Обратный клапан для воды: принцип действия, конструкция и разновидности. Клапаны предохранитель­ные Клапан предохранительный пружинный

С давлением сверх установленного. Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления. Предохранительный клапан является арматурой прямого действия , работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкций защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия .

Опасное избыточное давление может возникнуть в системе как в результате сторонних факторов (неправильная работа оборудования , передача тепла от сторонних источников, неправильно собранная тепломеханическая схема и т. д.), так и в результате внутренних физических процессов , обусловленных неким исходным событием, не предусмотренным нормальной эксплуатацией. ПК устанавливаются везде, где может это произойти, то есть практически на любом оборудовании, но в особенности они важны в сфере эксплуатации промышленных и бытовых сосудов, работающих под давлением .

Энциклопедичный YouTube

1 / 2

Зачем предохранительный клапан в системе горячкго водоснабжения

Конструкция предохранительного клапана (в стереоформате анаглиф)

Субтитры

Принцип действия

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения , требующих дополнительного усилия для его полного закрытия .

Классификация предохранительных клапанов

По принципу действия

• клапаны прямого действия - обычно именно эти устройства имеют в виду, когда используют словосочетание предохранительный клапан , они открываются непосредственно под действием давления рабочей среды;
• клапаны непрямого действия - клапаны с управлением путём использования постороннего источника давления или электроэнергии, общепринятое название таких устройств импульсные предохранительные устройства ;

• клапаны пропорционального действия (используются на несжимаемых средах)
• клапаны двухпозиционного действия

• малоподъёмные
• среднеподъёмные
• полноподъёмные

• грузовые или рычажно-грузовые
• пружинные
• рычажно-пружинные
• магнито-пружинные

Различия в конструкциях

Предохранительные клапаны как правило имеют угловой корпус, но могут иметь и проходной, независимо от этого клапаны устанавливаются вертикально так, чтобы при закрывании шток опускался вниз.

Большинство предохранительных клапанов изготавливаются с одним седлом в корпусе, но встречаются конструкции и с двумя сёдлами, установленными параллельно .

Малоподъемными называются предохранительные клапаны, у которых высота подъема запирающего элемента (золотника, тарелки) не превышает 1/20 диаметра седла, полноподъемными - клапаны, у которых высота подъема составляет 1/4 диаметра седла и более . Существуют также клапаны с высотой подъема тарелки от 1/20 до 1/4, их обычно называют среднеподъемными. В малоподъемных и среднеподъемных клапанах подъем золотника над седлом зависит от давления среды, поэтому условно их называют клапанами пропорционального действия , хотя подъем не пропорционален давлению рабочей среды. Такие клапаны используются, как правило, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность. В полноподъемных клапанах открытие происходит сразу на полный ход тарелки, поэтому их называют клапанами двухпозиционного действия . Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как на жидких, так и на газообразных средах .

Наибольшие различия в конструкциях предохранительных клапанов заключаются в видах нагрузки на золотник.

Пружинные клапаны

В них давлению среды на золотник противодействует сила сжатия пружины. Один и тот же пружинный клапан может быть использован для различных пределов настройки давления срабатывания путём комплектации различными пружинами. Многие клапаны изготавливаются со специальным механизмом (рычагом, грибком и др.) ручного подрыва для контрольной продувки клапана. Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как во время эксплуатации могут возникнуть различные проблемы, например прикипание, примерзание, прилипание золотника к седлу. Однако в некоторых производствах в условиях агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка может быть очень опасной, поэтому для таких клапанов возможность ручной продувки не предусматривается и даже запрещается .

Чаще всего пружины подвергаются воздействию рабочей среды, которая сбрасывается из трубопровода или ёмкости при срабатывании, для защиты от слабоагрессивных сред применяют специальные покрытия пружин. Уплотнение по штоку в таких клапанах отсутствует. В случаях же работы с агрессивными средами в химических и некоторых других установках пружину изолируют от рабочей среды при помощи уплотнения по штоку сальниковым устройством , сильфоном или эластичной мембраной. Сильфонное уплотнение применяется также в тех случаях, когда утечка среды в атмосферу не допускается, например на АЭС .

Рычажно-грузовые клапаны

В таких клапанах усилию на золотник от давления рабочей среды противодействует сила от груза, передаваемая через рычаг на шток клапана. Настройка таких клапанов на давление открытия производится фиксацией груза определённой массы на плече рычага. Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Такие устройства запрещено использовать на передвижных сосудах .

Для герметизации сёдел больших диаметров требуются значительные массы грузов на длинных рычагах, что может вызвать сильную вибрацию устройства, в этих случаях применяются корпуса, внутри которых сечение сброса среды образовано двумя параллельно расположенными сёдлами, которые перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами. Таким образом, в одном корпусе монтируются два параллельно работающих затвора, что позволяет уменьшить массы груза и длины рычагов, обеспечивая нормальную работу клапана .

Магнито-пружинные клапаны

В этих устройствах используется электромагнитный привод, то есть они не являются арматурой прямого действия. Электромагниты в них могут обеспечивать дополнительное прижатие золотника к седлу, в этом случае при достижении давления срабатывания по сигналу от датчиков электромагнит отключается и давлению противодействует лишь пружина, клапан начинает работать как обычный пружинный. Также электромагнит может создавать усилие открытия, то есть противодействовать пружине и принудительно открывать клапан. Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения

Предохранительный клапан представляет собой трубопроводную арматуру, которая защищает оборудование и трубопроводы высокого давления от механических повреждений и различного рода разрушений в результате возникновения аварийных ситуаций. Достигается это посредством выпуска избыточного количества жидкости, газа или пара из системы, а также сосудо в, в которых образуется чрезмерное давление. К тому же, данный клапан предотвращает сброс рабочей среды, когда номинальное давление восстанавливается.

Клапан предохранительный – это механизм, функционирующий в непосредственном контакте с рабочей средой вместе с другими конструкциями, выполняющими функцию защитной арматуры, в том числе, регуляторами давления.

Основные типы клапанов и их предназначение

Все предохранительные изделия могут отличаться между собой по целому ряду параметров, в зависимости от конструкционных особенностей, а именно:

1. По типу замыкающего клапана:
   • пропорциональный;
   • двухпозиционный.
2. По высоте подъема замыкающего органа:
   • малоподъемные;
   • среднеподъемные;
   • полноподъемные.
3. В зависимости от типа нагрузки на золотник:
   • пружинные;
   • рычажные;
   • рычажно-пружинные;
   • магнитно-пружинные.

Также предохранительные клапаны могут отличаться по характеру работы и представлять собой устройства прямого или непрямого действия. Первые считаются классическими предохранительными механизмами, а вторые относятся к классу импульсных приборов. Наиболее часто используемая в промышленности модификация – это угловой предохранительный дроссель пружинного типа.

Высокое давление (вернее его избыток) может возникать в системе по разным причинам, вызванным физическими внутренними процессами или же другими внешними факторами, такими, например, как:

Предохранительные клапаны применяются в промышленных масштабах и устанавливаются на магистрали с целью сброса из трубопровода лишнего потока рабочей среды для снижения уровня давления (разновидностью бытового предохранительного клапана является кран Маевского, стравливающий воздух из систем отопления).

Устройство и типы предохранительных клапанов

Основным элементом предохранительного клапана является клапан, шток, регулировочные элементы, настроечные пружины. По конструкции предохранительные клапаны бывают рычажно-грузовые (рабочая среда давит на золотник, и этому давлению противодействует сила груза) и магнито-пружинные (приводятся в действие электромагнитным приводом).

Виды предохранительных клапанов:

• прямого действия. Срабатывает при превышении давления выше нормы;
• непрямого действия. Срабатывают при воздействии постороннего импульса (например, от электрического, применяются для дистанционного управления);
• пропорционального действия. Применяются в несжимаемых средах;
• двухпозиционного действия.

Видео работы клапана предохранительного

Также предохранительные клапаны бывают малоподъемные (подъем запирающей детали - 1/20 диаметра седла), полноподъемные (1/4 седла, предназначены на магистралях большой пропускной способности), среднеподъемные. Обратные клапана являются разновидностью предохранительной арматуры. Также предохранительные клапана делятся на запорные и регулирующие. Настройка предельного давления проводится в момент установки путем изменения положения регулировочного винта, сжимающего прижимную пружину.

• Рекомендуем пружинные предохранительные клапаны! В отличие от мембранных, они оснащены дополнительными устройствами, предотвращающими примерзание золотника к седлу.

Если вы зашли на наш сайт, значит вы ищете, где бы купить запорную трубопроводную арматуру по оптимальной цене. Вы сделали правильный выбор! Интернет-каталог "Профтайл" предлагает вам лучшие цены от поставщиков без посреднической наценки. При покупке комплектующих на сумму от 3000 рублей вы получаете оптовые цены и оперативную доставку в течение 3-х дней.

• Обратите внимание, что на сайте предлагается более 5-ти вариантов оплаты, но некоторые из них имеют комиссию. Обратитесь к менеджеру, чтобы подобрать оптимальную комплектацию запорной арматуры по лучшей цене!

Интернет-каталог "Профтайл": успешное партнерство - залог доверия и долгого сотрудничества!

Клапаны предохранительные - вид трубопроводной арматуры, предназначенный для защиты системы отопления от избыточного давления. Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, т.е. арматурой, работающей под управлением непосредственно самой рабочей среды (так же как и регуляторы давления прямого действия).

Классификация предохранительных клапанов:

По характеру подъёма замыкающего органа:

• клапаны пропорционального действия (используются на несжимаемых средах);
• клапаны двухпозиционного действия;

По высоте подъёма замыкающего органа:

• малоподъёмные (высота подъема запирающего элемента (золотника, тарелки) не превышает 1/20 диаметра седла);
• среднеподъёмные (высота подъема тарелки от 1/20 до ¼ диаметра седла);
• полноподъёмные (высота подъема составляет 1/4 диаметра седла и более);

По виду нагрузки на золотник:

• пружинные
• грузовые или рычажно-грузовые
• рычажно-пружинные
• магнито-пружинные

В малоподъемных и среднеподъемных клапанах подъем золотника над седлом зависит от давления среды, поэтому их ещё называют клапанами пропорционального действия . Такие клапаны в основном используют, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность. В полноподъемных клапанах открытие происходит одномоментно, поэтому их называют также клапанами двухпозиционного действия . Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как на жидких, так и на газообразных средах.

Рычажные (рычажно-грузовые) предохранительные клапаны, принцип работы:

Принцип работы рычажно-грузового предохранительного клапана состоит в противодействии усилию на золотник от давления рабочей среды - силы от груза, передаваемой через рычаг на шток клапана. Основой механизма данного типа клапанов является рычаг и подвешенный на него груз. Срабатывание устройства зависит от веса груза и его местонахождения на рычаге. Чем больше вес и чем дальше на рычаге он находиться, тем при более высоком давлении срабатывает клапан. Рычажные клапана настраиваются на давление открытия путем перемещением груза по рычагу (возможно изменение веса груза). Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Рычажные клапана запрещено использовать на передвижных тепловых устройствах.

Внутреннее устройство рычажного предохранительного клапана:

1.Впускное отверстие; 2. Выпускное отверстие; 3. Седло клапана; 4. Золотник; 5. Груз; 6. Рычаг.

Для герметичного закрытия сёдел больших диаметров требуются тяжелые грузы на длинных рычагах, что может вызвать сильную вибрацию устройства. В этих обстоятельствах используют клапана, внутри которых сечение сброса среды образовано двумя сёдлами, которые перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами (см. например: , ). Использование указанных двухрычажных клапанов с двумя затворами, что позволяет уменьшить массы груза и длины рычагов, обеспечивая нормальную работу системы.

Настройка рычажно-грузового клапана, как уже было отмечено выше, осуществляется при помощи перемещения груза по рычагу. После того, как необходимое давление было настроено, груз фиксируется болтами, накрывается защитным кожухом и закрывается на замок. Это делается для исключения несанкционированного изменения настроек. В качестве груза зачастую используются фланцы.

Особенности рычажно-грузовых клапанов:

Рычажные клапаны – трубопроводная арматура, которая была разработана еще до 40-го года прошлого века. Это морально устаревший клапан, приобретаемый только для поддержания в рабочем состоянии котельных пунктов и подобных объектов времен советского коммунального хозяйства.

Особенностью клапана является необходимость притирки рабочих поверхностей (золотника и седла - запрессованного бронзового уплотнительного кольца) непосредственно на месте установки клапана. Под притиркой понимается обработка бронзового седла абразивными материалами для достижения более плотного контакта золотника и седла. Золотник в корпусе клапана не закреплен и при транспортировке и погрузках его рабочие поверхности легко повреждаются. Клапан без притирки не будет герметичен.

Преимущества рычажных предохранительных клапанов:

• Простота конструкции;
• Ремонтопригодность;
• Ручная настройка срабатывания клапана;

Недостатки рычажных предохранительных клапанов:

• Необходимость осуществлять притирку рабочих поверхностей;
• Малый ресурс работы клапана;
• Громоздкая конструкция;

Пружинные предохранительные клапаны, принцип работы:

Принцип работы пружинного предохранительного клапана состоит в противодействии силы пружины - усилию на золотник от давления рабочей среды (теплоносителя). Теплоноситель оказывает давление на пружину, которая сжимается. При превышении давления настройки золотник поднимается, и теплоноситель сбрасывается через отводящий патрубок. После того, как давление в системе снизилось до настроечного, клапан закрывается, и спуск теплоносителя прекращается.

Внутреннее устройство пружинного предохранительного клапана:

1 - корпус; 2 - сопла; 3 - нижняя регулировочная втулка; 4, 5 - стопорный винт; 6, 19, 25, 29 - прокладка; 7- верхняя регулировочная втулка;8 - подушка; 9 - золотник; 10 - направляющая втулка; 11 - специальная гайка; 12 - перегородка; 13 - крышка; 14 - шток; 15 - пружина; 16 - опорная шайба; 17 - регулировочный винт; 18 - контргайка; 20 - колпак; 21 - кулачок; 22 - направляющая втулка; 23 - гайка; 24 - заглушка; 25 - кулачковый вал; 27 - шпонка; 28 - рычаг; 30 - шарик.

Давление срабатывания пружинного предохранительного клапана устанавливается с помощью комплектации клапана различными пружинами. Многие клапаны изготавливаются со специальным механизмом (рычагом, грибком и др.) ручного подрыва для контрольной продувки клапана. Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как во время эксплуатации могут возникнуть различные проблемы, например прикипание, примерзание золотника к седлу. Однако на производствах с использованием агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка может быть очень опасной. Поэтому для пружинных клапанов, используемых на таких производствах, возможность ручной продувки не предусматривается и даже запрещается.

При работе с агрессивными химическими средами пружину изолируют от рабочей среды при помощи уплотнения по штоку сальниковым устройством, сильфоном или эластичной мембраной. Сильфонное уплотнение применяется также в тех случаях, когда утечка среды в атмосферу не допускается, например на АЭС. Максимальная температура рабочей среды для предохранительных пружинных клапанов до +450°C, давление до 100 бар.

Сбросной предохранительный клапан срабатывает раньше, чем достигается давление настройки. Полностью клапан открывается, когда давление превышает настроечное на 10-15% (в зависимости от модели). Устройство полностью закрывается только по достижению давления на 10-20% меньше, чем настроечное, т.к. выходящий теплоноситель создает дополнительное динамическое давление.

Если система отопления функционирует стабильно, без сбоев и превышения давления, сбросной предохранительный клапан остается без «работы» в течение длительного периода времени и может засоряться. Поэтому рекомендуется периодически его прочищать.

Достоинства пружинных клапанов:

• простая конструкция оборудования;
• малые размеры и вес при больших проходных сечениях;
• возможность установки как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях;
• возможность получения высокой пропускной способности.

Недостатки пружинных клапанов:

• резкое возрастание усилия пружины при ее сжатии в процессе подъема золотника;
• возможность получения гидравлического удара при закрытии клапана;

Магнито-пружинные предохранительные клапаны, принцип работы:

В магнитно-пружинных предохранительных клапанах используется электромагнитный привод. Электромагнит обеспечивает дополнительное прижатие золотника к седлу. При достижении давления срабатывания электромагнит отключается и давлению противодействует только пружина, а клапан начинает работать как обычный пружинный. Также электромагнит может создавать усилие открытия, то есть противодействовать пружине и принудительно открывать клапан. Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения электропитания. Магнитно-пружинные клапаны обычно применяются в сложных импульсных предохранительных устройствах в качестве управляющих или импульсных клапанов.

Клапан предохранительный пружинный фланцевый 17с28нж - это один из основных видов , который применяется для защиты трубопроводного оборудования. Клапан предохранительный пружинный 17с28нж предназначен для защиты оборудования и трубопровода, от недопустимого превышения давления в системе. Обеспечение безопасных значений давления, осуществляется путем автоматического сброса избытков рабочей среды в специально установленный, отводящий трубопровод или в атмосферу, а при восстановлении рабочего давления, предохранительный клапан 17с28нж прекращает сброс рабочей среды.

Клапан предохранительный пружинный 17с28нж монтируется с оборудованием и с помощью фланцевого соединения. Клапан предохранительный пружинный 17с28нж фланцевый имеет срок службы более 11 лет, а производитель даёт на него гарантию 18 месяцев со дня ввода клапана в эксплуатацию. Предохранительный клапан 17с28нж негерметичен по отношению к внешней среде.

Материал основных деталей, из которых производится предохранительный пружинный клапан 17с28нж с фланцевым соединением:

• Корпус, крышка - Сталь 25Л
• Диск, седло - Сталь 20Х13
• Шток - Сталь 20Х13/Сталь 40
• Прокладка - АД1М
• Пружина - 50ХФА

Устройство предохранительного пружинного клапана 17с28нж

1 .Колпак

2 . Регулирующий винт

3 . Пружина

4 . Крышка

5 . Шток

6 . Узел ручного подрыва

7 . Узел золотника

8 . Седло

9 . Корпус

Габаритные и присоединительные размеры предохранительного клапана 17с28нж

Технические характеристики предохранительного клапана 17с28нж