Головна
Коди
Пружинний запобіжний клапан. Зворотний клапан для води: принцип дії, конструкція та різновиди

Пружинний запобіжний клапан. Зворотний клапан для води: принцип дії, конструкція та різновиди

Клапан запобіжний пружинний фланцевий 17x28нж - це один з основних видів, який застосовується для захисту трубопровідного обладнання. Клапан запобіжний пружинний 17с28нж призначений для захисту обладнання та трубопроводу від неприпустимого перевищення тиску в системі. Забезпечення безпечних значень тиску здійснюється шляхом автоматичного скидання надлишків. робочого середовищау спеціально встановлений, що відводить трубопровід або в атмосферу, а при відновленні робочого тиску запобіжний клапан 17с28нж припиняє скидання робочого середовища.

Клапан запобіжний пружинний 17x28нж монтується з обладнанням та за допомогою фланцевого з'єднання. Клапан запобіжний пружинний фланцевий 17x28нж має термін служби більше 11 років, а виробник дає на нього гарантію 18 місяців з дня введення клапана в експлуатацію. Запобіжний клапан 17с28нж негерметичний по відношенню до зовнішнього середовища.

Матеріал основних деталей, з яких виробляється запобіжний пружинний клапан 17x28нж з фланцевим з'єднанням:

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

Пристрій запобіжного пружинного клапана 17с28нж

1 .Ковпак

2 . Регулюючий гвинт

3 . Пружина

4 . Кришка

5 . Шток

6 . Вузол ручного підриву

7 . Вузол золотника

8 . Сідло

9 . Корпус

Габаритні та приєднувальні розміризапобіжного клапана 17с28нж

DN, мм

Розміри, мм
4

Технічні характеристики запобіжного клапана 17x28нж

Найменування

Значення

Діаметр номінальний, DN, мм

Діаметр отвору в сідлі DC, мм

Допустимі протікання в затворі, см 3 /хв

5-для повітря

1-для води

10-для повітря

2-для води

Площа перерізу сідла Fс, мм 2 не менше

Тиск номінальний на вході РN, МПа (кгс/см 2)

Тиск номінальний на виході РN, МПа (кгс/см 2)

Тиск повного відкриття Рп. МПа (кгс/см 2), не більше

Для газоподібних середовищ: Рн+0,05 (0,5) для Рн<0,3 МПа; 1,15 Рн для Рн>0,3 МПа

Для рідких середовищ: Рн+0,05 (0,5) для Рн<0,2 МПа; 1,25 Рн для Рн>0,2 МПа

Тиск закриття Рз

не менше 0,8 Рн

Межі тисків налаштування пружини, Рн МПа (кгс/см 2), не менше

0,05-0,15 (0,5-1,5); 0,15-0,35 (1,5-3,5); 0,35-0,7 (3,5-7,0); 0,7-1,0 (7-10); 1,0-1,6 (10-16)

Температура довкілля, ІС

від мінус 40 до 40

Температура робочого середовища, ÐС

від мінус 40 до 450

Характеристика робочого середовища

Вода, пара

Коефіцієнт витрати?

0,8 для газоподібних; 0,5 для рідких середовищ

Приєднувальні розміри та розміри ущільнювальних поверхонь корпусу

за ГОСТ 12815-80 ісп.1 ряд 2

Маса без фланців (кг)

Всі судини, що працюють під підвищеним тиском, повинні бути забезпечені запобіжними пристроями підвищення тиску. Для цього використовуються:

    важільно-вантажні ПК;

    запобіжні пристрої з мембранами, що руйнуються;

Важільно-вантажні ПК не допускаються до використання на пересувних судинах.

Принципові схеми основних типів ПК наведено малюнки 6.1 і 6.2. Вантаж на важільно-вантажних клапанах (див. рис. 6.1,6) повинен надійно фіксуватися у заданому положенні на важелі після тарування клапана. Конструкція пружинного ПК (див. рис. 6.1, в) повинна виключати можливість затягування пружини понад встановлену величину та передбачати пристрій для

Мал. 6.1. Принципові схеми основних типів запобіжних клапанів:

1 - вантажний з прямим навантаженням; б - важільно-вантажний; в - пружинний із прямим навантаженням; 1 - вантаж; 2 - важіль; 3 - відвідний трубопровід; 4 - Пружина.

перевірки справності дії клапана у робочому стані шляхом примусового відкриття його під час роботи. Пристрій пружинного запобіжного клапана показано на рис. 6.3. Кількість ПК, їх розміри та пропускна здатність повинні розраховуватися так, щоб у Рис. 6.2. Розривна запобіжна мембрана не перевищувала більш ніж на 0,05 МПа для судин з тиском до 0,3 МПа на

15% - для судин із тиском від 0,3 до 6,0 МПа, на 10% - для судин із тиском понад 6,0 МПа. При працюючих ПК допускається перевищення тиску в посудині не більше ніж на 25% за умови, що це перевищення передбачено проектом і відображено в паспорті судини.

Пропускна спроможність ПК визначається за ГОСТ 12.2.085.

На всі запобіжні пристрої мають бути паспорти та інструкції з експлуатації.

При визначенні розміру прохідних перерізів та кількості запобіжних клапанів важливе значення має розрахунок пропускної спроможності клапана на G(кг/год). Він виконується за методикою, викладеною в ССБТ. Для водяної пари величина розраховується за формулою:

G=10B 1 B 2 α 1 F(P 1 +0,1)

Мал. 6.3. Пристрій пружинного

запобіжного клапана:

1 – корпус; 2 - Золотник; 3 – пружина;

4 - відвідний трубопровід;

5 - судину, що захищається

де bi - коефіцієнт, що враховує фізико-хімічні властивості водяної пари при робочих параметрах перед запобіжним клапаном; може бути визначений за виразом (6-7); змінюється від 0,35 до 0,65; коефіцієнт, що враховує співвідношення тисків перед та за запобіжним клапаном, залежить від показника адіабати k та показника β, при β<β кр =(2-(k+1)) k/(k-1) коэффициент B 2 = 1, показатель β вычисляют по фор муле (6.8); коэффициент B 2 змінюється від 0,62 до 1,00; ? F- площа прохідного перерізу клапана, мм 2; Р 1 - максимальний надлишковий тиск перед клапаном, МПа;

B 1 =0,503(2/(k+1) k/(k-1) *

де V\ - питомий об'єм пари перед клапаном при параметрах P 1 і Т 1, ) м 3 /кг - температура середовища перед клапаном при тиску Р°С.

(6.7)

β = (P 2 + 0,1)/(P 1 +0,1), (6.8)

де P2 - Максимальний надлишковий тиск за клапаном, МПа.

Показник адіабати k залежить від температури водяної пари. За температури пари 100 °С k = 1,324, за 200 "З k = 1310 при 300 °С k= 1,304, за 400 "З k= 1,301, при 500 ° Ck= 1,296.

Сумарна пропускна спроможність всіх встановлених запобіжних клапанів повинна бути не менше максимально можливого аварійного припливу середовища в судину або апарат, що захищається.

Запобіжні мембрани (див. малюнки 6.2 і 6.4) є спеціально ослабленими пристроями з точно розрахованим порогом руйнування за тиском. Вони прості за конструкцією та в той же час забезпечують високу надійність захисту обладнання. Мембрани повністю герметизують скидний отвір судини, що захищається (до спрацьовування), дешеві і прості у виготовленні. До їх недоліків відносяться необхідність заміни після кожного спрацьовування, неможливість точного визначення тиску спрацьовування мембрани, що змушує підвищувати запас міцності устаткування, що захищається.

Мембранні запобіжні пристрої можуть встановлюватися замість важільно-вантажних та пружинних запобіжних клапанів, якщо ці клапани в умовах конкретного середовища не можуть бути використані внаслідок їхньої інерційності або інших причин. Вони встановлюються також перед ПК у разі, коли ПК що неспроможні надійно працювати внаслідок особливостей впливу робочого середовища у посудині (корозія, кристалізація, прикипання, примерзання). Мембрани встановлюються ще паралельно з ПК збільшення пропускну здатність систем скидання тиску. Мембрани встановлюються ще паралельно з ПК для збільшення пропускної спроможності систем скидання тиску. Мембрани можуть бути розривними (див. рис. 6.2), що ламаються, відривними (рис. 6.4), зрізними, що вилуговуються. Товщину розривних мембран А (в мм) розраховують за такою формулою:

PD/(8σ вр K t )((1+(δ/100))/(1+((δ/100)-1)) 1/2

де D - робочий діаметр; Р-тиск спрацьовування мембрани, σ вр - межа міцності матеріалу мембрани (нікель, мідь, алюміній та ін) при розтягуванні; До 1 - температурний коефіцієнт, що змінюється від 05 до 18; δ - відносне подовження матеріалу мембрани при розриві, %.

Для відривних мембран величиною, що визначає тиск спрацьовування,

є діаметр D H (див. рис. 6.4), який розраховують як

D н =D(1+P/σ вр) 1/2

Мембрани повинні мати маркування, встановлене Правилами змісту. Запобіжні пристрої повинні встановлюватися на патрубках або трубопроводах, які безпосередньо приєднані до посудини. При встановленні на одному патрубку (або трубопроводі) декількох запобіжних пристроїв площа поперечного перерізу патрубка (або трубопроводу) повинна бути не менше 1,25 сумарної площі перерізу ПК, встановлених на ньому.

Не допускається встановлення будь-якої запірної арматури між посудиною та запобіжним пристроєм, а також за ним. Крім того, запобіжні пристрої повинні розміщуватись у місцях, зручних для їх обслуговування.

Запобіжні пристрої. Запобіжні пристрої (клапани) повинні автоматично запобігати підвищенню тиску понад допустиме шляхом випуску робочого середовища в атмосферу або утилізаційну систему. Потрібно встановити не менше двох запобіжних пристроїв.

На парових котлах тиском 4 МПа повинні встановлюватись тільки імпульсні запобіжні клапани.

Діаметр проходу (умовний), що встановлюються на котлах важільно-, ; вантажних та пружинних клапанів, повинен бути не менше 20 мм. Допуск зменшує цей прохід до 15 мм для котлів паропродуктивністю до 0,2 т/год і тиском до 0,8 МПа при установці двох клапанів.

Сумарна пропускна здатність запобіжних пристроїв, що встановлюються на парових котлах, повинна бути не меншою за номінальну продуктивність котла. Розрахунок пропускної спроможності граничних пристроїв парових та водогрійних котлів повинен виконуватися по 14570 «Клапани запобіжні парових та водогрійних котлів. Технічні вимоги".

Місця встановлення запобіжних пристроїв визначені. Зокрема, у водогрійних казанах вони встановлюються на вихідних колекторах або барабані.

Методика та періодичність регулювання запобіжних нов (ПК) на котлах вказується в інструкції з монтажу та ексу Клапани повинні захищати судини від перевищення в них тиску більше на 10 % розрахункового (дозволеного).

Коротка відповідь:Всі судини, що працюють під підвищеним тиском, повинні бути забезпечені запобіжними пристроями підвищення тиску. Для цього використовуються:

    пружинні запобіжні клапани (ПК);

    важільно-вантажні ПК;

    імпульсні запобіжні пристрої, що складаються з головного ПК та керуючого імпульсного клапана прямої дії;

    запобіжні пристрої з мембранами, що руйнуються;

    інші запобіжні пристрої, застосування яких погоджено з Держгіртехнаглядом України.

Клапан запобіжний пружинний (КПП)– вид трубопровідної арматури, призначений для автоматичного захисту обладнання та трубопроводів від перевищення тиску понад заздалегідь встановлену величину за допомогою скидання надлишку робочого середовища та забезпечує припинення скидання при тиску закриття та відновлення робочого тиску.

Основні складальні одиниці та деталі клапана:

1 - корпус; 2 - сідло; 3 - золотник; 4 - кришка; 5 - шток; 6 - гайка; втулка, 12-напрямна втулка, 13 - перегородка, 14 - регулювальний гвинт, 15 - ковпак, 16 - різьбовий фланець.

Принцип роботи.При нормальному робочому тиску зусилля стиснутої пружини притискає золотник до сідла (прохід для скидання робочого середовища закритий). При підвищенні тиску понад встановлену величину на золотник починає діяти протилежно спрямована сила, яка стискає пружину, і золотник піднімається, відкриваючи прохід для скидання робочого середовища. Після зниження тиску перед клапаном до тиску закриття золотник під дією пружини знову притискається до сідла, припиняючи скидання середовища.

Установче положення – вертикальне, ковпаком догори.

Герметичність затвора– клас «В» ДЕРЖСТАНДАРТ Р 54808. На вимогу замовника можливе виготовлення з іншими класами герметичності.

Можливі виконання клапанів:

  • Герметичним ковпаком, що має вузол примусового відкриття, без такого вузла.
  • Врівноважуючим сильфоном.
  • Термозахисна перегородка.
  • "Відкритою" кришкою.
  • Стопорним елементом, що перешкоджає спрацьовування клапана.

Приєднання до трубопроводу:

  • фланцеве;
  • під лінзову продладку (фланець за ГОСТ 9399);
  • штуцерне;
  • цапковий.

Клапани із сільфоном.

Сильфон – механізм, що компенсує дію протитиску на виході із клапана. Сильфон призначений для захисту пружини клапана від шкідливого впливу агресивного робочого середовища за умов підвищених або знижених температур. Сильфонні клапани виготовляються зі сталей марок 12Х18Н9ТЛ та 12Х18Н12МЗТЛ та призначені для робочих середовищ з температурою від мінус 60 °С та нижче. Позначення сильфонних клапанів: КПП4С, КППС.

Виконання ущільнювальних поверхонь та приєднувальні розміри фланців клапана – ГОСТ 12815-80, ряд 2, будівельні довжини – ГОСТ 16587-71.

Клапани DN 25 PN 100 кгс/см2 можуть виготовлятися зі штуцерними кінцями для приєднання до трубопроводу ГОСТ 2822-78, а також з фланцевим з'єднанням ГОСТ 12815-80, ряд 2.

Запобіжні клапани номінальним тиском PN 250 кгс/см2 та PN 320 кгс/см2, як і інші моделі, призначені для захисту обладнання від неприпустимого перевищення тиску за допомогою автоматичного скидання надлишку робочого середовища. Використовуються на обладнанні з рідкими та газоподібними робочими середовищами, що не викликають корозії корпусних деталей більше 0,1 мм.

Запобіжні клапани зі штампосварним корпусом можуть виготовлятися з індивідуальною будівельною довжиною (L та L1), висотою (H) та приєднувальними розмірами фланців, що дозволяє використовувати їх як замінники імпортної арматури без зміни вже змонтованого обладнання та трубопроводів.

Розрахунок пропускної спроможності клапанів - за ГОСТ 12.2.085-2002.

Тиск налаштування, Рн– найбільший надлишковий тиск на вході в запобіжний клапан, при якому затвор закритий та забезпечується задана герметичність затвора.

Тиск початку відкриття, Рн.(тиск початку торкання; настановний тиск) – надлишковий тиск на вході в запобіжний клапан, при якому зусилля, що прагне відкрити клапан, врівноважене зусиллями, що утримують замикаючий елемент на сідлі. При тиску початку відкриття задана герметичність затвора клапана порушується і починається підйом замикаючого елемента.

Тиск повного відкриття, Рп.- надлишковий тиск на вході в запобіжний клапан, при якому відбувається хід арматури та досягається максимальна пропускна здатність.

Тиск закриття, Рз(Тиск зворотної посадки) – надлишковий тиск на вході в запобіжний клапан, при якому після скидання робочого середовища відбувається посадка замикаючого елемента на сідло із забезпеченням заданої герметичності затвора. Тиск закриття клапанів Рз – не менше 0,8 Рн.

Протитиск– надлишковий тиск на виході арматури (зокрема, із запобіжного клапана).

Протитиск є сумою статичного тиску у випускній системі (у разі закритої системи) і тиску, що виникає від її опору при протіканні робочого середовища.

Обов'язкова мінімальна інформація для замовлення.

При замовленні клапанів необхідно заповнити опитувальний лист (Додаток В):

  • тип виробу, позначення, позначення типу (по таблиці фігур);
  • номінальний діаметр вхідного патрубка, DN, мм;
  • номінальний тиск, PN, кгс/см2;
  • тиск налаштування (Рн, кгс/см2) або номер пружини (при вказівці тільки номера пружини клапан налаштовується на мінімальне значення діапазону зазначеної пружини);
  • Матеріал корпуса;
  • наявність у конструкції клапана вузла ручного підриву;
  • наявність у конструкції клапана сильфона.

Приклад позначення при замовленні клапана запобіжного пружинного:

Приклад позначення при замовленні клапана запобіжного пружинного DN 50 PN 16 кгс/см2 із сталі 12Х18Н9ТЛ із вузлом ручного підриву, тиском налаштування – Рн=16 кгс/см2, моделі КПП4Р за ТУ 3742-005-64164940

Запобіжний клапан КПП4Р 50-16 DN 50 PN 16 кгс/см2, Рн=16 кгс/см2, 17нж17нж. При оформленні замовлення особливо обговорюється необхідність комплектації клапанів деталями у відповідь (відповідні фланці, прокладки, шпильки, гайки; для клапанів DN 25 PN 100 – ніпелі з накидними гайками і прокладками).

Клапани запобіжні- Вид трубопровідної арматури, призначений для захисту системи опалення від надлишкового тиску. Запобіжний клапан є арматурою прямого впливу, тобто. арматурою, що працює під управлінням безпосередньо самого робочого середовища (як і регулятори тиску прямої дії).

Фото Позначення Найменування Ду, мм Робочий тиск (кгс/см2) Матеріал корпуса Робоче середовище Тип приєднання Ціна, руб
20 16 бронза вода, пара муфтово-цапковий 3800
Клапан запобіжний пружинний 25 16 бронза вода, пара, газ штуцерно-муфтовий 12000
Клапан запобіжний малопідйомний пружинний 15-25 16 сталь аміак, фреон цапковий 1200-2000
Клапан запобіжний сталевий 50 16 сталь рідке або газоподібне неагресивне середовище, аміак фланцевий 6660-10800
50-80 25 сталь фланцевий 6000
клапан запобіжний двоважільний 80-125 25 сталь Вода, повітря, пара, аміак, природний газ, нафтопродукти фланцевий 9000-19000
Клапан запобіжний повнопідйомний пружинний 25 40 сталь вода, повітря, пара, аміак, нафта, рідкі нафтопродукти фланцевий 20000
Клапан запобіжний кутовий 50-80 16 сталь вода, пара, повітря фланцевий 12500-16000
Клапан запобіжний одноважільний 25-100 16 чавун вода, пара, газ фланцевий 1500-7000
Клапан запобіжний двоважільний 80-150 16 чавун вода, пара, газ фланцевий 6000-30000
Клапан запобіжний пружинний 15-25 25 сталь хладон, аміак штуцерно-муфтовий 5000-7000
Клапан запобіжний малопідйомний VALTEC 15-50 16 латунь вода, водяна пара, повітря муфтовий 860-10600
клапан запобіжний 34-52 0,7 сталь вода, пара фланцевий 15000
Клапан запобіжний пружинний 50-150 16 сталь фланцевий 20200-53800
Клапан запобіжний пружинний 50-150 40 сталь вода, повітря, пара, аміак, природний газ, нафта, нафтопродукти фланцевий 20000-53800
Клапан запобіжний пружинний 50-150 16 сталь вода, повітря, пара, аміак, природний газ, нафта, нафтопродукти фланцевий 20200-53800
Клапан запобіжний пружинний кутовий. 50 100 сталь газ, вода, пара, конденсат фланцевий 37900
80 100 сталь газ, вода, пара, конденсат фланцевий 39450
Клапан запобіжний пружинний з кутовим демпфером 50 64 сталь пар фланцевий 37300
Клапан запобіжний пружинний з кутовим демпфером. 80 64 сталь газ, вода, пара, конденсат фланцевий 46500

Класифікація запобіжних клапанів:

За характером підйому замикаючого органу:

  • клапани пропорційної дії (використовуються на стисливих середовищах);
  • клапани двопозиційної дії;

По висоті підйому замикаючого органу:

  • малопідйомні (висота підйому замикаючого елемента (золотника, тарілки) не перевищує 1/20 діаметра сідла);
  • середньопідйомні (висота підйому тарілки від 1/20 до ¼ діаметра сідла);
  • повнопідйомні (висота підйому становить 1/4 діаметра сідла та більше);

За видом навантаження на золотник:

  • пружинні
  • вантажні або важільно-вантажні
  • важільно-пружинні
  • магніто-пружинні

У малопідйомних та середньопідйомних клапанах підйом золотника над сідлом залежить від тиску середовища, тому їх ще називають клапанами пропорційної дії. Такі клапани в основному використовують для рідин, коли не потрібна велика пропускна здатність. У повнопідйомних клапанах відкриття відбувається одномоментно, тому їх називають клапанами двопозиційної дії. Такі клапани є високопродуктивними і застосовуються як на рідких, так і на газоподібних середовищах.

Важільні (важільно-вантажні) запобіжні клапани, принцип роботи:

Вантаж до 17с18нж, 17ч18бр

Принцип роботи важільно-вантажного запобіжного клапана полягає у протидії зусиллю на золотник від тиску робочого середовища - сили від вантажу, що передається через важіль на шток клапана. Основою механізму даного типу клапанів є важіль та підвішений на нього вантаж. Спрацьовування пристрою залежить від ваги вантажу та його місцезнаходження на важелі. Чим більше вага і що далі на важелі він перебуватиме, тим при вищому тиску спрацьовує клапан. Важільні клапани налаштовуються на тиск відкриття шляхом переміщенням вантажу по важелю (можлива зміна ваги вантажу). Важелі також використовують для ручного продування клапана. Важельні клапани заборонено використовувати на пересувних теплових пристроях.

Внутрішній пристрій важільного запобіжного клапана:

1.Впускний отвір; 2. Випускний отвір; 3. Сідло клапана; 4. Золотник; 5. Вантаж; 6. Важіль.

Для герметичного закриття сідел великих діаметрів потрібні важкі вантажі на довгих важелях, що може спричинити сильну вібрацію пристрою. У цих обставинах використовують клапани, всередині яких переріз скидання середовища утворений двома сідлами, які перекриваються двома золотниками за допомогою двох важелів з вантажами (див. наприклад: , ). Використання зазначених двохважільних клапанів з двома затворами, що дозволяє зменшити маси вантажу та довжини важелів, забезпечуючи нормальну роботу системи.

Налаштування важільно-вантажного клапана, як було зазначено вище, здійснюється за допомогою переміщення вантажу по важелю. Після налаштування необхідного тиску вантаж фіксується болтами, накривається захисним кожухом і закривається на замок. Це робиться для унеможливлення несанкціонованої зміни налаштувань. Як вантаж часто використовуються фланці.

Особливості важільно-вантажних клапанів:

Важільні клапани - трубопровідна арматура, яка була розроблена ще до 40-го року минулого століття. Це морально застарілий клапан, який купується лише для підтримки в робочому стані котельних пунктів та подібних об'єктів часів радянського комунального господарства.

Особливістю клапана є необхідність притирання робочих поверхонь (золотника та сідла - запресованого бронзового кільця ущільнювача) безпосередньо на місці установки клапана. Під притиранням розуміється обробка бронзового сідла абразивними матеріалами задля досягнення щільнішого контакту золотника і сідла. Золотник у корпусі клапана не закріплений і при транспортуванні та навантаженні його робочі поверхні легко ушкоджуються. Клапан без притирання не буде герметичний.

Переваги важільних запобіжних клапанів:

  • Простота конструкції;
  • Ремонтопридатність;
  • Ручне налаштування спрацьовування клапана;

Недоліки важільних запобіжних клапанів:

  • Необхідність здійснювати притирання робочих поверхонь;
  • Мінімальний ресурс роботи клапана;
  • Громіздка конструкція;

Пружинні запобіжні клапани, принцип роботи:

клапан запобіжний

Принцип роботи пружинного запобіжного клапана полягає у протидії сили пружини – зусиллю на золотник від тиску робочого середовища (теплоносія). Теплоносій чинить тиск на пружину, яка стискається. При перевищенні тиску настройки золотник піднімається, і теплоносій скидається через патрубок, що відводить. Після того, як тиск у системі знизився до настроювального, клапан закривається, і спуск теплоносія припиняється.

Внутрішній пристрій пружинного запобіжного клапана:

1 – корпус; 2 - сопла; 3 - нижня регулювальна втулка; 4, 5 - стопорний гвинт; 6, 19, 25, 29 – прокладка; 7 - верхня регулювальна втулка; 8 - подушка; 9 – золотник; 10 - напрямна втулка; 11 – спеціальна гайка; 12 – перегородка; 13 – кришка; 14 – шток; 15 – пружина; 16 – опорна шайба; 17 - регулювальний гвинт; 18 – контргайка; 20 – ковпак; 21 - кулачок; 22 - напрямна втулка; 23 – гайка; 24 - заглушка; 25 - кулачковий вал; 27 – шпонка; 28 - важіль; 30 - кулька.

Тиск спрацьовування запобіжного пружинного клапана встановлюється за допомогою комплектації клапана різними пружинами. Багато клапанів виготовляються зі спеціальним механізмом (важелем, грибком та ін.) ручного підриву для контрольного продування клапана. Це робиться з метою перевірки працездатності клапана, тому що під час експлуатації можуть виникнути різні проблеми, наприклад, прикипання, примерзання золотника до сідла. Однак на виробництвах з використанням агресивних та токсичних середовищ, високих температур та тисків, контрольне продування може бути дуже небезпечним. Тому для пружинних клапанів, що використовуються на таких виробництвах, можливість ручного продування не передбачається і навіть забороняється.

При роботі з агресивними хімічними середовищами пружину ізолюють від робочого середовища за допомогою ущільнення штоком сальниковим пристроєм, сильфоном або еластичною мембраною. Сильфонне ущільнення застосовується також у тих випадках, коли витік середовища в атмосферу не допускається, наприклад, на АЕС. Максимальна температура робочого середовища для пружинних запобіжних клапанів до +450°C, тиск до 100 бар.

Скидний запобіжний клапан спрацьовує раніше, ніж досягається тиск налаштування. Повністю клапан відкривається, коли тиск перевищує настроювальне на 10-15% (залежно від моделі). Пристрій повністю закривається тільки після досягнення тиску на 10-20% менше, ніж настроювальне, т.к. теплоносій, що виходить, створює додатковий динамічний тиск.

Якщо система опалення функціонує стабільно, без збоїв та перевищення тиску, скидний запобіжний клапан залишається без роботи протягом тривалого періоду часу і може засмічуватися. Тому рекомендується періодично прочищати його.

Переваги пружинних клапанів :

  • проста конструкція обладнання;
  • малі розміри та вага при великих прохідних перерізах;
  • можливість встановлення як у вертикальному, так і горизонтальному положеннях;
  • можливість отримання високої пропускної спроможності.

Недоліки пружинних клапанів :

  • різке зростання зусилля пружини при її стисканні у процесі підйому золотника;
  • можливість отримання гідравлічного удару під час закриття клапана;

Магніто-пружинні запобіжні клапани, принцип роботи:

У магнітно-пружинних запобіжних клапанах використовують електромагнітний привід. Електромагніт забезпечує додаткове притискання золотника до сідла. При досягненні тиску спрацьовування електромагніт відключається і тиск протидіє тільки пружина, а клапан починає працювати як звичайний пружинний. Також електромагніт може створювати зусилля відкриття, тобто протидіяти пружині та примусово відкривати клапан. Існують клапани, в яких електромагнітний привід здійснює додаткове притискання, і зусилля відкриття, в цьому випадку пружина служить для підстрахування на випадок припинення електроживлення. Магнітно-пружинні клапани зазвичай застосовуються в складних імпульсних запобіжних пристроях як керуючі або імпульсні клапани.

Обов'язковим елементом оснащення автономних водопровідних систем на дачах та заміських будинках є зворотний клапан. Саме такий технічний пристрій, який може мати різне конструктивне виконання, забезпечує рух рідини трубопроводом у необхідному напрямку. Зворотні клапани, що встановлюються у системі автономного водопостачання, надійно захищають її від наслідків позаштатних ситуацій. Що стосуються арматурних пристроїв прямої дії, зворотні клапани спрацьовують автоматично, для чого використовується енергія робочого середовища, що транспортується трубопровідною системою.

Призначення та принцип дії

Основна функція, яку виконує зворотний клапан для води, полягає в тому, що він захищає систему водопостачання від критичних параметрів потоку рідини, що транспортується трубопроводом. Найчастішою причиною критичних ситуацій є зупинка насосної установки, що може призвести до цілого ряду негативних явищ – зливу води з трубопроводу назад у свердловину, розкручування крильчатки насоса у зворотному напрямку та, відповідно, поломки.

Захистити водопровідну систему від перерахованих негативних явищ дозволяє встановлення зворотного клапана на воду. Крім того, зворотний клапан для води запобігає наслідкам, які спричиняє гідравлічний удар. Використання зворотних клапанів у трубопровідних системах дозволяє зробити їхню роботу більш ефективною, а також забезпечити коректне функціонування насосного обладнання, яким такі системи оснащені.

Принцип роботи зворотного клапана досить простий і ось у чому.

  • Потік води, що надходить у такий пристрій під певним тиском, впливає на запірний елемент та віджимає пружину, за допомогою якої цей елемент утримується у закритому стані.
  • Після стискання пружини та відкриття запірного елемента вода починає вільно переміщатися через зворотний клапан у потрібному напрямку.
  • Якщо тиск робочого потоку рідини в трубопроводі падає або вода починає рухатися не в тому напрямку, пружинний механізм клапана повертає запірний елемент в закритий стан.

Діючи таким чином, зворотний клапан запобігає утворенню небажаного зворотного потоку в трубопровідній системі.

При виборі затвора, що встановлюється на водопровід, важливо знати нормативні вимоги, які пред'являють до таких пристроїв виробники насосного обладнання. Технічними параметрами, за якими відповідно до цих вимог вибирають зворотний клапан для води, є:

  • робочий, пробний та номінальний тиск закриття;
  • діаметр посадкової частини;
  • умовна пропускна спроможність;
  • клас герметичності.

Інформація про те, яким технічним вимогам повинен відповідати зворотний клапан для води, зазвичай міститься в документації на насосне обладнання.

Для оснащення систем водопостачання побутового призначення використовують зворотні клапани пружинного типу, діаметр умовного проходу входить до інтервалу 15–50 мм. Незважаючи на компактні розміри, такі пристрої демонструють високу пропускну здатність, забезпечують надійність експлуатації трубопроводу, низький рівень шуму і вібрації в трубопровідній системі, на якій їх встановлюють.

Ще одним позитивним фактором використання зворотних клапанів у системі водопостачання є те, що вони сприяють зниженню тиску, створюваного водяним насосом, на величину 0,25-0,5 Атм. У зв'язку з цим зворотний клапан для води дозволяє знижувати навантаження як на окремі елементи оснащення трубопроводів, так і всю систему водопостачання в цілому.

Конструктивні особливості

Одним із найпоширеніших матеріалів, з якого роблять корпусну частину клапанів зворотного ходу води, є латунь. Вибір даного матеріалу не випадковий: цей сплав демонструє виключно високу стійкість до впливу хімічно агресивних речовин, які можуть перебувати в воді, що транспортується по трубопроводу, в розчиненому або зваженому стані. До таких речовин, зокрема, відносяться мінеральні солі, сірка, кисень, марганець, з'єднання заліза та ін Зовнішню поверхню затворів, яка в процесі їх експлуатації також піддається впливу негативних факторів, часто захищають спеціальним покриттям, що наноситься гальванічним методом.

Пристрій зворотного клапана передбачає наявність золотника, виготовлення якого також може використовуватися латунь або міцний пластик. Ущільнювальна прокладка, яка присутня в конструкції зворотного клапана, може бути гумовою або силіконовою. Для виготовлення важливого елемента запірного механізму пружини використовують, як правило, нержавіючу сталь.

Отже, якщо говорити про конструктивні елементи пружинного зворотного клапана, цей пристрій складається з:

  • корпуси складового типу, елементи якого з'єднуються між собою у вигляді різьблення;
  • запірного механізму, конструкція якого включає дві рухомі золотникові тарілки, встановлені на спеціальному штоку, і ущільнювальну прокладку;
  • пружини, встановленої між золотниковими тарілками та посадковим сідлом на виході з пропускного отвору.

Принцип дії зворотного пружинного клапана також досить простий.

  • Потік води, що надходить у зворотний затвор під необхідним тиском, впливає на золотник і віджимає пружину.
  • При стисканні пружини золотник переміщається по штоку, відкриваючи пропускний отвір і надаючи потоку рідини можливість вільно переміщатися через пристрій.
  • При падінні тиску потоку води в трубопроводі, на якому стоїть зворотний клапан, або в тих випадках, коли такий потік починає рухатися не в тому напрямку, пружина повертає золотник на посадкове місце, закриваючи пропускний отвір пристрою.

Таким чином, схема роботи зворотного клапана досить проста, проте забезпечує високу надійність подібних пристроїв і ефективність їх використання в трубопровідних системах.

Основні види

Розібравшись з тим, як працює зворотний клапан, що встановлюється у водопровідній системі, слід зрозуміти, як правильно його вибирати. На сучасному ринку пропонуються різні види зворотних клапанних пристроїв, конструкція, матеріал виготовлення та схема роботи яких можуть серйозно відрізнятися.

Пружинний зворотний клапан муфтового типу

Корпус затворів даного типу складається з двох циліндричних елементів, що з'єднуються між собою за допомогою різьблення. У запірний механізм входять пластиковий шток, верхня та нижня золотникові тарілки. Положення елементів запірного механізму в закритому стані, а також їх відкриття в той момент, коли тиск потоку води досягне необхідного рівня забезпечує пружина. Між собою складові елементи корпусу з'єднуються з використанням прокладки ущільнювача.

Пружинний зворотний клапан з латунним золотником та золотниковою камерою сферичної форми

Відмінні риси затворів цього типу легко помітити навіть на фото. Латунний корпус такого клапана в його середній частині, де знаходиться золотникова камера, має сферичну форму. Така конструктивна особливість дозволяє збільшити об'єм золотникової камери і відповідно пропускну здатність зворотного клапана. Запірний механізм водяного клапана даного типу, основу якого складає латунний золотник, працює за таким же принципом, як і в клапанних пристроях будь-якого іншого типу.

Комбінований зворотний клапан пружинного типу з дренажем та повітровідвідником

У багатьох з тих, хто вирішив самостійно зайнятися монтажем трубопровідної системи, нерідко виникає питання про те, для чого потрібен зворотний клапан, оснащений дренажною та повітровідвідною системами. Використання зворотних клапанів даного типу (особливо для оснащення трубопроводів, якими транспортуються гарячі робочі середовища) дозволяє спростити процес монтажу та технічного обслуговування таких систем, підвищити їх надійність, знизити сумарний гідравлічний тиск, зменшити кількість монтажних з'єднань.

На корпусі затворів даного типу, що можна побачити навіть на фото, є два патрубки, один з яких використовується для монтажу відвідника повітря, а другий виконує функцію дренажного елемента. Патрубок для відвідника повітря, на внутрішній поверхні якого нарізане різьблення, розташовується на корпусі пристрою над золотниковою камерою (її приймальною частиною). Необхідний такий патрубок для стравлювання повітря із трубопровідної системи, для чого додатково використовується кран Маєвського. Призначення патрубка, який розташовується на протилежному боці корпусу - на виході з клапана, полягає в тому, щоб зливати із системи рідину, що накопичилася після клапанного пристрою.

Якщо встановити горизонтальний зворотний клапан, його патрубок для відведення повітря можна використовувати для монтажу манометра. Якщо поставити комбінований зворотний клапан на трубопроводі вертикально, його дренажний патрубок можна буде застосовувати для зливу води, що накопичилася після такого пристрою, а патрубок повітровідвідника - для видалення з тієї частини трубопроводу, яка розташована до зворотного клапана, повітряних пробок. Саме тому, вирішуючи, як встановити зворотний клапан комбінованого типу, слід чітко розуміти, які функції має виконувати такий затвор.

Пружинні клапани з поліпропіленовим корпусом

Зворотні клапани, корпус яких виконаний із поліпропілену, навіть якщо подивитися на фото таких пристроїв, зовні дуже нагадують косі відводи. Такі типи зворотних клапанів, для монтажу яких використовується метод зварювання поліфузійної, встановлюють на трубопроводах, також виготовлених з поліпропілену. Додатковий косий відвід конструкції затворів даного типу необхідний для розміщення в ньому елементів запірного механізму, що полегшує технічне обслуговування такого пристрою. Завдяки цьому конструктивному рішенню виконувати технічне обслуговування та ремонт зворотного клапана даного типу нескладно – достатньо витягти з його додаткового відведення елементи запірного механізму, не порушуючи цілісності корпусу пристрою та герметичності його встановлення у трубопровідній системі.

Зворотні клапани інших типів

У трубопровідних системах, призначених для транспортування води, можуть встановлюватися інші види зворотних клапанів.

  • Зворотний пелюстковий клапан оснащений особливим запірним елементом - пружним пелюстком. Великим недоліком затворів даного типу і те, що з їх спрацьовуванні створюються значні ударні навантаження. Це негативно відбивається на технічному стані самого затвора, а також може стати причиною виникнення в трубопровідній системі гідравлічного удару.
  • Зворотні клапанні пристрої двостулкового типу відрізняються компактними розмірами та невеликою вагою.
  • Підйомний муфтовий зворотний клапан включає як запірний елемент золотник, що вільно переміщається по вертикальній осі. В основу роботи запірного механізму може бути покладено гравітаційний принцип, коли золотник повертається у закритий стан під дією власної ваги. Для цього може також використовуватися пружина. Якщо ви вирішили встановити на трубопроводі гравітаційний зворотний клапан, майте на увазі, що монтаж такого пристрою можна тільки на вертикальних ділянках системи. Тим часом гравітаційний клапан відрізняється простотою конструкції, демонструє високу надійність у процесі експлуатації.
  • Існують зворотні клапани, запірним елементом яких служить пружна металева кулька. Поверхня такої кульки може бути додатково покрита шаром гуми.

Вирішуючи, який зворотний клапан краще і чи потрібен у трубопровідній системі дорогий затвор складнішої конструкції, слід в першу чергу познайомитися з технічними характеристиками такого пристрою та зіставити їх з параметрами роботи трубопровідної системи. Основне призначення зворотного клапана, як вже говорилося вище, полягає в тому, щоб пропускати воду по трубопроводу в потрібному напрямку та не давати потоку рідини рухатися у зворотний бік. У зв'язку з цим вибирати зворотний клапан на воду слід, виходячи з того, під яким тиском у трубопроводі рухається потік води. Звичайно, треба обов'язково враховувати і діаметр труб, на які такий клапан повинен бути встановлений.

Виконуючи монтаж трубопроводу, слід мати на увазі, що ставити зворотний клапан можна різними способами. На трубах значного діаметра встановлюються зворотні клапани фланцевого та міжфланцевого типу, а на трубах невеликого діаметру – муфтові затвори. Зварний метод встановлення зворотних клапанів використовується переважно при монтажі на поліпропіленових та металопластикових трубах.

Якщо правильно вибрати зворотний клапан та спосіб його встановлення, такий пристрій не тільки прослужить тривалий час, але й забезпечить коректну роботу всієї трубопровідної системи.

Як правильно виконати встановлення

Розібравшись з питанням про те, навіщо потрібен зворотний клапан, і з його роллю в трубопровідній системі, слід також вивчити правила його установки на трубопроводі, що вже працює або тільки створюється. Монтуються такі пристрої на різних елементах трубопровідних систем:

  • на трубопроводах автономного та централізованого водопостачання;
  • на всмоктувальних лініях, що обслуговуються глибинними та поверхневими насосами;
  • перед бойлерами, ємнісними водонагрівачами та лічильниками витрати води.

Якщо вас цікавлять зворотні клапани, які можуть встановлюватися як у вертикальному, так і горизонтальному положенні, вибирайте не гравітаційні, а пружинні моделі. Дізнатися про те, у якому напрямку через клапан повинен рухатися потік води, можна за спеціальною стрілкою, нанесеною на корпус пристрою. При установці зворотних клапанів муфтового типу для гарної герметизації обов'язково використовуйте ФУМ-стрічку. Крім того, не слід забувати, що зворотні затвори потребують регулярного обслуговування, тому встановлювати їх необхідно в доступних місцях трубопроводу.

При монтажі зворотного клапана на всмоктувальну магістраль занурювального насоса слід подбати про те, щоб перед таким пристроєм був встановлений фільтр грубого очищення, який не дасть потрапити у внутрішню частину пристрою механічним домішкам, що містяться у підземній воді. В якості такого фільтра може бути використана перфорована або сітчаста обойма, в яку поміщають зворотний клапан, встановлений на вхідному кінці всмоктувальної магістралі занурювального насоса.

При встановленні зворотного клапана на трубопроводі, що вже працює, слід попередньо відключити систему від подачі води і тільки потім займатися монтажем затворного пристрою.

Як самостійно виготовити зворотний клапан

Нескладна конструкція зворотного клапана дозволяє у разі потреби виготовити його своїми руками.

Для вирішення цього завдання вам знадобляться такі матеріали та інструменти:

  • трійник з внутрішнім різьбленням, який виконуватиме функцію корпусу;
  • муфта з різьбленням на зовнішній поверхні – сідло саморобного зворотного клапана;
  • жорстка пружина, виготовлена ​​із сталевого дроту;
  • сталева кулька, діаметр якої повинен бути трохи меншим, ніж діаметр отвору в трійнику;
  • сталева різьбова заглушка, яка виконуватиме функцію упору для пружини;
  • стандартний набір слюсарних інструментів та ущільнювальна ФУМ-стрічка.
    • (голосів: 1 , Середня оцінка: 5,00 із 5)
Розділи