Предохранительный клапан сппк: типы и сфера применения

Принцип работы предохранительного клапана

На рисунке показан предохранительный клапана седельного типа.

Основными элементами предохранительного клапана являются:

1. корпус;
2. пружина;
3. запорно-регулирующий элемент;
4. седло.

В исходом состоянии усилие Fпр пружины 2 прижимает запорно-регулирующий элемент (конус) 3 к седлу 4. Напорная линия отделена от сливной.

В случае если сила Fг давления потока на запорно-регулирующий элемент превысит силу Fпр, конус сместится вверх, пропуская поток из напорной линии в сливную.

При отсутствии давления в линии слива величина усилия Fг определяется по формуле:

Fг=Рн×А

Где А — площадь уплотняемой поверхности.

Регулировка давления настройки предохранительного клапана осуществляется путем изменения предварительного поджатия пружины.

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.

Разновидности групп безопасности и принцип выбора подходящей модели

Стандартный предохранительный клапан для бойлера по исполнению может отличаться несколькими особенностями конструкции. Эти нюансы не изменяют функциональность устройства, а лишь упрощают использование и обслуживание. Чтобы правильно выбрать узел безопасности надо знать, какие бывают предохранительные клапаны для бойлеров и чем они отличаются.

Рычажные модели

Самый распространенный тип стандартного узла безопасности – модель с рычажком. Такой механизм можно привести в действие вручную, что удобно при проверке или сливе воды из бака бойлера. Делают это так:

• горизонтально расположенный рычаг устанавливают вертикально;
• прямое соединение со штоком приводит в действие пружинный механизм;
• пластинка предохранительного клапана принудительно открывает отверстие и из штуцера начинает течь вода.

Даже если не требуется полное опустошение бака, контрольный слив выполняют ежемесячно для проверки работоспособности узла безопасности.

Различаются изделия конструкцией рычажка и штуцером для сброса воды. Если имеется возможность, то лучше выбрать модель с зафиксированным к корпусу флажком. Крепление выполнено болтом, препятствующим ручное открывание рычажка детьми. Изделие имеет удобную форму штуцера в виде елочки с тремя нарезками, что обеспечивает надежную фиксацию шланга.

Более дешевая модель не имеет фиксации флажка. Рычажок можно случайно зацепить рукой и начнется ненужный слив воды. Штуцер короткий, всего с одним кольцом нарезки. Фиксировать шланг на такой выступ неудобно и при сильном давлении его может сорвать.

Модели без рычага

Предохранительные клапана без рычага – самый дешевый и неудобный вариант. Такие модели часто идут комплектом с водонагревателем. Опытные сантехники их просто выбрасывают. Работают узлы аналогично рычажным моделям, только нет возможности вручную выполнять контрольный слив или опустошение бака бойлера.

Модели без рычага бывают двух исполнений: с крышкой на конце корпуса и глухие. Первый вариант более удобен. При засорении крышку можно открутить для очистки механизма. Глухую модель нельзя проверить на работоспособность и очистить от накипи. Штуцера сброса жидкости у обоих клапанов короткие с одним кольцом нарезки.

Узлы безопасности для больших водонагревателей

На водонагреватели с объемом накопительного бака от 100 л ставят усовершенствованные предохранительные клапана. Работают они аналогичным образом, только дополнительно комплектуются шаровым краном для принудительного слива, а также манометром.

Особое внимание стоит обратить на штуцер отвода жидкости. Он резьбовой

Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом

Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом.

Модели оригинального исполнения

Для любителей эстетики и комфорта производители предлагают узлы безопасности в оригинальном исполнении. Изделие комплектуют манометром, наносят хромированное покрытие, придают элегантную форму. Выглядят изделия красиво, но стоимость их высокая.

Различие по маркировке корпуса

Качественные изделия на корпусе обязательно имеют маркировку. Производитель указывает максимально допустимое давление, а также направление движения воды. Вторая маркировка – это стрелка. Она помогает определить, какой стороной поставить деталь на патрубок бойлера.

На дешевых китайских моделях маркировка часто отсутствует. С направлением жидкости без стрелки разобраться можно. Пластинка обратного клапана должна открываться вверх по отношению к патрубку бойлера, чтобы внутрь бака поступала вода из водопровода. А вот с допустимым давлением без маркировки определиться не получится. При несоответствии показателя узел безопасности постоянно будет течь или, вообще, не сработает в аварийной ситуации.

Другие типы клапанов

Когда пытаются сэкономить на группе безопасности, на водонагреватель пытаются установить подрывной клапан, предназначенный для системы отопления. По функциональности узлы схожи, но есть один нюанс. Подрывной клапан не способен понемногу стравливать жидкость. Механизм сработает, когда избыток давления достигнет критической отметки. Подрывным клапаном можно только стравить всю воду из бака при аварии.

Отдельно стоит рассмотреть установку только обратного клапана. Механизм этого узла наоборот запирает воду внутри бака, не давая ей стечь в трубопровод. При избытке давления рабочая пластина со штоком не способна сработать в обратную сторону, что приведет к разрыву бака.

Виды клапанов

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

По скорости срабатывания​​​​​:

Пропорционнальные. Открываются постепенно, позволяя пару плавно выходить из контура. Не вызывает гидроудара при закрытии, поэтому может использоваться как в сжимаемых, так и в несжимаемых средах.

Двухпозиционные. При достижении пограничного давления резко открывается, освобождая большое количество воды или газа. Используется в контурах как с жидкостями, так и с газом

Но важно учитывать, что при резком закрытии жидкость может вызвать гидроудар, поэтому двухпозиционные клапаны рекомендуют использовать только с сжимаемыми средами

По высоте подъем запора:

• Частично подъемные. Открываются на небольшое расстояние, из-за чего не могут резко высвободить большой объем газа. Рекомендуется использовать только в контурах с жидкостями
• Полностью подъемные. Открываются полностью, благодаря чему могут применять и в газовых, и в жидкостных системах. Позволяют выпускать большой объем среды, значительно снижая давление внутри контура.

По устройству механизма:

• Пружинные. Пружина может со временем потерять герметичность, сложно регулировать давление на запорное кольцо. Можно применять на трубах небольшого диаметра в квартирах и частных домах.
• Рычажно-грузовой. Выше стоимость, но давление можно менять с помощью системы грузов. Ограниченность применения трубами широкого диаметра.

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.

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.

К чему приведет отсутствие устройства

Отсутствие предохранительного прибора, как и его неисправность, может привести к разрыву рубашки бака и течи воды из бака. Горячая вода может принести значительный ущерб отделке квартиры. Восстановить бак после этого очень проблематично и надежность водонагревателя окажется на низком уровне.

Теоретически даже возможен взрыв пара, если вода будет нагрета намного выше 100 , но для этого требуется очень мощный нагреватель.

При установке бойлера в квартире, в качестве резервного источника горячей воды, отсутствие обратного клапана, выполненного в одном корпусе с предохранительным, может привести к перетеканию горячей или холодной воды из одной системы в другую. Это создаст не только дискомфорт в пользовании, но и дополнительные денежные затраты, поскольку счетчик будет учитывать расход перетекающей воды, за который в последствии придется заплатить. Перетекание будет происходить из-за разницы в давлении между системой горячей и холодной воды. А соединены они будут через бойлер.

Впрочем, перетекание возможно и при наличии обратного клапана, если давление холодной воды выше горячей. Поэтому после бойлера следует устанавливать перекрывающий кран. При пользовании горячей водой из центральной системы, перекрывается бойлер. А при пользовании из бойлера, перекрывается входной кран по горячей воде.

Где применяются

Наш прибор успешно применяется для предотвращения повышения давления в трубопроводных магистралях различного назначения.

• Вентиляция. Заставляет воздушные потоки двигаться только в определенном направлении.
• Водоснабжение. Препятствует образованию в трубах гидравлического удара.
• Системы отопления. При тепловом расширении выводит из нагревательного прибора излишний объем теплоносителя, предотвращая протечки.
• Газоснабжение, пожаротушение, подача сжатого воздуха и прочие виды трубопроводной магистрали.

То есть, устройство в аварийной ситуации выпускает часть жидкости или газа из трубы для стабилизации давления.

Например, клапан сброса избыточного давления в пожаротушении

выбрасывает избыток огнетушащего газа при срабатывании газовой АУПТ.

Избыточная часть ГОТВ для тушения огня уходит из трубопровода, и давление снова приходит в норму.

В системе отопления, например, образование лужи под самим клапаном

свидетельствует о чрезмерном скачке давления и факте срабатывания устройства. Кроме удаления избыточного количества воды, ОТВ либо другого компонента,

это оборудование также используют для контроля предельного или среднего давления в системе.

Расчет избыточного давления

Что это такое и зачем это нужно?

Расчет пропускной способности клапана избыточного давления производится согласно Приложению З СП 5.

Он предполагает расчет минимальной суммарной площади отрытых проемов для помещений с установленной газовой АУПТ. Приложение З как раз и приводит нам методику расчета.

Эта методика дает нам ответ, нужен монтаж КСИД или нет.

Для примера приводим расчеты минимальной площади открытых проемов помещений разных объемов при использовании сжиженного газа.

Во всех этих случаях установка КСИД не требуется.Из таблицы мы видим, что для избежания монтажа КСИД нам нужна большая величина негерметичности помещения.

Установка

Отрезок линии между водонагревателем и предохранителем должен быть минимальным. Это необходимо не из-за эстетических соображений, а чтобы не создавать дополнительного давления в трубах

Прежде чем ставить предохранительную арматуру на установленный водонагреватель, необходимо изучить предложение строительного рынка и выбрать качественное изделие.

У хороших клапанов есть несколько отличительных признаков.

• Корпус хорошего агрегата изготовлен из латунного сплава бесшовным литьем. Иногда его покрывают никелем, чтобы предохранить от коррозии и образования накипи. В отличие от дешевых сплавов из меди или алюминия, латунь более тяжелая, поэтому ее легко отличить.
• При нажатии на шток качественной запорной арматуры можно заметить как заглушка туго ходит внутри корпуса. Допускается даже ее небольшое заклинивание на конце.
• Плохой клапан можно определить, просто подув в него. Если даже при сильном нажатии на шток воздух свободно выходит, то изделие лучше не брать. При этом, если из штуцера установленного запора периодически капает вода – это еще не говорит о его поломке. Возможно, нужно просто почистить заглушку от осадка и все снова заработает.

Если следовать этим советам, можно с первого раза подобрать правильный предохранитель и сразу приступать к его установке. Требований к ней мало. Клапан всегда устанавливают в магистраль с холодной водой.

Ставится он между вентилем запора и входом трубы в корпус бойлера. Можно врезать его непосредственно в трубу подвода воды или установить специальный тройник на расстоянии не более 200 см от входа в нагреватель.

Кроме предохранителя, на этом участке ничего стоять не должно. Большинство моделей устанавливаются таким образом, что вода поступает в них вертикально снизу. На корпусе предохранителя должна быть нанесена стрелка, показывающая это движение.

К штуцеру предохранителя присоединяется полихлорвиниловая трубка, соединяющая его с канализационной трубой. Лучше, если эта трубка будет прозрачная – видно, работает ли устройство должным образом.

Сам процесс установки поделен на несколько этапов.

• Отсоединение установленного бойлера от электросети и слив воды из бака. Нужно удостовериться, что подача воды ко всем трубам перекрыта, иначе в момент резки необходимого участка можно просто-напросто затопить все квартиры, расположенные ниже.
• Корпус клапана продувается воздухом, чтобы удалить случайный мусор и пыль. Готовится пакля или ФУМ-лента, которая послужит для гидроизоляции резьбового соединения.
• Гаечным ключом клапан вкручивается в месте соединения трубы и бойлера. Стрелка на корпусе клапана должна совпадать с направлением движения жидкости. Накидные гайки должны быть хорошо затянуты, место соединения можно дополнительно промазать силиконовым герметиком.
• Перед тем как подключить бойлер в электросеть, стоит провести опрессовку соединения с помощью холодной воды. Если после 5 минут тока жидкости на месте соединения не выступят капли, то все соединено правильно.

Также «на холодную» проверяются предохранительный и обратный клапаны. В первом случае нужно нажать на спусковой флажок сначала слабо (должны появиться первые капли воды), а потом на полную силу.

При полном нажатии по прозрачной отводной трубке должна быстро потечь вода. Обратный клапан можно проверить, заполнив резервуар водонагревателя полностью и перекрыв центральный ввод воды.

  Как правильно выбрать электрический водонагреватель?

При открытии крана в ванной или на кухне ток воды должен быстро прекратиться. Если вода продолжает течь из крана в течение нескольких минут, значит, обратный клапан требует регулировки.

Какими они бывают

Здесь мы выделим несколько классификаций.

Во-первых, разберем их по принципу работы.

1. Клапаны непрямого действия. Рабочая среда давит на пружину через промежуточный конструктивный элемент.
2. Клапаны прямого действия. Огнетушащее вещество контактирует с пружиной напрямую.

Во-вторых, предохранительные устройства КСИД различаются по способу крепления к участку трубопровода.

1. Приварные. Это несъемные элементы, герметичность стыковочных швов здесь самая высокая. Довольно сложны в установке.
2. Фланцевые. Имеют болтовое соединение, монтируются на промышленном оборудовании.
3. Резьбовые. Крепятся к патрубкам, которые имеют наружную резьбу стандартного размера.

Наконец, выделим предохранительные клапаны по приводу,

то есть по методу прижимания запорного механизма к седлу прибора.

1. Пружинные. Здесь запор удерживается в закрытом положении пружиной. Ее выбирают так, чтобы избыточный напор смог отжать запорный механизм от седла. Со временем пружина немного ослабевает, поэтому порог срабатывания может изменяться.
2. Рычажно-грузовые. Груз подвешивается на конце специального рычага. Под воздействие силы притяжения он просто прижимается вниз. Достоинство клапана — стабильность пороговой величины сброса в течение длительного времени. Часто используются в стационарных компрессорах большой мощности.
3. Электромагнитные. Здесь в качестве привода применяется соленоид. Он прижимает запорный механизм к седлу. Датчик давления в этом случае можно расположить рядом с затвором или на большом удалении от него. Такие клапаны работают в составе АУПТ и часто дополнительно оснащаются пружиной. Если отсутствует подача электричества или потеряна связь с прибором управления, то прибор работает как пружинный механизм.

КСИД может быть в составе группы безопасности (воздухоотводчик, манометр) или монтироваться на трубу отдельно.

Но не всегда, дорогой читатель, мы сможем найти пружинный или рычажно-грузовой клапан с нужным значением срабатывания. В этом случае допускается применять прибор с близкими параметрами,

либо приобрести регулируемый клапан избыточного давления, к примеру, на 1,5 Бар.

Для регулировки пружинного механизма применяется регулировочный винт,

а рычажно-грузового устройства – передвижение груза к корпусу или к концу рычага.

Может ли взорваться самогонный аппарат и по какой причине

По сравнению со взрывами браги, самогонные аппараты «бабахают» редко, но метко. Самый удивительный случай произошёл в 2013 году Дзержинске, когда взрывной волной выбило стену в соседнюю квартиру (видео представлено ниже). Происходит это по причине избыточного давления в системе дистиллятора, которое нужно не допускать или сдерживать в адекватных пределах во время перегонки с помощью предохранительного клапана.

Мы предлагаем разобраться в причинах подобных взрывов, обсудить профилактические действия, а также посмотреть видео на данную тематику. Этот вопрос должен быть изучен самогонщиком один раз, чтобы больше никогда не задумываться о таких вещах и «на автомате» снижать все риски взрыва.

Советы по выбору

Обычный пружинный клапан обходится существенно дешевле температурных прибором непрямого действия. Он прекрасно справится с контуром, отапливаемым жидкотопливным, газовым или электрическим бойлером. В случае нештатной ситуации автоматика мгновенно останавливает их. Иная ситуация наблюдается для бойлеров на твердом топливе. Здесь даже после прекращения горения топка будет остывать значительное время.

Специалисты сформулировали ряд правил для правильного подбора аварийной арматуры:

• При использовании твердотопливных котлов следует остановить выбор на температурных конструкциях непрямого действия. Кроме того, имеет смысл потратится и на комбинированное устройство с клапаном теплового сброса. Они работают до 10 атм.
• Нужно тщательно изучить паспорт бойлера и установить предельно допустимое значение рабочего давления. Современная продукция, как правило, выдерживает до 3 атм., но некоторые прибалтийские модели имеют ограничение до 2 атм. Самые дешевые устройства могут работать только до 1,5 атм. По этому параметру надо подбирать и клапан.
• Отопительные контуры, построенные по открытому принципу (так называемые ТТ-бойлеры) не будут защищены арматурой, сбрасывающей теплоноситель по давлению, поскольку избыточное давление в контуре минимально. Здесь также понадобится температурная защитная арматура.

Изделия с возможностью регулировок имеет смысл приобретать, если вы хорошо разбираетесь в предмете. Обычно для бытовых применений выбирают защитные устройства с фиксированным давлением. К тому же они заметно дешевле.

Кроме указанных обстоятельств, следует проверить также:

• Тип присоединения и присоединительные размеры.
• Допустимую рабочую температуру.
• Пропускную способность канала сброса.
• Тип рабочей среды.

Также важно уточнить способ сброса — проводится ли он в окружающую атмосферу (это подходит для воздушных контуров) или в дренаж чрез соответствующий патрубок