.

В течение дня члены семьи постоянно расходуют воду — умываются, принимают ванну, моют посуду. Место потраченной горячей воды занимает холодная. Ночью, когда все спят, водонагреватель снова нагревает воду, и при этом внутри его корпуса давление повышается. Обратного оттока воды в систему нет, поскольку краны закрыты и давление скапливается в баке.

Когда температура нагрева достигает заданных пользователем параметров, аппарат выключается терморегулятором. Давление в трубах подачи воды в нагреватель около 2,7-3 Бар, к нему прибавляется нагретый бойлером пар, и в итоге в корпусе водонагревателя давление достигает уже 3,5-4 Бар. Такая ситуация вполне приемлема и находится в нормативных пределах.

Устройство предохранительного клапана

Несмотря на наличие в водонагревателях автоматики, вполне возможна ситуация, в которой терморегулятор по каким-то причинам не срабатывает. В этих случаях пропорционально давлению повышается и внутри бойлера. Применительно к воде этот параметр имеет значение 180 градусов. Если бак содержит около 80-100 литров, то весь этот объем превращается в пар и корпус бойлера может не выдержать такого давления, в результате чего происходит взрыв.

Для предотвращения таких взрывов в системе горячего водоснабжения устанавливаются предохранительные клапаны с регулировкой давления. Их задачами является следующее:

  • сброс избыточного давления из бойлера в ручном и автоматическом режимах;
  • препятствовать обратному оттоку жидкости в водопроводную систему в случае, когда там отсутствует вода.