Устройство мембранного предохранительного клапана

устройство, принцип действия и виды

При эксплуатации любой системы в трубопроводах из-за сбоя в работе может возникнуть высокое давление, которое способно привести к разрушению оборудования. Для защиты агрегатов в систему устанавливают предохранительный клапан, который, если в трубопроводах повысится давление выше номинального, производит сброс избытка рабочей среды, и в системе восстанавливается номинальное давление.

Принцип действия предохранительных клапанов

Защитное устройство от высокого давления устанавливается в трубопроводах и сосудах, находящихся под давлением. В зависимости от назначения конструкция предохранительных элементов может быть разным, но схема и принцип работы у всех одинакова.

При нормальной работе оборудования седло под действием пружинного механизма закрыто и не оказывает никакого воздействия на систему. Давление настройки клапана равно рабочему давлению в системе. Когда напор в трубопроводах превысит усилие пружинного элемента, закрывающего отверстие, то седло откроется и произойдет выброс проводимой среды. В результате давление упадет и седло опять закроется.

Рабочая среда может быть разной, вода, пар, газообразные фракции, смазочные и гидравлические масла и нефтепродукты. Поэтому и сброс излишек напора может производится в атмосферу, например, пар, воздух, вода, или обратно в сливную магистраль для агрессивных материалов.

Предохранительный клапан начинает приоткрываться для сброса давления при напоре на 3% ниже номинального. Сброс рабочей среды вначале небольшой, но если этого недостаточно и напор растет, то седло откроет доступ к сливу при показателях 110-115% от рабочего.

После того как напор упадет, седло перекроет доступ, и система продолжит работу в нормальном режиме.

Применение предохранительных устройств

[adinserter block=»9″][adinserter block=»20″]

Для обеспечения безопасной работы предохранительный фитинг является обязательным элементом любой системы, работающей под давлением.

В зависимости от назначения они могут устанавливаться в следующих местах:

1. Горячее водоснабжение и отопление. Предохранительный клапан для системы отопления устанавливается на трубопроводах после подающего насоса. Так как горячая вода агрессивна, сброс должен направляться в безопасное место, обычно в канализацию. При больших расходах количество агрегатов может доходить до 2 и больше.
2. Фитинг сантехнический для водопровода холодной воды устанавливается в трубопроводах водоснабжения питьевой водой. Сброс производится непосредственно на землю.

   Фитинг сантехнический для водопровода

3. Гидросистема. В качестве рабочей жидкости используются гидравлические масла. Гидросистема служит для привода рабочих механизмов: гидромоторов, гидроцилиндров. Предохранительный фитинг устанавливается на трубах, или может быть в составе насоса или гидрораспределителя. Сброс масла производится в сливную магистраль.
4. Трубопроводы газоснабжения.  Повышение напора в трубах может привести к аварийной ситуации – это отрыв пламени от горелок, накапливание излишка газа и взрыв в помещении. Поэтому арматура устанавливается сразу после регулятора напора, а сброс производится в атмосферу.
5. Система воздушная, компрессоры. Защитное устройство устанавливается в корпусе компрессора, сброс происходит в атмосферу.

Виды защитных механизмов

[adinserter block=»10″][adinserter block=»21″]

В промышленности применяются различные конструкции защитных устройств труб, в зависимости от их места установки и проводимой среды. Это могут быть пружинные, рычажные, мембранные, двухпозиционные и другие виды применяемых предохранительных клапанов.

Рассмотрим подробнее их устройство и принцип работы.

Клапан предохранительный пружинный

Самый широко используемый предохранительный клапан, особенно для систем отопления. Основные его преимущества, простота конструкции и возможность легко отрегулировать на рабочее давление в системе. Различают следующие разновидности защитных пружинных механизмов:

• прямого действия – устройство срабатывает при непосредственном воздействии рабочей среды;
• непрямого действия – сброс повышенного напора производится внешним управлением, например, электрическим сигналом;
• двухпозиционные агрегаты – открытие фитинга происходит сразу резко на полный ход, после сброса напора фитинг резко закрывается, что может вызвать автоколебания седла и вибрацию механизма.

Защитный механизм рычажного типа

Механизм данного фитинга состоит из рычага, соединенного с золотником, который закрывает отверстие выпуска. На рычаг подвешивается груз, и, в зависимости от веса груза и места крепления на рычаге, регулируется настройка механизма.

Груз фиксируется на рычаге от случайного смещения и изменения настройки. Недостатком данной конструкции является ее громоздкость, поэтому применение таких механизмов производится в системах с большим диаметром труб, больше 50 мм.

Клапан предохранительный мембранный

[adinserter block=»13″]

Основным элементом такой конструкции является мембрана. Принцип работы состоит в том, что при возникновении аварийного напора в трубах мембрана разрывается и производится сброс рабочей среды. Мембранные устройства просты в изготовлении, герметичны и быстро срабатывают.

Важно! У них есть существенный недостаток, после каждого срабатывания мембрану надо менять на новую. Поэтому всегда рядом с таким устройством ставят и обычный фитинг.

В зависимости от конструкции, такие устройства могут быть с разрывной мембраной и с хлопающей мембраной:

1. Механизмы с разрывной мембраной применяют в системах с жидкими и газообразными рабочими средами. Форма мембраны плоская или куполообразная, при резком изменении давления выше рабочего устройство срабатывает, и мембрана разрушается.
2. Механизмы с хлопающей мембраной используются чаще всего в системах с газообразной рабочей средой. Мембрана изготавливается из каучукообразной ткани и предохраняет трубы как от повышения, так и опасного снижения давления. Для этого сверху и снизу мембраны расположены ножи. При изменении давления мембрана выгибается, и когда, при резком перепаде в системе, касается ножей, то происходит разрез оболочки. При этом в зависимости от величины напора происходит или сброс, или пополнение от дополнительной емкости.

Установка и монтаж

[adinserter block=»11″]

Для обеспечения безопасной эксплуатации газовых и водяных трубопроводов, при установке защитных агрегатов, рекомендуется соблюдать следующие требования:

1. На трубах, подходящих к защитному механизму, и трубопроводах сброса напора нельзя устанавливать запорную арматуру и фильтра.
2. Ось пружинного фитинга должна устанавливаться вертикально. К агрегату должен быть обеспечен свободный доступ для замены и регулировки.
3. Рычаг защитного механизма рычажного типа при установке должен располагаться горизонтально.
4. Перед фитингом для контроля напора необходимо установить манометр.

   Установка манометра на трубопровод

5. В зависимости от рабочей среды отводящая труба может быть направлена: в атмосферу для пара и газообразных неагрессивных сред. Для горячей воды слив должен быть направлен в специальную емкость, или обратно в систему. Если в трубах агрессивная среда, то сброс должен сливаться только в закрытый резервуар.
6. Длина трубы от оборудования до установки защитного агрегата должна быть минимальной. На этом участке не допускается подключение ответвлений для отбора рабочей среды.
7. Предохранительный клапан для системы отопления может устанавливаться в нескольких местах на трубопроводе, при этом расход рабочей среды через трубопровод должен быть на 1,25 раз больше, чем суммарный расход устанавливаемых устройств. Установка оборудования в котельной

   [adinserter block=»12″]

8. Перед сдачей системы в эксплуатацию обязательно проверяют правильность настройки предохранительного клапана, а также его способность возврата в начальное положение и обеспечения герметичности.

Эксплуатация

Долговечность работы защитных механизмов зависит от соблюдения всех условий технической эксплуатации. При работе защитного агрегата из-за износа основных частей могут возникать следующие дефекты:

1. Негерметичность седла. Дефект может возникнуть в результате попадания металлической стружки и наличие рисок на седле. Дефект устраняется притиркой седла или его заменой на аналогичный фитинг.
2. Заниженное давление открытия устройства вследствие потери пружиной клапана своих упругих свойств или разрегулировка настройки. Для устранения отказа надо заменить пружину или сам фитинг, настроить давление, проверить в работе и поставить пломбу.
3. Если необходимо произвести замену агрегата для ремонта, то на его место нельзя временно ставить заглушку или вентиль. Необходимо, для безопасности объекта, предварительно произвести подбор клапана с точно такими же характеристиками, и только его устанавливать вместо снятого.
4. Если возникает пульсация при работе, быстрое открытие и закрытие затвора устройства, то такой дефект может вызывать нежелательную вибрацию трубопроводов, что может привести к их деформированию. Причиной может быть несоответствие размеров сечений основного трубопровода и трубопровода, подключенного к агрегату. Для устранения дефекта надо при монтаже устанавливать трубы одинакового сечения.

3 вида предохранительных клапанов для систем отопления

Предохранительный клапан — это элемент, которые защищает сантехническое оборудование в системах отопления и водоснабжения от превышения давления до критического уровня. Защита обеспечивается сбросом избытка рабочей среды в автоматическом режиме. И затем сброс среды прекращается. Это происходит при снижении давления до допустимого значения. В этом материале рассмотрим основное устройство клапана, его разновидности и другие особенности.

Устройство клапана

Конструктивными элементами клапанов для предохранения от излишнего давления являются следующие основные элементы:

• корпус
• крышка
• колпак
• затвор
• шток и пружина на нем
• устройство для открытия клапана под «принуждением»

В корпусе на резьбе монтируется так называемое «седло». На него устанавливается золотник. Он фиксируется на оси клапана при помощи направляющей втулки. Седло вместе с золотником образуют затвор. В золотник вставляется шток. Он прижимает золотник к седлу за счет усилия пружины. Степень сжатия пружины регулируется нажимным винтом с контргайкой.

В колпаке размещено устройство принудительного открытия клапана. Оно состоит из рычага, который закрепляется на оси с вилкой. Для полного и быстрого открытия клапана предусмотрено специальное поджимное кольцо. Оно фиксируется отворотом стопорного винта.

Устройство принудительного открывания необходимо для проведения проверки работоспособности оборудования время о времени. Детали предназначенного для использования в жидкостях и газах оборудования покрываются специальным антикоррозийным составом.

Предохранительные клапаны в обязательном порядке проходят ревизию и проверку в специализированных лабораториях. Или непосредственно на месте применения (в случаях невозможности отправить прибор на обследование в лабораторию). Проверяется работоспособность оборудования, целостность деталей, качество уплотнителей. Срок проверки устанавливает организация с соответствующими полномочиями. Ревизия осуществляется по графику. Но не реже одного раза в год. Нужно это в первую очередь для того, чтобы ваша система отопления могла функционировать нормальным образом.

Качество оборудования регламентируется Государственными Стандартами, Техническими Условиями и различными отраслевыми указаниями.

Принцип работы

Принцип работы предохранительного клапана достаточно прост. Он заключается в следующем:

Когда давление достигает того значения давления, при котором происходит срабатывание клапана, он мгновенно и полностью открывается. При этом избыток газа стравливается в газоотводящую линию. Сброс среды прекращается, когда после снижения давления в сосуде золотник возвращается в исходное положение.

Все клапаны, как аварийная арматура, должны быть надежными и иметь четкость срабатывания. При этом обязательны:

• быстрое открывание при наступлении порога срабатывания
• достаточная пропускная способность (не ниже необходимой)
• исключение утечки и полная герметичность
• обязательное, и без задержек закрытие при снижении напора

Классификация оборудования

Существуют следующие виды предохранительных клапанов:

1. Клапан пружинный.
2. Клапан мембранный.
3. Клапан обратный.

Предохранительный клапан пружинного типа является наиболее распространенным. Особенно часто применяется в системах при отоплении и горячем водоснабжении. Его основными преимуществами являются сравнительно простая конструкция и легкое регулирование.

Двухпозиционные агрегаты, клапаны прямого и непрямого действия – это разновидности оборудования пружинных предохранительных клапанов.

Существуют механизмы рычажного типа, которые тоже защищают систему от чрезмерно повышенного давления. Они состоят из золотника и груза. Так же в них есть рычаг. Эти устройства очень громоздкие. Поэтому применяются на трубах с диаметром более 50 сантиметров.

Предохранительные клапаны мембранного типа имеют в своей конструкции мембрану. Это ее основной элемент. Принцип действия состоит в разрыве мембраны. Разрыв происходит при повышении напора до критического уровня.

Такие клапаны герметичные, простые в изготовлении. И отличаются быстротой срабатывания. Но они требуют смены мембраны после каждого срабатывания. По этой причине рядом с мембранным клапаном всегда ставят пружинное устройство. Мембранные предохранительные клапаны бывают двух видов:

• с разрывной мембраной
• с хлопающей мембраной

Первый тип применяется в жидкостях и газообразных средах. Мембрана имеет форму купола, и бывает плоская форма мембраны. С изменением силы давления мембрана разрывается.

Второй вид мембранного клапана используется в рабочих средах с газообразным состоянием. При изготовлении мембраны используют специальную ткань из каучука. Вверху и внизу такой мембраны предусмотрены ножи.

Если давление повышается или понижается до определенных пределов, мембрана только выгибается. А если давление изменяется до критической отметки, мембрана касается ножей, и разрезается. Или, при недостаточном давлении, происходит пополнение запасов пара от дополнительной емкости. Таким образом происходит защита труб от перепадов давления при помощи мембранного предохранительного клапана.

Обратный предохранительный клапан устанавливается при использовании водонагревательного оборудования. Он необходим для предотвращения повышения рабочего давления внутри нагревательных приборов.

При определенных условиях в системах отопления и водоснабжения жидкость может начать течь в обратном направлении. Довольно частый пример – это когда горячая вода передавливает холодную или наоборот. Для таких случаев необходим обратный предохранительный клапан.

Маркировка устройств

Предохранительные клапаны подлежат обязательной маркировке. На корпус предохранительного клапана наносятся:

• обозначение изделия
• стрелка, которая указывает направление потока среды
• значение номинального давления
• значение номинального диаметра клапана
• заводской номер клапана
• дата изготовления

Маркировочную табличку прикрепляют, как правило, к крышке клапана или к наружной поверхности выходного фланца

Установка предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны после установки должны быть доступны для обслуживания. Клапаны закрытого типа монтируются внутри помещений; открытого типа-на воздухе вне помещений.

При установке предохранительных клапанов следует обращать внимание на то, чтобы они непосредственно сообщались с паром в защищаемом сосуде. Если это невозможно, установку следует производить на трубопроводе или специальном отводе в максимальном приближении к сосуду. Монтаж дополнительных приспособлений между сосудом и клапаном запрещен.

Когда давление сбрасывается в атмосферу, клапаны устанавливаются на высоте 6-30 метров над землей и не менее трех метров над уровнем зданий.

Предохранительные клапаны, как правило, устанавливаются в вертикальном положении. При этом нижний фланец клапана присоединяется к защищаемому оборудованию. А боковой выходной-к газоотводящей линии.

Предохранительные клапаны устанавливаются в соответствии со схемами установки. В схемах указывается число клапанов, их сечение, тип или марка изделия. Чаще всего клапаны монтируются в верхней точки системы отопления (кроме обратного).

При установке нужно следить, чтобы диаметр штуцера аппарата не был меньше диаметра приемного патрубка клапана. При установке системы аппаратов без запорной арматуры разрешается установка одного клапана на всю группу устройств.

Если в процессе эксплуатации сантехнического оборудования предусматривается остановка всех устройств в системе на долгое время, необходима установка двух клапанов. Каждый из них должен быть с пропускной способностью, достаточной для всей системы.  А переключатель должен быть настроен на отключение обоих клапанов не совместно, а поочередно.

Условия эксплуатации клапанов

После проверки и ревизии клапаны настраиваются и проходят необходимую регулировку на заданное давление. Затем прибор пломбируют. Установка без пломбы категорически запрещена. Все предохранительные клапаны имеют технологический паспорт или «карточки эксплуатации».

Срок эксплуатации предохранительный клапанов напрямую зависит от правильной эксплуатации и обслуживания. Часто в процессе эксплуатации возникают различные дефекты.

Среди них такие распространенные дефекты:

• утечка
• пульсация
• задиры

Утечка характеризуется пропуском рабочей среды. Возникает при повреждении уплотнителей и попадании на них посторонних предметов. А так же при деформации пружины. Устраняется продувкой, притиркой, заменой пружины, правильным монтажом или новой регулировкой клапана.

Пульсация-слишком частое открытие/закрытие.  Возникает при суженом сечении или большой пропускной способности. Устраняется проблема правильным подбором необходимых параметров.

Задиры во время эксплуатации возникают в результате перекосов при сборке. Устраняются при помощи механической обработки и дальнейшей правильной сборкой.

Условия хранения

Место хранения приборов должно находиться в сухом закрытом помещении. Приборы располагаются в вертикальном положении на специальных подкладках. Их помещают в ящики или стеллажи, которые обеспечивают вертикальное расположение.

При этом все детали должны быть смазаны и завернуты в промасленную бумагу.

Штуцеры в режиме хранения должны быть в плотно закрытом состоянии.

Предохранительный клапан – устройство, классификация и назначение

Предохранительный клапан — специальное устройство, предназначенное для защиты трубопроводной системы, ее элементов и подсоединенного к ней оборудования от механического разрушения из-за воздействия чрезмерного давления. Он может иметь различную конструкцию и характеристики, работать с разной средой — газообразной, жидкой.

Назначение и устройство предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны — устройства прямого действия, работа которых зависит от движения рабочей среды. Конструкция изделия определяется его типом, но все они используются для защиты трубопровода от избыточного давления путем сброса излишков среды в атмосферу или дренажную систему. После того как показатели давления стабилизируются в заданном диапазоне, сброс прекращается.

Чертеж предохранительного клапана

Давление в трубопроводной системе может повышаться из-за внешних или внутренних причин:

Предохранительные клапаны предназначены для стабилизации давления в системе и необходимы на всех участках трубопроводов, где возможно возникновение аварии. Их используют при подключении бытового и промышленного оборудования, работающего с высоким давлением. Основная сфера применения — системы отопления, водо- и газоснабжения, подача сжатого воздуха.

Принцип работы предохранительного клапана

Принцип работы предохранительного клапана основан на работе пружины, прижимающей золотник к седлу. При повышении давления в системе свыше установленного сила притяжения уменьшается, золотник отодвигается, и начинается сброс среды через открывшийся клапан. Это нормализует напор в системе, и, когда давление опустится до допустимого предела, запорный элемент снова будет прижат к седлу.

Для закрытия клапана необходимо снижение давления до отметки в 10-15% ниже уровня нормального давления, поскольку для герметизации системы требуется большее усилие, чем для поддержки его в рабочем положении до открытия.

Классификация предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны различаются по принципу действия на:

• Устройства прямого применения, работающие под воздействием рабочей среды. Они отличаются универсальностью и простотой использования.
• Обратного действия, в которых используются датчики давления и управляемая автоматика. Их работа зависит от применения постороннего источника давления или воздействия электричества.

По виду подъема запорного элемента изделия делятся на:

• Пропорционального действия, применяемые для несжимаемых сред. При повышении давления в системе клапан постепенно открывается, равномерно сбрасывая рабочую среду.
• Двухпозиционные, мгновенно открывающиеся на полный ход при достижении системой избыточных показателей давления. Используются при транспортировке сжимающихся газообразных сред.

По виду нагрузки на золотник предохранительные клапаны могут быть:

• рычажно-грузовыми;
• пружинными;
• магнито-пружинными.

Существуют также специальные аварийные предохранительные устройства, предназначенные для специализированного промышленного оборудования.

Различия в конструкциях

Конструкция предохранительных клапанов может быть различной. Различают изделия с одним седлом или двумя, расположенными рядом друг с другом.

По высоте подъема предохранительные клапаны подразделяются на:

• Малоподъемные, у которых высота подъема составляет примерно 0,05 диаметра седла. Из-за свойственной им минимальной пропускной способности они не используются на промышленных трубопроводах с большим давлением. Они обладают пропорциональным механизмом срабатывания.
• Полноподъемные, с высотой подъема равной или превышающей диаметра седла. Они работают на двухпозиционном механизме, отличаются повышенной пропускной способностью и сложной конструкцией.

Изделия с полнопроходной конструкцией позволяют оперативно сбросить внушительный объем рабочей среды, из-за чего они используются в особо ответственных комплексах.

Пружинные клапаны

Клапаны пружинного типа применяются в бытовых трубопроводных системах водо-, газоснабжения и отопления. Для прижатия золотника к седлу применяется пружина, регулируемая винтом. Он позволяет настроить предельные значения давления, после достижения которых происходит открытие клапана.

Некоторые модели пружинных клапанов имеют систему принудительного ручного открытия для проверки работоспособности изделия. Но, изделия, предназначенные для работы в опасных условиях среды, не могут оснащаться ручной продувкой.

Эти клапаны применяются в различных условиях среды. Пружины и седла, контактирующие с агрессивными жидкостями и газами, покрываются специальными антикоррозионными составами. Герметичность штока обеспечивается двойным сальниковым уплотнением из фторопласта или резины.

Рычажно-грузовые клапаны

Устройства с подобной конструкцией используют для противодействия силе напору земное притяжение. Вес груза через рычаг переходит к золотнику, уравновешивая его, пока значение давления не опустится до допустимого.

Предохранительный клапан рычажно-грузового типа

Они устанавливаются в определенном положении относительно горизонта (указывается в сопроводительной документации завода-производителя). Не могут применяться на передвижных объектах. Габариты изделия зависят от давления в системе — чем оно выше, тем больше рычаги. Чтобы избежать возникновение вибраций, используются двухседельные предохранительные клапаны небольших габаритов. Для регулировки таких устройств применяются специальные груза на рычаге.

Магнито-пружинные клапаны

Устройства магнитно-пружинного типа обладают обратным действием и приводятся в действие соленоидом. При нормальном давлении в системе электромагнит/мощная пружина прижимает запорный орган к седлу, а при избыточных показателях напора напряжение на катушке автоматически отключается. Это приводит к отжатию золотника и открытию затвора.

Существует исполнение клапана с соленоидом, прижимающим и отжимающим золотник под действием давления с противоположным направлением. При отключении питания оборудование будет работать, как пружинный тип.

Основное преимущество таких устройств — отсутствие необходимости в физическом доступе к системе для задания порогового значения давления. Оно регулируется в параметрах управляющей программы.

Магнитно-пружинные клапаны отличаются надежностью, удобством эксплуатации и возможностью применения в сложных промышленных установках.

Схема и принцип действия предохранительного клапана

Преимущества использования

Предохранительные клапаны применяются для нормализации давления в системе и широко распространены в разных областях промышленности. К их достоинствам можно отнести:

• Длительный срок службы.
• Простота конструкции, подсоединения к трубопроводной системе, эксплуатации.
• Большой выбор рабочих параметров.
• Множество конструктивных вариаций и исполнений для различных рабочих сред, в том числе — агрессивных.
• Использование в разных климатических условиях.
• Возможность установки в горизонтальном или вертикальном положении в зависимости от типа конструкции.

При выборе предохранительного клапана необходимо вычислить предельно допустимые показатели давления. Для этого нужно знать производительность насосного оборудования, объем и рабочую температуру транспортируемой среды, скорость срабатывания. Также выбирается место и метод монтажа на трубопроводе.

Технические требования к предохранительным клапанам

Изделия этого типа изготавливаются в соответствии со следующими нормативными документами:

• ПБ 03-576-03 «Правила безопасности для сосудов и установок давления»
• Американский стандарт для сосудов под давлением «Boiler & Pressure Vessel Code».
• ГОСТ 24570-81 «Национальный стандарт по предохранительным клапанам».

Проектированием и выпуском предохранительных клапанов могут заниматься только компании, имеющие соответствующую аккредитацию. К изготовлению аварийной арматуры предъявляются особые требования, поскольку их неправильная работа может привести к угрозе производственной и общественной безопасности. Все клапаны должны отвечать нормам ГОСТ и ПБ.

Пример чертежа предохранительного клапана

Основные технические требования к клапанам — надежность и безотказность.

• Оперативное срабатывание при пороговом значении давления.
• Плотное закрытие клапана при понижении напора.
• Хорошая пропускная способность системы.
• Высокая герметичность.
• Безотказная работа в течение всего гарантийного срока службы и заданного заводом количества срабатывания.

Все клапаны должны проходить периодическую проверку на работоспособность, герметичность уплотнений. Для этого их демонтируют и осматривают в аккредитованных лабораториях, допускается проведение испытаний на месте эксплуатации.

Предохранительный клапан. разрывная мембрана - методы защиты трубопровода

Наиболее часто применяемый метод защиты трубопровода и оборудования установленного на нем от повышения давления – это предохранительный клапан. Функцией предохранительного клапана является – защита оборудования, трубопровода или емкостей от экстремального повышения давления.

Когда давление в трубопроводе достигает установленного критичного значения, клапан открывается и отводит среду. Таким образом, происходит снижение давления в трубопроводе и защита оборудования и самого трубопровода от чрезмерно высокого давления, а как следствие от разрушения. Как только давление снижается до установленных значений, клапан перекрывается и отвод среды прекращается, таким образом, в трубопроводе восстанавливается нормальный режим.

Данный вид предохранения трубопровода имеет существенные недостатки. В частности, когда количество подъемов совершенных клапанов становится довольно большим или если время отвода среды довольно продолжительное, может нарушиться герметичность перекрытия. Это происходит из-за разрушения запирающего элемента абразивными средами. Стоит заметить, что в данных случаях не помогает даже четкий подбор седла и затвора. В частности, если необходимо обеспечить герметичность при работе с высокотоксичной средой, применение металлического затвора исключено. Часто используемые уплотнения на основе полимеров для затворов могут быть не устойчивы к изменениям температуры или к взаимодействию с рабочей средой. Также уплотнения на основе полимеров могут не обеспечивать достаточной герметичности, согласно нормативам и стандартам. В таких случая целесообразно использовать предохранительную мембрану.

Предохранительная мембрана имеет и другое наименование - разрывная мембрана. При повышении давления в трубопроводе предохранительная мембрана разрывается и отводит рабочую среду из трубопровода, снижая давление. Отличительной особенностью разрывной мембраны от предохранительного клапана является то, что при нормализации давления не происходит перекрытие рабочей среды, это не возможно, так как произошло разрушение мембраны. Предохранительная мембрана, выполнившая свою защитную функцию, нуждается в замене, после чего система продолжит работу.

Рассмотрим преимущества предохранительной мембраны на примере разрывной мембраны ARI-Armaturen. Применение предохранительной мембраны ARI-Armaturen целесообразно при перепадах температуры, работе с агрессивной средой и прочих условиях, когда агрессивные условия могут сильно повредить предохранительное оборудование, а его замена или ремонт может быть дорогостоящим. Мембрана обладает высокой сопротивляемостью к среде, обеспечивая при этом хорошую герметичность.

Комбинация предохранительного клапана и предохранительной мембраны

В некоторых случаях необходима установка предохранительной мембраны непосредственно перед предохранительным клапаном. Такое сочетание дает высокую сопротивляемость рабочей среде, обеспечивает герметичность и в случае срабатывания предохранительных механизмов не останавливает работу системы.

Такая схема установки имеет свои особенности, которые надо учитывать при подборе и установке оборудования на трубопровод. Требования к совместному применению предохранительного клапана и предохранительной мембраны описаны в правилах AD-A1 (1/95):

• Используемая мембрана должна быть цельной формы – нефрагментируемой;
• Для обеспечения правильного функционирования мембраны должно быть предусмотрено достаточное расстояние между ней и предохранительным клапаном;
• Необходимо предусмотреть быстрый механизм удаления конденсата между мембраной и клапаном;
• Необходимо учитывать давление после мембраны и перед клапаном и обратного давления клапана;
• Требуется установка датчиков разрушения мембраны или других индикаторов, для отслеживания обратного давления, чтобы не изменить критического давления разрыва самой мембраны.

При подборе предохранительной мембраны и предохранительного клапана для совместного использования существуют специфические особенности расчетов. Сначала подбирается предохранительный клапан. Выбор предохранительного клапана ARI-Armaturen наиболее удобно делать, проводя расчет в специализированной программе Ari-myValve®.

Для корректного расчета и правильного подбора предохранительного клапана необходимо иметь следующие данные: 

• давление срабатывания;
• обратное давление; 
• весовой/объемный расход среды;
• тип рабочей среды;
• полноподъемный или стандартный клапан
• материал корпуса;
• разрешительные документы.

После расчета и выбора предохранительного клапана можно перейти к подбору мембраны. Причем, необходимы следующие данные и необходимо учесть следующие моменты:

• давление разрыва мембраны = давлению срабатывания клапана;
• номинальный размер мембраны = номинальному диаметру входного размера клапана;
• тип рабочей среды;
• температура;
• учитывать погрешность +/-5% для полноподъемного предохранительного клапана ARI-Armaturen и +/-10% для стандартного.
• давление держателя и входящая величина предохранительного клапана должны быть равны.
• материалы из которых изготовлены мембрана и держатель;
• разрешительные документы;
• индикаторы разрушения (о которых упоминалось ранее).

Обязательность снижения давления на 3%, расположение мембраны точно перед предохранительным клапаном, удовлетворение поперечного сечения держателя следующим условиях:

Ageom ⋅α > 1,5 ⋅ A0 ⋅αw

Ageom - эффективная поверхность разрывного диска и держателя;

α - коэффициент истечения среды через разрывной диск и держатель;

A0 - самая узкая область потока предохранительного клапана;

αw - коэффициент расхода через предохранительный клапан;

гарантируют хорошую работу разрывной мембраны и предохранительного клапана.

Как пример можно рассмотреть следующую ситуацию. Предохранительный клапан, ARI-SAFE, тип 901, DN 50: A0 = 1590mm2 αw = 0,74 разрывная мембрана типа FAS DN 50: Ageom = 2715 mm2 α = 0,73 (AD-A1 figure 2). Если подставить данные в формулу, то получим следующее значение: "1981.95 > 1764.9". Требуемое значение снижения давления удовлетворяет условиям. Разрывная мембрана и предохранительный клапан отвечают стандарту TUV, их комбинация также относится к этому стандарту. Все условия AD-A1 (1/95) выполнены.

Подробные характеристики предохранительного клапана и разрывной мембраны ARI-Armaturen можно узнать в каталоге.

ПБ 03-583-03 «Правила разработки, изготовления и применения мембранных предохранительных устройств»

Предохранительный клапан: устройство, типы, принцип работы

Превышение номинального давления в системе отопления приводит не только к выходу из строя отдельных элементов системы (разрыв труб, радиаторов,…), но также представляет угрозу для жизни и здоровья человека. Поэтому любая закрытая отопительная система должна обладать защитой от превышения давления. В качестве такой защиты выступает предохранительный клапан.

Мембранный предохранительный клапан Watts SVH ½.

Предохранительный клапан – устройство, обеспечивающее защиту системы отопления от превышения избыточного давления.

Конструкция

Предохранительный сбросной клапан представляет собой корпус, выполненный из латуни или бронзы, внутри которого расположен предохранительный пружинный механизм. В основе механизма лежит стальная пружина, защищенная от внешнего воздействия пластиковым колпачком-рукояткой. В случае необходимости, рукоятка позволяет вручную открыть клапан. Пружинный механизм защищен от попадания в него теплоносителя мембраной из этилпропиленовой резины.

Конструкция предохранительного клапана Valtec VT.0490 диаметром ½.

1. Латунный корпус.
2. Пластиковая крышка корпуса.
3. Пластиковая проверочная ручка.
4. Пластиковая заглушка.
5. Алюминиевая шильда.
6. Латунный шток.
7. Нейлоновая втулка подстройки.
8. Стальной фиксатор штока.
9. Стальная пружина.
10. Каучуковая золотниковая обойма.
11. Пластиковый золотник.

Существуют модели, позволяющие регулировать давление, при котором срабатывает клапан, но также существуют модели, не допускающие самостоятельной регулировки давления (оно настраивается производителем в заводских условия и защищено от перенастройки неснимаемой крышкой).

Клапан сброса избыточного давления Flamco Prescor IС с встроенной сбросной воронкой.

Рекомендации к сбросной (дренажной) трубе:

• Длина сбросной трубы не должна превышать 2 м и иметь более 2 изгибов;
• Диаметр выходного отверстия клапана и диаметр отводящей трубы должны быть одинаковыми;
• Не рекомендуется выводить трубу из помещения сразу на улицу, т.к. в зимнее время года это может привести к появлению конденсата и образованию льда внутри трубы;
• Соединение клапана и дренажной трубы рекомендуется осуществлять с прерыванием потока теплоносителя, для чего используется специальная сбросная воронка, как правило, изготовленная из латуни, углеродистой стали или пластика. Это устройство позволяет осуществлять визуальный контроль за сбросом теплоносителя, а также обеспечивает работу клапана в случае засорения дренажной трубы.

Латунная воронка Flamco Funnel (Нидерланды) с подсоединением к клапану диаметром ½ или ¾ дюйма.

Принцип работы предохранительного клапана

Циркулирующий в системе теплоноситель оказывает давление на пружину, которая срабатывает (сжимается) при превышении давления настройки и теплоноситель сбрасывается через отводящий патрубок. После того, как давление в системе снизилось до настроечного, клапан закрывается и спуск теплоносителя прекращается.

Примечание! Сбросной клапан срабатывает примерно на 3% раньше, чем достигается давление настройки. Полностью клапан открывается, когда давление превышает настроечное на 10-14% (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.

Регулировка предохранительного клапана

Настройка устройства осуществляется после завершения монтажных работ и промывки отопительной системы. Регулировка давления клапана с пружинным механизмом производится при помощи поворота регулировочного колпачка, сжимающего стальную пружину. Регулировка давления у рычажно-грузового клапана осуществляется перемещением груза по рычагу.

Предохранительный клапан в системе отопления.

Совет! Если система отопления функционирует стабильно, без сбоев и превышения давления, тогда сбросной предохранительный клапан остается без «работы» в течении длительного периода времени и может засоряться различными загрязнениями. Поэтому рекомендуется периодически его прочищать, для чего необходимо повернуть колпачок по направлению стрелки. Такая процедура позволяет предотвратить появление течей, большая часть которых вызвана именно засорением клапана.

Одной из наиболее распространенных причин срабатывания клапана является чрезмерная подпитка системы.

Примечание! Не рекомендуется использование в системах отопления двухпозиционных клапанов. Это связано с их конструкцией, которая при достижении давления настройки, обеспечивает моментальное полное открытие устройства, что вызывает резкое снижение давления. Помимо этого, после сброса излишнего давления, клапан также быстро закрывается, что вызывает гидроудар.

Рычажно-грузовые предохранительные клапаны

Основой механизма данного типа клапанов является рычаг и подвешенный на него утяжелитель. Срабатывание устройства зависит от веса утяжелителя и его местонахождения на рычаге. Чем больше вес и чем дальше на рычаге он находиться, тем при более высоком давлении срабатывает клапан.

Устройство рычажно грузового предохранительного клапана.

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.

Рычажно-грузовая конструкция так же надежна, как и пружинная, однако к ее недостаткам можно отнести более высокую стоимость, а также то, что рычажные предохранительные клапаны производятся только под фланцевое соединение диаметром от ДУ50 и выше.

Основные типы предохранительных клапанов: пружинный, рычажно-грузовой.

Видео

GEMU Клапаны, системы измерения и управления

Принцип клапана выбратьШаровые клапаныДроссельные заслонкиОбратные клапаныМембранные шаровые клапаныМембранные клапаныПроходные клапаныПилотные электромагнитные клапаныМагнитные клапаны

Привод выбратьЭлектромагнитныйРучнойМоторизованныйПневматическийС голым валом

Материал корпуса select1.0460, оцинкованный стальной материал 1.0619 (WCB), литой стальной материал с покрытием CDP 1.0619, оцинкованный стальной литой материал 1.44041.4404 (CF3M), материал литья по выплавляемым моделям1.4404, материал блока 1,4404 / PA61.44081.4408, материал литой нержавеющей стали 1,4408, материал литья по выплавляемым моделям 1,4408, материал литья по выплавляемым моделям, футеровка PFA 1,44351,4435 (316L), материал блока 1,4435 (316L), кованый материал 1,4435 (316L ), материал литья по выплавляемым моделям 1,4435 (BN2), материал блока 1,4435 (BN2), кованый материал 1,4435, материал литья по выплавляемым моделям 1,4435 / 316L, кованый материал корпуса 1,4539 (904L), материал блока 1,4539 (904L), кованый материал 1,4539 / 904L, кованый и блочный материал 1,4571, кованый материал 1.45812.0975, материал литой бронзыABSAluminiumCC499K, материал литой бронзы CW614N, латуньCW617N, латунь EN-AC-46100, материал литья алюминия EN-AC-47100, материал литья алюминия EN-GJL-250EN-GJL-250, материал чугуна

Как работают мембранные клапаны?

Мембранные клапаны используют гибкий лист, прижимаемый к краю сплошной перегородки, чтобы сузить путь потока жидкости.

Их действие мало чем отличается от управления потоком воды через гибкий шланг путем защемления шланга. Эти клапаны хорошо подходят для потоков, содержащих твердые частицы, такие как суспензии, хотя точное дросселирование может быть затруднено из-за эластичности диафрагмы.

Мембранные клапаны (или мембранные клапаны) состоят из корпуса клапана с двумя или более отверстиями, диафрагмы и «перемычки или седла» или седла, на котором диафрагма закрывает клапан.Корпус клапана может быть изготовлен из пластика, металла, дерева или других материалов в зависимости от предполагаемого использования.

Есть две основные категории мембранных клапанов: один тип уплотнения над «водосливом» (седло), а другой (иногда называемый «полнопроходным или прямолинейным» клапаном) уплотнения над седлом. Водосливный или седловой тип является наиболее распространенным в технологических процессах, а седло чаще используется в суспензиях для уменьшения проблем с блокировкой, но существует также в качестве технологического клапана.

Хотя мембранные клапаны обычно бывают двухходовыми (2/2-ходовые мембранные клапаны), они также могут быть трехходовыми (3/2-ходовые мембранные клапаны, также называемые Т-образными клапанами) и более (так называемые запорные клапаны. ).Когда включено более трех портов, обычно требуется более одного седла диафрагмы; однако специальные двойные приводы могут обрабатывать больше портов с помощью одной мембраны.

На фотографии изображен диафрагменный клапан, приводимый в действие электродвигателем, используемый для регулирования потока очищенных сточных вод:

На следующей фотографии показан мембранный клапан с ручным приводом, внешняя форма корпуса клапана показывает структуру «перемычки», к которой прижимается гибкая диафрагма для создания герметичного уплотнения в закрытом состоянии:

Некоторые мембранные клапаны приводятся в действие пневматически, используя силу сжатого воздуха с одной стороны мембраны, чтобы прижать ее к перемычке (с другой стороны), чтобы перекрыть поток.

Следующий пример представляет собой небольшой мембранный клапан с пневматическим приводом, регулирующий поток воды через 1-дюймовую трубу:

Управляющий воздух для этого конкретного диафрагменного клапана проходит через электрический электромагнитный клапан. Электромагнитный клапан на этой фотографии имеет латунный корпус и окрашенную в зеленый цвет катушку соленоида.

Преимущества мембранных клапанов

• Мембранные клапаны также могут использоваться для дросселирования.
• Его дросселирующие характеристики в основном такие же, как у быстро открывающегося клапана из-за большой площади перекрытия вдоль седла.
• Доступен мембранный клапан водосливного типа для регулирования малых потоков.
• Мембранные клапаны особенно подходят для работы с агрессивными жидкостями, волокнистыми суспензиями, радиоактивными жидкостями или другими жидкостями, которые должны оставаться свободными от загрязнений.
• Рабочий механизм мембранного клапана не подвергается воздействию среды внутри трубопровода. Липкие или вязкие жидкости не могут попасть в капот и повлиять на рабочий механизм.
• Многие жидкости, которые могут забивать, разъедать или склеивать рабочие части большинства других типов клапанов, проходят через мембранный клапан, не вызывая проблем.И наоборот, смазочные материалы, используемые для рабочего механизма, не могут загрязнять обрабатываемую жидкость.
• Нет сальников, которые нужно обслуживать, и нет возможности протечки штока в клапанах.

Недостатки мембранных клапанов

• Клапан переходный имеет комплекты, предотвращающие полную разгрузку трубопровода.
• Рабочая температура и давление имеют ограничения в зависимости от материала мембраны. Обычно они используются при давлении 200 фунтов на квадратный дюйм (14 бар) и температуре 204 ° C.
• Гидростатическое давление, которое может быть приложено к диафрагме, ограничено.
• Размеры мембранных клапанов ограничены. Выпускаются размером DN15-DN300.

Статьи, которые могут вам понравиться:

Электромагнитный клапан под напряжением

Принцип действия дыхательного клапана

Обратный клапан с поворотным диском

Установка регулирующего клапана

Список стандартов для клапанов

GEMU Клапаны, системы измерения и управления

Принцип клапана выбратьШаровые клапаныДроссельные заслонкиОбратные клапаныМембранные шаровые клапаныМембранные клапаныПроходные клапаныПилотные электромагнитные клапаныМагнитные клапаны

Привод выбратьЭлектромагнитныйРучнойМоторизованныйПневматическийС голым валом

Материал корпуса select1.0460, оцинкованный стальной материал 1.0619 (WCB), литой стальной материал с покрытием CDP 1.0619, оцинкованный стальной литой материал 1.44041.4404 (CF3M), материал литья по выплавляемым моделям1.4404, материал блока 1,4404 / PA61.44081.4408, материал литой нержавеющей стали 1,4408, материал литья по выплавляемым моделям 1,4408, материал литья по выплавляемым моделям, футеровка PFA 1,44351,4435 (316L), материал блока 1,4435 (316L), кованый материал 1,4435 (316L ), материал литья по выплавляемым моделям 1,4435 (BN2), материал блока 1,4435 (BN2), кованый материал 1,4435, материал литья по выплавляемым моделям 1,4435 / 316L, кованый материал корпуса 1,4539 (904L), материал блока 1,4539 (904L), кованый материал 1,4539 / 904L, кованый и блочный материал 1,4571, кованый материал 1.45812.0975, материал литой бронзыABSAluminiumCC499K, материал литой бронзы CW614N, латуньCW617N, латунь EN-AC-46100, материал литья алюминия EN-AC-47100, материал литья алюминия EN-GJL-250EN-GJL-250, материал чугуна

GEMU Клапаны, системы измерения и управления

Принцип клапана выбратьШаровые клапаныДроссельные заслонкиОбратные клапаныМембранные шаровые клапаныМембранные клапаныПроходные клапаныПилотные электромагнитные клапаныМагнитные клапаны

Привод выбратьЭлектромагнитныйРучнойМоторизованныйПневматическийС голым валом

Материал корпуса select1.0460, оцинкованный стальной материал 1.0619 (WCB), литой стальной материал с покрытием CDP 1.0619, оцинкованный стальной литой материал 1.44041.4404 (CF3M), материал литья по выплавляемым моделям1.4404, материал блока 1,4404 / PA61.44081.4408, материал литой нержавеющей стали 1,4408, материал литья по выплавляемым моделям 1,4408, материал литья по выплавляемым моделям, футеровка PFA 1,44351,4435 (316L), материал блока 1,4435 (316L), кованый материал 1,4435 (316L ), материал литья по выплавляемым моделям 1,4435 (BN2), материал блока 1,4435 (BN2), кованый материал 1,4435, материал литья по выплавляемым моделям 1,4435 / 316L, кованый материал корпуса 1,4539 (904L), материал блока 1,4539 (904L), кованый материал 1,4539 / 904L, кованый и блочный материал 1,4571, кованый материал 1.45812.0975, материал литой бронзыABSAluminiumCC499K, материал литой бронзы CW614N, латуньCW617N, латунь EN-AC-46100, материал литья алюминия EN-AC-47100, материал литья алюминия EN-GJL-250EN-GJL-250, материал чугуна

Мембранные клапаны

• Диаметр всего 35 мм (1,375 дюйма)
• > 1000000 циклов
• Три конфигурации - 6 портов, 10 портов и 4 порта внутреннего образца
• Встроенный привод
• Фитинги Valco с нулевым мертвым объемом 1/16 "или 1/32"

Мембранный клапан VICI разработан для беспроблемного использования в приложениях, требующих минимального обслуживание и максимальный срок службы, что делает его идеальным выбором для обрабатывающей промышленности, автоматизированных лабораторных анализаторов, или непрерывный мониторинг состояния окружающей среды.

Воздух привода (40-50 фунтов на кв. Дюйм) подается в боковой порт с внутренней резьбой 10-32, что позволяет использовать различные компрессионные или колючие фитинги. Для срабатывания требуется трехходовой соленоид. (Заказывается отдельно.)

Клапан обычно используется для приложений, в которых давление пробы превышает давление окружающей среды, но также может использоваться при давлении ниже окружающей среды, например, когда образец протягивается через клапан под действием вакуума.

GEMU Клапаны, системы измерения и управления

Принцип клапана выбратьШаровые клапаныДроссельные заслонкиОбратные клапаныМембранные шаровые клапаныМембранные клапаныПроходные клапаныПилотные электромагнитные клапаныМагнитные клапаны

Привод выбратьЭлектромагнитныйРучнойМоторизованныйПневматическийС голым валом

Материал корпуса select1.0460, оцинкованный стальной материал 1.0619 (WCB), литой стальной материал с покрытием CDP 1.0619, оцинкованный стальной литой материал 1.44041.4404 (CF3M), материал литья по выплавляемым моделям1.4404, материал блока 1,4404 / PA61.44081.4408, материал литой нержавеющей стали 1,4408, материал литья по выплавляемым моделям 1,4408, материал литья по выплавляемым моделям, футеровка PFA 1,44351,4435 (316L), материал блока 1,4435 (316L), кованый материал 1,4435 (316L ), материал литья по выплавляемым моделям 1,4435 (BN2), материал блока 1,4435 (BN2), кованый материал 1,4435, материал литья по выплавляемым моделям 1,4435 / 316L, кованый материал корпуса 1,4539 (904L), материал блока 1,4539 (904L), кованый материал 1,4539 / 904L, кованый и блочный материал 1,4571, кованый материал 1.45812.0975, материал литой бронзыABSAluminiumCC499K, материал литой бронзы CW614N, латуньCW617N, латунь EN-AC-46100, материал литья алюминия EN-AC-47100, материал литья алюминия EN-GJL-250EN-GJL-250, материал чугуна

Смотрите также

• 
  Фальцевая кромка гвл что это
• 
  Документы для подключения газа в частный дом 2020
• 
  Бордюр дорожный вес
• 
  Как га перевести в сотки
• 
  Въезд в гараж чем сделать
• 
  Строим хозблок на даче своими руками
• 
  Объем канализации в частном доме
• 
  Характеристика угарного газа
• 
  Проекты домов с мансардой до 100 м2
• 
  Как избавиться от крыс на даче
• 
  Что такое циркуляционный насос