Предохранительный клапан давления – важный элемент безопасности

Предохранительный клапан давления – важный элемент безопасности

СОСУДЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Vessels working under pressure. Safety valves. Safety requirements

Дата введения 2003-07-01

1 РАЗРАБОТАН ОАО “НИИХИММАШ” Российской Федерации

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 21 от 30 мая 2002 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 19 сентября 2002 г. N 335-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12.2.085-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.

4 Настоящий стандарт гармонизирован с международным стандартом ИСО 4126-91* в части терминологии и определений и Германским стандартом AD-Merkblatt A1-88 “Предохранительные устройства от превышения давления. Обеспечение сохранности от разрушения” в части расчета пропускной способности

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2007 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на сосуды для различных жидких и газообразных сред, работающие под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см), снабженные предохранительными клапанами, предназначенными для защиты от аварийного повышения давления путем выпуска (сброса) рабочей среды из сосуда через клапан. Стандарт устанавливает общие требования безопасности к выбору, установке и эксплуатации предохранительных клапанов, а также устанавливает порядок расчета пропускной способности предохранительных клапанов.

Настоящий стандарт не распространяется на сосуды, работающие под вакуумом.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.063-81* Система стандартов безопасности труда. Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53672-2009, здесь и далее по тексту. – Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 25215-82 Сосуды и аппараты высокого давления. Обечайки и днища. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 26303-84 Сосуды и аппараты высокого давления. Шпильки. Методы расчета на прочность

СТ СЭВ 5206-85 Сосуды и аппараты высокого давления. Фланцы, крышки плоские и выпуклые. Методы расчета на прочность

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 предохранительный клапан: Клапан, предназначенный для защиты от недопустимого давления посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановления рабочего давления.

3.1.1 предохранительный клапан прямого действия: Предохранительный клапан, в котором действию давления рабочей среды на запорное устройство (затвор) противодействует механическая нагрузка (груз, рычаг с грузом, пружина).

3.1.2 предохранительный клапан, приводимый в действие клапаном управления: Предохранительный клапан, открытие и закрытие которого обеспечивается клапаном управления, изолированным от воздействия рабочей среды и имеющим независимый от основного клапана источник энергии.

3.2 давление:

3.2.1 рабочее давление: Наибольшее избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана.

Под нормальным протеканием рабочего процесса следует понимать условия (давление, температуру), при сочетании которых обеспечивается безопасная работа сосуда.

3.2.2 расчетное давление: Избыточное давление, на которое производится расчет прочности сосуда в соответствии с ГОСТ 14249 [ 1 ].

3.2.3 давление настройки: Наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора.

Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему без противодавления принимается равным расчетному давлению.

Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему с противодавлением принимается меньшим на значение расчетного противодавления.

3.2.4 противодавление: Избыточное давление на выходе из клапана при сбросе среды.

3.3 пропускная способность: Весовой расход рабочей среды через клапан.

3.4 расчетное проходное сечение: Площадь узкого сечения проточной части седла клапана.

3.5 коэффициент расхода:

3.5.1 коэффициент расхода для газообразных сред: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной при тех же параметрах, через идеальное сопло с площадью узкого сечения, равной расчетному проходному сечению клапана.

3.5.2 коэффициент расхода для жидкости: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной без учета сопротивлений, создаваемых клапаном, через сечение площадью, равной площади выходного патрубка клапана.

4 Общие требования

4.1 Для защиты сосудов следует применять клапаны и их вспомогательные устройства, соответствующие требованиям ГОСТ 12.2.063 [1].

Защите предохранительными клапанами подлежат сосуды, в которых возможно превышение рабочего давления от питающего источника, химической реакции, нагрева подогревателями, солнечной радиации, в случае возникновения пожара рядом с сосудом и т.д.

4.2 Количество клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны так, чтобы в сосуде не могло создаваться давление, превышающее расчетное давление более чем на 0,05 МПа (0,5 кг/см) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см), на 15% – для сосудов с давлением свыше 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см) и на 10% – для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см).

При работающих клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25% расчетного при условии, что это превышение подтверждено расчетом на прочность по ГОСТ 14249, ГОСТ 25215, ГОСТ 26303, СТ СЭВ 5206, действующим нормативным документам, предусмотрено технической документацией и отражено в паспорте сосуда.

4.3 Расчет пропускной способности клапанов приведен в приложении А.

4.4 Конструкцию и материалы элементов клапанов и их вспомогательных устройств следует выбирать в зависимости от свойств и параметров рабочей среды, и они должны обеспечивать надежность функционирования клапана в рабочих условиях.

4.5 Конструкция клапана должна обеспечивать свободное перемещение подвижных элементов клапана и исключать возможность их выброса.

4.6 Конструкция клапанов и их вспомогательных устройств должна исключать возможность произвольного изменения их регулировки.

4.7 Конструкция клапана должна исключать возможность возникновения недопустимых ударов при открывании и закрывании.

4.8 Клапаны следует размещать в местах, доступных для удобного и безопасного обслуживания и ремонта.

При расположении клапана, требующего систематического обслуживания на высоте более 1,8 м, должны быть предусмотрены устройства для удобства обслуживания.

4.9 Клапаны на вертикальных сосудах следует устанавливать на верхнем днище, а на горизонтальных сосудах – на верхней образующей в зоне газовой (паровой) фазы.

Клапаны следует устанавливать в местах, исключающих образование застойных зон.

4.10 Установка запорной арматуры между сосудом и клапаном, а также за клапаном не допускается, за исключением требований 4.11.

4.11 Для пожаро- и взрывоопасных веществ и веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007, а также для сосудов, работающих при криогенных температурах, следует предусматривать систему клапанов, состоящую из рабочего и резервного клапанов.

Рабочий и резервный клапан должны иметь равную пропускную способность, обеспечивающую полную защиту сосуда от превышения давления свыше допустимого. Для обеспечения ревизии и ремонта клапанов до и после них должна быть установлена отключающая арматура с блокирующим устройством, исключающим возможность одновременного закрытия запорной арматуры на рабочем и резервном клапанах, причем проходное сечение в узле переключения в любой ситуации должно быть не менее проходного сечения устанавливаемого клапана.

4.12 Клапаны не допускается использовать для регулирования давления в сосуде или группе сосудов.

4.13 Изготовитель обязан поставлять клапаны с паспортом и руководством по эксплуатации.

В паспорте должны быть указаны коэффициенты расхода для газов и жидкостей, а также площадь сечения, к которой они отнесены.

5 Требования к предохранительным клапанам прямого действия

5.1 Рычажно-грузовые клапаны допускается устанавливать только на стационарных сосудах.

5.2 Конструкцией грузового и пружинного клапана должно быть предусмотрено устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы сосуда. Возможность принудительного открывания должна быть обеспечена при давлении, равном 80% давления настройки.

Допускается устанавливать клапаны без приспособлений для принудительного открывания, если оно недопустимо по свойствам рабочей среды (вредная, взрывоопасная и т.д.) или по условиям проведения рабочего процесса. В этом случае проверку клапанов следует проводить периодически в сроки, установленные технологическим регламентом, но не реже одного раза в 6 мес при условии исключения возможности примерзания, прикипания, полимеризации или забивания клапана рабочей средой.

5.3 Пружины клапанов должны быть защищены от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное воздействие на материал пружины.

Как выбрать предохранительный клапан сброса давления в котле

Детали для безопасности котла

Если не ограничить нагрев воды в котле, то она закипит и превратится в пар, что приведет к критическому росту давления в отопительной сети. Далее следует разрыв трубопровода или водяной рубашки теплогенератора. Во избежание описанной аварийной ситуации на выходе котла ставится предохранительный клапан для отопления, сбрасывающий избыточное давление из системы. Наша публикация посвящена выбору и установке этого важного элемента.

Принцип действия

Большинству рядовых пользователей, сталкивающихся с закрытыми системами водяного отопления, знаком только один вид предохранительной арматуры – простой пружинный клапан с фиксированной настройкой, изображенный на фото. Причина понятна – указанные элементы устанавливаются повсеместно на любые котлы, поскольку входят в состав группы безопасности вместе с манометром и воздухоотводчиком.

Клапан аварийного сброса для группы безопасности

Примечание. Настенные генераторы тепла, функционирующие на электричестве и природном газе, оснащаются предохранительными элементами с завода. Они помещены внутрь корпуса и снаружи не видны.

Давайте разберемся, как работает обычный аварийный клапан, показанный выше на схеме:

Устройство сбросного клапана

  1. В нормальных условиях мембрана, прикрепленная к штоку и подпираемая пружиной, плотно сидит в седле и герметично перекрывает проход.
  2. Если происходит перегрев теплоносителя, он расширяется и создает в закрытой системе избыточное давление, частично компенсируемое расширительным баком.
  3. Когда величина подпора воды достигает порога срабатывания клапана (обычно – 3 Бар), пружина под ее воздействием сжимается и мембрана открывает проход. Автоматический сброс закипающего теплоносителя производится до тех пор, пока пружине не хватит силы снова закрыть проходное сечение.
  4. При возникновении аварийной ситуации хозяин дома может сам выполнить сброс избыточного давления, повернув рукоятку в верхней части изделия.

Несколько слов о том, где ставится сбросной клапан вместе с группой безопасности в закрытой системе отопления. Его место – на участке подающей магистрали в непосредственной близости от котла (рекомендуется не далее 0.5 м).

Расположение насосного агрегата на обратном трубопроводе

Узел безопасности всегда ставится на подающей линии отопителя

Важный момент. На трубопровод, ведущий от теплогенератора до элементов безопасности, запрещено устанавливать краны, вентили и прочие перекрывающие устройства.

Наглухо соединять патрубок изделия с канализацией не стоит – мокрые пятна либо лужицы укажут на срабатывание клапана и проблемы в отопительной сети. Например, вышел из строя расширительный бак или дал сбой циркуляционный насос при работе с твердотопливным котлом (возможно, отключали электричество). Нередко устройство начинает подтекать из-за попадания мусора между седлом и тарелкой. Больше о его работе рассказывается в видеосюжете:

Уточняющая информация. Сбросные пружинные клапаны мастера и монтажники называют подрывными, потому что напор теплоносителя сжимает пружину и вызывает подрыв мембраны. Не путайте их со взрывными элементами, устанавливаемыми на дымоходы промышленных котельных, сжигающих природный газ.

Виды предохранительных клапанов

Описанная выше традиционная подрывная конструкция несовершенна. Пружинный механизм, приводимый в действие чрезмерным давлением, не отличается точностью и может сработать с опозданием, когда температура в котловом баке достигла 100 °С и выше, то есть, началось кипение. Конечно, можно пытаться регулировать изделие винтом или менять настройки (есть версии с регулировочным колпачком), но это не всегда дает нужный эффект.

Момент второй: предохранительный клапан для котла защищает его от разрушения, но не от перегрева. Ведь сброс теплоносителя не позволяет охладить отопительный агрегат, если горение в топке продолжается. И последнее: в системах отопления открытого типа подобные устройства вообще бесполезны, поскольку вода в них может закипеть без повышения давления.

Клапан теплового сброса котловой

Ведущие производители отопительной арматуры предлагают изделия современной разработки, лишенные перечисленных недостатков, — клапаны теплового сброса. Эти защитные элементы реагируют не на увеличение напора воды в системе, а на повышение ее температуры до критического уровня. Есть 3 разновидности таких устройств:

  • сбросные с выносным датчиком температуры;
  • комбинированное устройство с температурным датчиком и контуром подпитки;
  • то же с прямой установкой в трубопровод.

Клапан аварийного сброса теплоносителя с котла

Для справки. Приведем названия надежных брендов, чью аварийную арматуру можно смело покупать и применять в частных домах. Это производители ICMA и CALEFFI (Италия), Herz Armaturen (Австрия) и всемирно известный европейский бренд Danfoss.

Принцип работы у всех разновидностей один: пружинный механизм с мембраной (или двумя) приводится в действие от сильфона с термочувствительной жидкостью, существенно расширяющейся при нагреве. Таким способом клапаны теплового сброса довольно точно реагируют на достижение критической температуры. Предлагаем рассмотреть каждый из них подробнее.

Элемент с выносным датчиком

Изделие представляет собой тот же пружинный механизм, встроенный в корпус с двумя патрубками для подключения к подающей магистрали и сбросу в канализацию. Шток, открывающий тарелку и дорогу теплоносителю, проводится в движение мехами (2 группы – основная и резервная). При перегреве воды (от 95 до 100 °С) на них нажимает термочувствительная жидкость, идущая из колбы датчика по капиллярной трубке. Конструкция элемента безопасности показана на рисунке:

Устройство котлового клапана с датчиком

Температурный клапан включается в обвязку твердотопливного котла тремя способами:

  • с охлаждением через водяной контур теплогенератора;
  • то же, через специальный аварийный теплообменник;
  • сброс теплоносителя с автоматической подпиткой.

Первая схема, изображенная ниже, применяется для двухконтурных отопительных установок, подогревающих воду для ГВС. Когда датчик, вмонтированный под обшивку ТТ-котла, воздействует на механизм, то горячая вода из контура сливается в канализацию, а ее место занимает холодная из водопровода. Какие бы ни были причины аварии, такая проточная система быстро охладит котловую рубашку и предотвратит последствия.

Схема подключения теплового клапана к котлу

Змеевик ГВС двухконтурного котла может служить как нагревателем, так и охладителем в случае перегрева. Для защиты достаточно подключить тепловой клапан по схеме

Примечание. В публикации использованы схемы от бренда CALEFFI, взятые с официального ресурса производителя.

Вторая схема предназначена для теплогенераторов со встроенным аварийным теплообменником для охлаждения в случае перегрева. Такие агрегаты выпускают европейские бренды Atmos, Di Dietrich и другие.

Схема подключения через аварийный теплообменник котла

Пример подключения сбросного элемента через штатный теплообменник смотрите на видео:

Последняя схема реализуется только вместе с системой автоматической подпитки, поскольку здесь клапан сбрасывает теплоноситель, а не охлаждающую воду.

Устройство аварийного теплового сброса воды

Как видите, производитель допускает установку двух аварийных устройств – по давлению (группа безопасности) и по температуре (сбросной клапан)

Предостережение. Не рекомендуется задействовать автоматическую подпитку для дровяных отопителей с топливником из чугуна. Последний боится перепадов температур и может треснуть от подачи большого количества холодной воды в обратку.

Комбинированные клапаны с подпиткой системы

Этот яркий представитель аварийной арматуры сходен по принципу работы с перепускными клапанами и выполняет сразу 3 функции:

  1. Сброс перегретого теплоносителя из котлового бака по сигналу выносного датчика.
  2. Эффективное охлаждение теплогенератора.
  3. Автоматическая подпитка системы отопления холодной водой.

Конструкция клапана сброса с подпиткой

Выше на картинке показана конструкция изделия, где видно, что на одном штоке установлены 2 тарелки, одновременно открывающие 2 прохода: по первому сбрасывается закипающий теплоноситель, по второму в противоположном направлении идет вода и пополняет потери. Схема подключения комбинированного перепускного клапана с твердотопливным котлом выглядит так:

Как подключить клапан теплового сброса

Примечание. Если необходимо задействовать подобное устройство для охлаждения ТТ-котла с чугунным теплообменником, то проток нужно организовать через открытый расширительный бак или бойлер косвенного нагрева.

Клапан защитный для бойлера

Перепускной клапан с тройным выходом работает по такому же комбинированному принципу, только встраивается прямо в трубопровод подачи теплоносителя возле отопительного агрегата. Сильфон находится в части корпуса, помещенной в трубу. Сброс производится через нижний патрубок, а к двум верхним присоединяется водопровод и магистраль подпитки. Такие изделия используются при недостатке свободного места в котельной.

Читайте также:  Медный Аппараты или аламбик: обзор моделей

Предохранительный элемент системы отопления

Такой сбрасывающий клапан предназначен для установки в трубопровод подачи

Как выбирать сбросной клапан

Конечно, по цене закупки и монтажа традиционный подрывной клапан обойдется дешевле температурных устройств. Он без проблем защитит закрытую систему отопления, завязанную с газовым, дизельным либо электрическим котлом, ведь в случае аварии они прекращают нагрев практически моментально. Другое дело – теплогенератор на дровах и угле, не способный потухнуть сходу.

Чтобы успешно подобрать клапан теплового сброса либо избыточного давления, руководствуйтесь следующими рекомендациями:

  1. При использовании любых энергоносителей, кроме твердого топлива, смело покупайте обычное подрывное устройство.
  2. Изучите документацию вашего источника тепла или бойлера (смотря что нужно защитить) и выбирайте арматуру безопасности по указанному в ней максимально допустимому давлению. Большая часть отопительной техники рассчитана на предел 3 Бар, хотя есть исключения – литовские котлы Stropuva выдерживают только 2 Бар, а некоторые российские агрегаты (из недорогих) – 1.5 Бар.
  3. Для эффективного охлаждения дровяных теплогенераторов в случае аварии лучше поставить один из клапанов теплового сброса. Их максимальное рабочее давление составляет 10 Бар.
  4. В открытых системах с ТТ-котлом сброс по давлению бесполезен. Подберите предохранительное изделие, срабатывающее при температуре теплоносителя 95—100 °С, подходящее к вашему агрегату и способу подпитки.

Совет. Воздержитесь от приобретения дешевой предохранительной арматуры родом из Китая. Мало того что она ненадежна, так еще и протекает после первого же подрыва.

Кроме моделей с фиксированными настройками в продаже есть клапаны с возможностью регулировки. Если вы не профессионал в сфере отопления, то покупать их не стоит, да и нет особой необходимости.

Советы напоследок

Если вы живо интересуетесь безопасностью котельной и надежной работой отопительного оборудования, то рекомендуем при покупке арматуры хорошенько изучить ассортимент. Дело в том, что на рынке появляются новые полезные продукты, которые невозможно обозреть в рамках данной статьи, а вам они могут пригодиться.

Эксплуатационный момент. Отслеживайте состояние предохранительных клапанов, чтобы вовремя засечь срабатывание и разобраться в причинах. Устройства для теплового сброса направляйте в канализационную воронку с разрывом струи – неожиданный плеск воды в котельной и мокрые следы дадут понять, что имела место аварийная ситуация.

ГОСТ 12.2.085-2002 «Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности»

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 19 сентября 2002 г. № 335-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12.2.085-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.

4 Настоящий стандарт гармонизирован с международным стандартом ИСО 4126-91 в части терминологии и определений и Германским стандартом AD – Merkblatt A 1-88 «Предохранительные устройства от превышения давления. Обеспечение сохранности от разрушения» в части расчета пропускной способности

ГОСТ 12.2.085-2002

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Сосуды, работающие под давлением

КЛАПАНЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ

Требования безопасности

Vessels working under pressure. Safety valves. Safety requirements

Дата введения 2003-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на сосуды для различных жидких и газообразных сред, работающие под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ), снабженные предохранительными клапанами, предназначенными для защиты от аварийного повышения давления путем выпуска (сброса) рабочей среды из сосуда через клапан. Стандарт устанавливает общие требования безопасности к выбору, установке и эксплуатации предохранительных клапанов, а также устанавливает порядок расчета пропускной способности предохранительных клапанов.

Настоящий стандарт не распространяется на сосуды, работающие под вакуумом.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.063-81 Система стандартов безопасности труда. Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности

ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 25215-82 Сосуды и аппараты высокого давления. Обечайки и днища. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 26303-84 Сосуды и аппараты высокого давления. Шпильки. Методы расчета на прочность

СТ СЭВ 5206-85 Сосуды и аппараты высокого давления. Фланцы, крышки плоские и выпуклые. Методы расчета на прочность

3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 предохранительный клапан: Клапан, предназначенный для защиты от недопустимого давления посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановления рабочего давления.

3.1.1 предохранительный клапан прямого действия: Предохранительный клапан, в котором действию давления рабочей среды на запорное устройство (затвор) противодействует механическая нагрузка (груз, рычаг с грузом, пружина).

3.1.2 предохранительный клапан, приводимый в действие клапаном управления: Предохранительный клапан, открытие и закрытие которого обеспечивается клапаном управления, изолированным от воздействия рабочей среды и имеющим независимый от основного клапана источник энергии.

3.2 давление:

3.2.1 рабочее давление: Наибольшее избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана.

Под нормальным протеканием рабочего процесса следует понимать условия (давление, температуру), при сочетании которых обеспечивается безопасная работа сосуда.

3.2.2 расчетное давление: Избыточное давление, на которое производится расчет прочности сосуда в соответствии с ГОСТ 14249, [ 1 ].

3.2.3 давление настройки: Наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора.

Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему без противодавления принимается равным расчетному давлению.

Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему с противодавлением принимается меньшим на значение расчетного противодавления.

3.2.4 противодавление: Избыточное давление на выходе из клапана при сбросе среды.

3.3 пропускная способность: Весовой расход рабочей среды через клапан.

3.4 расчетное проходное сечение: Площадь узкого сечения проточной части седла клапана.

3.5 коэффициент расхода:

3.5.1 коэффициент расхода для газообразных сред: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной при тех же параметрах, через идеальное сопло с площадью узкого сечения, равной расчетному проходному сечению клапана.

3.5.2 коэффициент расхода для жидкости: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной без учета сопротивлений, создаваемых клапаном, через сечение площадью, равной площади выходного патрубка клапана.

4 Общие требования

4.1 Для защиты сосудов следует применять клапаны и их вспомогательные устройства, соответствующие требованиям ГОСТ 12.2.063, [ 1 ].

Защите предохранительными клапанами подлежат сосуды, в которых возможно превышение рабочего давления от питающего источника, химической реакции, нагрева подогревателями, солнечной радиации, в случае возникновения пожара рядом с сосудом и т.д.

4.2 Количество клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны так, чтобы в сосуде не могло создаваться давление, превышающее расчетное давление более чем на 0,05 МПа (0,5 кг/см 2 ) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см 2 ), на 15 % – для сосудов с давлением свыше 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см 2 ) и на 10 % – для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см 2 ).

При работающих клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25 % расчетного при условии, что это превышение подтверждено расчетом на прочность по ГОСТ 14249, ГОСТ 25215, ГОСТ 26303, СТ СЭВ 5206, действующим нормативным документам, предусмотрено технической документацией и отражено в паспорте сосуда.

4.3 Расчет пропускной способности клапанов приведен в приложении А .

4.4 Конструкцию и материалы элементов клапанов и их вспомогательных устройств следует выбирать в зависимости от свойств и параметров рабочей среды, и они должны обеспечивать надежность функционирования клапана в рабочих условиях.

4.5 Конструкция клапана должна обеспечивать свободное перемещение подвижных элементов клапана и исключать возможность их выброса.

4.6 Конструкция клапанов и их вспомогательных устройств должна исключать возможность произвольного изменения их регулировки.

4.7 Конструкция клапана должна исключать возможность возникновения недопустимых ударов при открывании и закрывании.

4.8 Клапаны следует размещать в местах, доступных для удобного и безопасного обслуживания и ремонта.

При расположении клапана, требующего систематического обслуживания на высоте более 1,8 м, должны быть предусмотрены устройства для удобства обслуживания.

4.9 Клапаны на вертикальных сосудах следует устанавливать на верхнем днище, а на горизонтальных сосудах – на верхней образующей в зоне газовой (паровой) фазы.

Клапаны следует устанавливать в местах, исключающих образование застойных зон.

4.10 Установка запорной арматуры между сосудом и клапаном, а также за клапаном не допускается, за исключением требований 4.11 .

4.11 Для пожаро- и взрывоопасных веществ и веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007 , а также для сосудов, работающих при криогенных температурах, следует предусматривать систему клапанов, состоящую из рабочего и резервного клапанов.

Рабочий и резервный клапан должны иметь равную пропускную способность, обеспечивающую полную защиту сосуда от превышения давления свыше допустимого. Для обеспечения ревизии и ремонта клапанов до и после них должна быть установлена отключающая арматура с блокирующим устройством, исключающим возможность одновременного закрытия запорной арматуры на рабочем и резервном клапанах, причем проходное сечение в узле переключения в любой ситуации должно быть не менее проходного сечения устанавливаемого клапана.

4.12 Клапаны не допускается использовать для регулирования давления в сосуде или группе сосудов.

4.13 Изготовитель обязан поставлять клапаны с паспортом и руководством по эксплуатации. В паспорте должны быть указаны коэффициенты расхода для газов и жидкостей, а также площадь сечения, к которой они отнесены.

5 Требования к предохранительным клапанам прямого действия

5.1 Рычажно-грузовые клапаны допускается устанавливать только на стационарных сосудах.

5.2 Конструкцией грузового и пружинного клапана должно быть предусмотрено устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы сосуда. Возможность принудительного открывания должна быть обеспечена при давлении, равном 80 % давления настройки.

Допускается устанавливать клапаны без приспособлений для принудительного открывания, если оно недопустимо по свойствам рабочей среды (вредная, взрывоопасная и т.д.) или по условиям проведения рабочего процесса. В этом случае проверку клапанов следует проводить периодически в сроки, установленные технологическим регламентом, но не реже одного раза в 6 мес при условии исключения возможности примерзания, прикипания, полимеризации или забивания клапана рабочей средой.

5.4 Массу груза и длину рычага рычажно-грузового клапана следует выбирать так, чтобы груз находился на конце рычага.

Отношение плеч рычага не должно превышать 10 : 1. При применении груза с подвеской его соединение должно быть неразъемным. Масса груза должна быть не более 60 кг и указана (выбита или отлита) на поверхности груза.

6 Требования к предохранительным клапанам, приводимым в действие с помощью клапанов управления

6.1 Клапаны и их вспомогательные устройства должны быть сконструированы так, чтобы при отказе любого управляемого или регулирующего органа или при прекращении подачи энергии на клапан управления была сохранена функция защиты сосуда от превышения давления путем дублирования или иных мер. Конструкция клапанов должна удовлетворять требованиям 5.3 и 5.5 .

6.2 Конструкцией клапана должна быть предусмотрена возможность управления им вручную или дистанционно.

6.3 Клапаны, приводимые в действие с помощью электроэнергии, должны быть снабжены двумя независимыми друг от друга источниками питания. В электрических схемах, где отключение энергии вызывает импульс, открывающий клапан, допускается один источник питания.

6.4 Если органом управления является импульсный клапан, то диаметр условного прохода этого клапана должен быть не менее 15 мм.

Внутренний диаметр импульсных линий (подводящих и отводящих) должен быть не менее 20 мм и не менее диаметра выходного штуцера импульсного клапана. Импульсные линии и линии управления должны обеспечивать надежный отвод конденсата. Устанавливать запорные органы на этих линиях запрещается. Допускается устанавливать переключающее устройство, если при любом положении этого устройства импульсная линия будет оставаться открытой.

6.5 Рабочая среда, применяемая для управления клапанами, не должна подвергаться замерзанию, коксованию, полимеризации и оказывать коррозионное воздействие на материал клапана.

6.6 Конструкция клапана должна обеспечивать его закрывание при давлении не менее 95 % давления настройки.

6.7 Клапан должен быть снабжен не менее чем двумя независимо действующими цепями управления, которые должны быть сконструированы так, чтобы при отказе одной из цепей управления другая цепь обеспечивала надежную работу клапана.

7 Требования к подводящим и отводящим трубопроводам

7.1 Клапаны следует устанавливать на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.

При установке на одном патрубке (трубопроводе) нескольких клапанов площадь поперечного сечения патрубка (трубопровода) должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на нем.

При определении сечения присоединительных трубопроводов длиной более 1000 мм необходимо также учитывать их сопротивление.

7.2 Падение давления перед клапаном в подводящем трубопроводе при наибольшей пропускной способности не должно превышать 3 % давления настройки.

7.3 В трубопроводах клапанов должна быть обеспечена необходимая компенсация температурных удлинений. Крепление корпуса клапана и трубопроводов должно быть рассчитано с учетом статических нагрузок и динамических усилий, возникающих при срабатывании клапана.

7.4 Подводящие трубопроводы должны быть выполнены с уклоном по всей длине в сторону сосуда. В подводящих трубопроводах следует исключать резкие изменения температуры стенки (тепловые удары) при срабатывании клапанов.

7.5 Внутренний диаметр подводящего трубопровода должен быть не менее наибольшего внутреннего диаметра подводящего патрубка клапана.

7.6 Внутренний диаметр и длину подводящего трубопровода следует рассчитывать, исходя из наибольшей пропускной способности клапана.

7.7 Внутренний диаметр отводящего трубопровода должен быть не менее наибольшего внутреннего диаметра выходного патрубка клапана.

7.8 Внутренний диаметр и длина отводящего трубопровода должны быть рассчитаны так, чтобы при расходе, равном наибольшей пропускной способности клапана, противодавление в его выходном патрубке не превышало допустимого наибольшего противодавления.

7.9 Присоединительные трубопроводы клапанов должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды.

7.10 Отбор рабочей среды из патрубков (и на участках присоединительных трубопроводов от сосуда до клапанов), на которых установлены клапаны, не допускается.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)

Расчет пропускной способности клапана

А.1 Обозначения

В настоящем приложении приняты следующие обозначения:

G – пропускная способность клапана, кг/ч;

В 1 – коэффициент, учитывающий физико-химические свойства водяного пара при рабочих параметрах перед клапаном;

В 2 – коэффициент, учитывающий соотношения давлений перед клапаном и за клапаном;

В 3 – коэффициент, учитывающий физико-химические свойства газов и паров при рабочих параметрах;

В 4 – коэффициент сжимаемости реального газа;

F – площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части седла, мм 2 ;

a 1 – коэффициент расхода, соответствующий площади F , для газообразных сред;

a 2 – коэффициент расхода, соответствующий площади F , для жидких сред;

Р 1 – наибольшее избыточное давление перед клапаном (избыточное давление до клапана, равное давлению полного открытия), МПа (кгс/см 2 );

Р 2 – наибольшее избыточное давление за клапаном (избыточное давление за клапаном в положении его полного открытия), МПа (кгс/см 2 );

r – плотность пара, газа или жидкости перед клапаном при параметрах Р1 и Т1, кг/м 3 ;

R – газовая постоянная;

Т 1 – температура рабочей среды перед клапаном при давлении Р1, К;

k – показатель адиабаты;

V 1 – удельный объем пара перед клапаном при параметрах Р1 и Т1, м 3 /кг;

b – отношение давлений;

b кр – критическое отношение давлений.

А.2 Пропускную способность предохранительного клапана следует рассчитывать по формулам:

для водяного пара:

G = 10 B 1 B 2 a 1 F ( P 1 + 0,1) – для давления в МПа,

G = B 1 B 2 a 1 F ( P 1 + 1) – для давления в кгс/см 2 ;

для других паров и газов:

G = 3,16В3 a 1 F – для давления в МПа,

G = В3 a 1 F – для давления в кгс/см 2 ;

G = 5,03 a 2 F – для давления в МПа,

G = 1,59 a 2 F – для давления в кгс/см 2 ,

где r – определяют по таблицам или диаграммам состояния; плотность реального газа также подсчитывают по формулам

– для давления в МПа [ R в ];

– для давления в кгс/см 2 [ R в ];

R – определяют по таблице А.1 ;

В 4 – определяют по таблице А.2 (для идеального газа В4 = 1);

Читайте также:  Аппараты с колонной: ректификат и дистиллят разница

В 1 – определяют по таблице А.3 для насыщенного водяного пара и по таблице А.4 для перегретого водяного пара или подсчитывают по формулам:

– для давления в МПа;

– для давления в кгс/см 2 ;

В 2 – определяют по таблице А.5 в зависимости от k и b ;

где – для давления в МПа,

– для давления в кгс/см 2 ,

b кр – определяют по таблице А.1 или подсчитывают по формуле

В 3 – выбирают по таблицам А.1 и А.6 или подсчитывают по формулам:

Предохранительные клапаны для водонагревателей: обязательность, как работают, установка и место в обвязке бойлера

Предохранительный клапан на водонагреватель, это группа безопасности. Клапан сбрасывает чрезмерное давление, не дает вытечь воде обратно, поэтому в название иногда добавляют слово «обратный». Установка на обвязке бойлеров обязательная, в строгой последовательности с другими узлами.

Обратный предохранительный клапан для водонагревателя объединяет два устройства со своими функциями. Каждое из первых двух слов названия может означать отдельные типы конструкций, но в данном случае, это один прибор.

Допускается ставить отдельно «подрывник», а после него затвор от вытекания, но это неудобно. Для водонагревателей используют конструкцию, совмещающую в одном корпусе узел сброса (перпендикулярный сегмент) и обратный клапан.

Также используют названия: предохранительный однонаправленный клапан, защитный, аварийный, давления, сброса, подрывной, срывной. Далее по тексту и в схемах для краткости, это устройство, объединяющее два сегмента и их функции, предназначенное для водогрейного оборудования.

Предохранительный клапан обязательный только для накопительных типов бойлеров. Изделие входит в комплектацию электроводонагревателя (ЭВН).

https://stroy-podskazka.ru/images/article/orig/2018/05/podbiraem-predohranitelnyj-klapan-dlya-vodonagrevatelya-10.jpg

Для чего нужен обратный клапан на бойлере

Защитные краны водонагревателей, это разновидность трубопроводной арматуры прямого действия. Совмещают две функции:

  • бак обычно рассчитан до 0,8; 0,6 мПа. Повышение напора в трубопроводе, завоздушивание, нагрев приводит к чрезмерному увеличению мПа – возникает риск вздутий, разрывов, трещин стенок и защитного слоя. «Подрывник» среагирует автоматически – откроется и сбросит давление;
  • дополнительная защита от скачков напора в трубопроводе, гидроударов;
  • устраняет недостатки других узлов поддержанием температурно-барического баланса;
  • удобно сливать бойлер, если есть рычажок.

Как устроен клапан сброса давления бойлера — принцип работы

С клапаном сброса избыточного давления воды из водонагревателя накопительного типа совмещается затвор от вытекания. Устройства размещены перпендикулярно в цельном корпусе из цилиндров буквой «Т». Сегменты работают независимо друг от друга.

https://stroy-podskazka.ru/images/article/orig/2018/05/podbiraem-predohranitelnyj-klapan-dlya-vodonagrevatelya-19.jpg

Устройство предохранительного клапана для водонагревателя (двух его сегментов): затвор (тарелка) – диск с уплотнителями по кругу, перекрывающий проток, по центру – шток, удерживающийся пружиной, настроенной на определенный натиск. То есть, это полностью механическое изделие.

Схема устройства предохранительного клапана

https://2proraba.com/wp-content/plugins/ckeditor-for-wordpress/ckeditor/plugins/doksoft_uploader/userfiles/196_1.jpg

https://sovet-ingenera.com/wp-content/uploads/2017/12/pr_kl_14.jpg

https://stroy-podskazka.ru/images/article/orig/2018/05/podbiraem-predohranitelnyj-klapan-dlya-vodonagrevatelya-35.jpg

Защитный клапан играет роль одновременно затвора обратного и для сброса. Принцип работы:

  • сегмент от вытекания – на одном конце для врезки в отвод стояка или подсоединения гибкого шланга от него находится резьбовая часть «папа». На другом – муфта с резьбой («мама»), для подводки или штатного входного «холодного» штуцера ЭВН. Обратный клапан работает так:
    • при отсутствии подачи затвор закрыт, наружу не открывается, удерживая содержимое бака;
    • вода из подводки подается по стрелке, напор через «тарелку» оттесняет пружину, проход открывается, а при снижении давления диск возвращается, перекрывая канал;

    Варианты сегмента с подрывником:

    • полностью заглушен;
    • с резьбовой пробкой, скрывающей регулировочный болт (под шестигранник или отвертку);
    • более распространенные, удобнее – с рычажком на клапане для ручного сброса, проверки и с болтиком от случайного поднятия;
    • патрубок отведения воды от клапана: короткий, гладкий или длинный, рельефный для шланга слива.

    На корпусе выбито давление срабатывания – стандартно 7 атм. Рабочее давление, это величина до указанной отметки без учета кратковременного превышения при активации узла.

    Как работает аварийный клапан водонагревателя

    После монтажа и обвязки ЭВН заполняется: открывают холодный стояк и горячий смеситель. Напора в трубе хватает для отодвигания обратного затвора, поток пройдет свободно в емкость, воздух вытесняется, выходит из открытого смесителя, после появления воды из точки разбора – бак полный.

    В полном баке количество атмосфер примерно равное или чуть выше «подпирающей» его величины водопроводного. Если нет защиты от обратной течи и при закрытых кранах, горячая жидкость найдет выход через тот же вход – в холодный кран, бачок унитаза.

    Напор в водопроводе МКД нередко понижается (аварии, ремонт, плановые работы). Без обратного крана бак опорожнится и нужно будет снова ждать нагрева. Причин для автоотключения ТЭНа нет, электричество тратится впустую, а при прекращении подачи и при несрабатывании защиты от «сухой» работы нагреватель перегреется и перегорит.

    Работающий бойлер, это баланс допустимых температур и нагрузок, его поддержание обязательное. Есть определенный запас емкости на количество мПа, что указывается в инструкции.

    Клапан сброса давления нужен для снижения натиска в баке, обеспечения динамического равновесия. При приближении количества мПа к критической отметке пружина сжимается, в дренажный патрубок происходит сброс избыточного давления воды.

    Не только нельзя, но и опасно ограничиваться одним обратным затвором, нужен узел, совмещающий его и подрывник, иначе бак превратится в подобие бомбы. Вода при +90° C расширяется на 3%, и так по возрастающей.

    Термостат останавливает нагрев, но может дать сбой. Выхода для увеличивающегося натиска нет – смесители перекрыты, а с другой стороны обратный узел закрыл возвратный путь.

    В замкнутом пространстве температура резко достигается выше +150° С, параллельно увеличивается разрывная сила до 4 – 8 бар и выше. Рост мПа приведет к чрезмерному расширению стенок и сколам эмали. Но опасность в другом: большое давление повышает точку кипения, но одновременно температура растет.

    Достаточно маленькой трещинки или открытия смесителя – резкое падение мПа приведет к понижению отметки кипения к стандартным +100° C, но жидкость нагрета больше (+150° C и выше) – произойдет мгновенное вскипание сразу всего объема в 50, 80, 100 л с образованием пара, последует сильнейший взрыв.

    Таблица зависимости точки закипания от количества атмосфер в замкнутых пространствах, чем она выше, тем сильнее взрыв при разгерметизации:

    С другой стороны, подключение без обратного клапана не желательное, но допустимое в крайнем случае и безопаснее – риска разрыва нет, а при понижении/повышении мПа вода просто будет уходить назад в магистраль.

    Почему с клапана на бойлере капает вода

    Нормальная ситуация, когда вода из предохранительного клапана водонагревателя капает (за сутки может достигать 1,5 – З%):

    • только при нагреве, поскольку закономерно по законам физики возрастает давление, узел уравновешивает значения;
    • при завоздушивании, но кратковременно, так как воздух выходит при открытии смесителя;
    • вода может постоянно капать с клапана сброса давления из-за чрезмерного напора в самом водопроводе (изделие на 6 бар, а в трубах 7 бар).

    К сливному штуцеру присоединяют шланг для дренажа клапана, выводят в канализацию или в емкость.

    Раз в месяц проверяют срабатывание, через 1 – 2 года промывают растворителями накипи. Качественные модели служат более 10 лет.

    https://stroy-podskazka.ru/images/article/orig/2018/05/podbiraem-predohranitelnyj-klapan-dlya-vodonagrevatelya-12.jpg

    Признак поломки – вода льется из клапана ручейком или постоянно капает при остывшем бойлере. Надо снять узел и промыть в растворителях извести. Обслуживаемые модели чистят, удаляют налет из пружины, элементов, штуцеров. Если модель необслуживаемая – только полная замена обратного клапана безопасности.

    Если никогда не капает из штуцера слива, это должно насторожить – возможно, пружина слишком жесткая или конструкция забилась накипью, а также причина может быть проще – протекает смеситель.

    Причины неисправностей предохранительного затвора:

    • накипь не дает закрываться до конца, износились прокладки;
    • неправильный подбор, пружина слишком слабая или жесткая, что приводит к протеканию или к несрабатыванию.

    Как подобрать предохранительный клапан

    Есть магнитно-пружинные, рычажные, рычажно-грузовые, мембранные затворы. Для водонагревателей всегда используются пружинные.

    Виды предохранительных клапанов для электроводонагревателей, 3 группы для разных объемов:

    https://2proraba.com/wp-content/plugins/ckeditor-for-wordpress/ckeditor/plugins/doksoft_uploader/userfiles/196_1.jpg

    На любой емкостный водонагреватель можно ставить перечисленные типы предохранительных затворов.

    Отдельно надо выделить изделия:

    • совмещающие и третий клапан – перепускной с дополнительной функцией сброса избытка мПа в магистраль холодной воды, пока значение в ней не станет равным с бойлером. Это лучший вариант для выбора;
    • сбросные клапаны с регулировкой давления – применяются реже, ошибка в настройке может быть фатальной, чаще для промышленного оснащения, отопления.

    Регулировка клапана сброса в настраиваемых моделях осуществляется точно по инструкции, селектором или штоком под крышечкой (шестигранником, отверткой). Иногда позиции не подписаны, поэтому шаг и соответствие положения регулятора количеству мПа надо проверять согласно технической документации. Стандартные регулируемые модели – на диапазон 6 – 10 бар с шагом 0,5 бар.

    Изначально в комплектации ЭВН есть аварийный клапан под нужное давление. Если же узел докупается, то под предельное значение, указанное производителем на баке и под диаметры его штуцеров (обычно 1/2”, для емкости от 100 л 3/4”). Заниженное значение мПа приведет к постоянному протеканию, большее – к несрабатыванию. Нельзя брать с запасом, величина должна точно совпадать.

    Как выбрать качественный предохранительный клапан для ёмкостных электробойлеров:

    • бесшовное литье, латунь, иногда покрытая никелем. Сплавы из алюминия с железом или медью менее качественные;
    • при нажатии штока заглушка туго ходит, возможно с небольшим заклиниванием в конце;
    • если при сильном нажатии на шток подуть в цилиндр и воздух будет свободно проходить, то это признак плохого качества;
    • рельефная маркировка не только со стрелкой направления воды, но с величиной срабатывания, без нее (даже если параметры есть в инструкции) изделие лучше не покупать.
    • на обратном сегменте – стрелка направления, могут указывать также диаметр подключения;
    • на сброснике:
      • давление срабатывания;
      • маркировки производителей, стандарты: EN, CЄ, 10.10, 14.89, 23.12 14.13, RR. Главное, наличие обозначений именно на корпусе, расшифровка – на сайтах заводов, в инструкции;
      • на моделях с перепускным сегментом часто буква P.

      Расчет предохранительного клапана, это сопоставление, на какое давление (на корпусе, в инструкции) настроен он и накопительный водонагреватель. Изделие подбирается под бойлер. Методика расчета учитывает, что есть модели регулируемые, тогда они настраиваются на указанный производителем критический параметр для ЭВН.

      Как и куда ставится обратный клапан бойлера

      Место защитного узла – холодная подводка, между перекрывающим маховиком стояка и штуцером водонагревателя. Можно врезать прямо в трубу или, если перед ним будет кран для слива, сначала установить тройник не дальше 200 мм от выхода в ЭВН.

      схема монтажа клапана

      Вертикальное расположение чаще встречается. Но отводы и положение труб бывают разными, горизонтальная установка допускается.

      Если параметры водопровода не стабильные, то в схему включают перед предохранительным краном (со стороны подводки) понижающий редукционный клапан, сложные модели уже с ним.

      Монтаж стандартный, потребуется пакля, переходники («американки»), фитинги для пластиковых труб, гибкая подводка с накидными гайками. Тройник закручивается на 3 – 4 оборота.

      Устанавливать клапан на водонагреватель надо не дальше чем за 2 м до бойлера, зазор должен быть минимальным, иначе возникнет усиленный натиск на пружину и неадекватное реагирование. Правильный вариант – подсоединение прямо к штуцеру бака.

      клапан для водонагревателя

      https://stroy-podskazka.ru/images/article/orig/2018/05/podbiraem-predohranitelnyj-klapan-dlya-vodonagrevatelya-28.jpg

      Перед группой безопасности (в направлении от бака) не должно быть никакой арматуры по правилам безопасности, но слив через сбросник с очень узким проходом медленный – 3, 5 часов, поэтому иногда перед ним ставят отдельный кран для этой цели. Главное, периодически проверять, что тройник не засорён, иначе путь к предохранительному затвору будет закрыт, бак разорвет.

      https://stroy-podskazka.ru/images/article/orig/2018/05/podbiraem-predohranitelnyj-klapan-dlya-vodonagrevatelya-13.jpg

      Как проверить работу предохранительного клапана

      • сбросник:
        • процедура удобная для конструкции с ручкой спуска. Шток соединен с пружиной, оттягивает ее. При выключенном бойлере небольшое поднятие на 1/5 – капли, полное – струйка, затем течь прекращается до нагрева, изделие рабочее заводские регулировки правильные;
        • у обслуживаемых моделей без рычажка шток резьбовой, регулируется шестигранником и отверткой, так же проверяется, после чего пружину надо вернуть в точно такое предыдущее положение;
        • отсоединяют подводящий шланг от сбросника (из бойлера) – при исправности из него не должна идти вода;
        • открыть водоразборный холодный кран. При неисправности жидкость вытекает из бака и попадает назад в подводку, а так как магистраль перекрыта, она идет в смеситель. Первые несколько секунд вода будет идти, это объем, оставшийся в трубах, затем течь должна прекратиться.

        Через прозрачный гибкий шланг от штуцера сброса пользователь сможет наблюдать работу, движение стравливаемой воды.

        Выступающая из дренажного патрубка вода - нормальное явление предохранитель для водогрея

        Если есть нерегулируемое изделие на 0,7 мПа, а требуется на 0,8 мПа, теоретически настроить можно, но не рекомендуется – покупают новое с нужным значением.

        Допускается ремонт клапана, если он разборный, если просела пружина, то под витки подкладывают шайбы, опытным путем определяют срабатывание. Нерабочие неразборные модели заменяются новыми, но если причина поломки накипь, то можно попробовать промыть в растворителях.

        Как слить воду с водонагревателя через клапан сброса

        Недостаток слива через предохранительный затвор – медленность, проход узкий, несколько миллиметров. Опорожнение бака на 50 л – 3 часа. Помимо этого, небольшое отверстие часто забивается накипью, шламом, что делает процедуру невозможной. Лучший способ – перекрыть холодную трубу, оставить смеситель открытым, полностью отсоединить входную подводку.

        Алгоритм, как слить воду из накопительного водонагревателя через клапан сброса:

        Принцип работы предохранительного клапана водонагревателя

        При эксплуатации водонагревателя могут возникнуть аварийные ситуации – вследствие неправильного подключения системы, или технического брака. Для обеспечения надежности работы в систему вставляется предохранительный клапан. Он гарантирует надежную эксплуатацию бойлера и защиту от повреждения в случае внезапного изменения давления при сбое в работе.

        Принцип работы

        Предохранительный клапана состоит из двух элементов: в прямом корпусе расположен обратный, а в его перпендикулярной части предохранительное устройство. Вода поступает в водонагреватель через обратный клапан.

        В случае аварийного повышения давления внутри водонагревателя, излишки воды сбрасываются через штуцер в сливную магистраль. Сбоку предусмотрена рукоятка для выпуска воды в ручном режиме.

        Устройство обратного клапана

        Обратный клапан для водонагревателя служит для предотвращения утечки воды из бойлера, в случае если давлении в водопроводе падает или воду совсем отключают. При первичном заполнении емкости резервуара напор воды открывает пружину запорного элемента, и вода поступает в корпус. При наполнении давление внутри бойлера растет, и как только сравняется с водопроводным, тарельчатый запорный элемент перекрывает доступ воды из водопровода. После этого тэны производят нагрев воды до заданной температуры. Как только откроете кран горячей на раковине или в душе, давление внутри бойлера упадет и вода снова начнет поступать в бойлер.

        Герметичность обратного гидроклапана имеет важное значение для обеспечения безопасности эксплуатации водонагревателя. В жилых домах нередки случаи, когда давление в сети падает или прекращается подача воды. При неисправности вода может вытечь из корпуса водонагревателя и тэны будет нагревать воздух внутри.

        Если в водонагревателе не предусмотрена автоматика отключающая тэны при сухом нагреве, то это приведет к перегоранию и выходу из строя дорогостоящего оборудования. Особенно это опасно, если в этот момент начнется подача вода, которая попадая на раскаленные тэны, вызовет интенсивное парообразование, что может привести даже к взрыву.

        Устройство предохранительной части

        Когда мы включаем нагрев воды, то с ростом температуры растет и давление в бойлере. Как только давление превысит значение регулировки пружины в вертикальном ответвлении, клапан откроется и произойдет сброс избыточной воды через штуцер в сливную магистраль. Таким образом предохранительный клапан для водонагревателя, принцип работы которого основан на поддержании нормального давления, обеспечивает безопасное пользование устройством в домашних условиях.

        Предохранительный клапан поставляется в комплекте вместе с бойлером. Параметры пружины отрегулированы на расчетное давление при котором происходит работа бройлера. Самостоятельно производить разборку и регулировку пружины категорически воспрещается.

        Вы не сможете точно установить параметры, и ваш гидроклапан будет срабатывать или при малом давлении, или при большем, чем то, на которое рассчитана прочность корпуса. Если в первом случае особой опасности нет, просто сброс воды будет происходить раньше, чем она нагреется до заданной температуры.

        Ну а во втором случае превышение давления может вызвать серьезные последствия. Ваш водонагреватель превратиться в настоящую бомбу. Давление внутри сосуда может подняться до критического 5-6 атмосфер, происходит огромное накопление пара и взрыв. На рисунке можно увидеть реальную картину к чему приводит неправильная настройка клапана для водонагревателя.

        Видео описание

        Дополнительно, о том, нужно ли устанавливать предохранительный клапан на бойлер можно просмотреть в видео:

        Подсоединение трубопроводов к водонагревателю

        Для обеспечения безопасности пользования водонагревателем лучше если установку бойлера и монтаж всех трубопроводов будет производить опытный профессионал. Ну а если вы решили самостоятельно выполнить установку и подключения бойлера, то надо действовать строго с соблюдением всех норм прилагаемой инструкции к изделию.

        Прежде всего, не допустимо устанавливать запорные вентили между предохранительным устройством и входом в бойлер. Можно конечно сказать, что ничего страшного он всегда будет открыт. Но не исключено, что кто-то из ваших гостей случайно закроет этот вентиль, перекрывая тем самым доступ к сбросу излишек воды при случайных повышениях давления. Что может произойти при этом указано выше.

        Для перекрытия подачи воды запорный кран можно устанавливать непосредственно перед предохранительным клапаном для водонагревателя. Для сброса воды используют прозрачную пластиковую трубку, которую крепят к штуцеру с помощью хомута. Другой конец трубочки направляют в канализационную систему. Можно конечно поставить ведро для сбора воды, но этой емкости хватит лишь для сбора жидкости при подкапывании. При аварийном сбросе этой емкости может не хватить.

        Подсоединение трубопровода от водопровода к предохранительному устройству можно производить гибким армированным шлангом, или с помощью полипропиленовых труб. Поскольку давление в водопроводной сети может без всякой причины повышаться, то можно установить редуктор, ограничивающий колебания напора воды.

        Неплохо также установить в систему фильтр для очистки воды от загрязнений. Грязь попадая в бойлер оседает на тэнах и снижает их нагревательную способность. При замене предохранительного клапана, или его ремонте необходимо полностью сливать воду из нагревателя.

        Для таких случаев между гидроклапаном и входом в бойлер устанавливают тройник. К тройнику подсоединяется запорный кран и трубопровод, который сливает воду в канализацию. При работе бойлера кран закрыт, а когда надо слить воду, то кран открывают и вода сливается. Такое же устройство устанавливается и на выходе горячей воды. Для защиты от не санкционированного открытия крана, лучше снять рукоятку и хранить ее отдельно.

        Другие виды предохранительных устройств

        В состав комплекта нового бойлера всегда входит фирменный предохранительный клапан. Но если во время эксплуатации вышел из строя предохранительный элемент, или при перестановке водонагревателя на другое место вы его повредили, то тогда необходимо установить новый. Только в этом случае нельзя устанавливать какой то другой тип устройства. Ниже указаны причины по которым применять другие гидроклапаны не рекомендуется.

        Клапан сброса избыточного давления. Данное предохранительное устройство размещается в трубопроводных системах для предотвращения разрушения при резком скачке давления. По своим защитным функциям он похож на гидроклапан, устанавливаемый на водонагреватель, но алгоритм действия у него совсем другой.

        Принцип работы его основан на том, что он срабатывает только при аварийной ситуации системы, при этом осуществляется резкий сброс большого объема жидкости в сливную магистраль. Для постоянного выпуска небольших порций жидкости он не предназначен, и нормально работать на бойлере не будет.

        Кроме того штатный клапан водонагревателя имеет два назначения, он работает как обратный гидроклапан и как предохранительный. Поэтому если вы все таки рискнете поставить предохранительный клапан сброса давления, то вам в систему надо дополнительно устанавливать обратный клапан. И это еще не все, при срабатывании устройства сброс большой порции воды будет происходить с шумом и вибрацией, что негативно скажется на сроке службы конструкции.

        Перепускной клапан для воды – устройство, которое поддерживает заданное давление в системе посредством постоянного сброса излишков воды в сливную магистраль. Его отличие от предохранительного в том, что рабочее давление поддерживается постоянно и слив производится непрерывно. Он схож по принципу действия с редуктором, только редуктор поддерживает постоянное давление после себя, а данный клапан перед собой.

        Если вы рискнете поставить его при монтаже, то, как и в первом случае, надо дополнительно ставить обратный клапан. Кроме того, чтобы поддерживать рабочее давление при наполнении, через него будет постоянно сбрасываться вода, что приведет к излишним затратам пользователя.

        Основные неисправности предохранительного и способы их устранения

        Предохранительное устройство водонагревателя-это тщательно отработанная конструкция у которой очень редко возникают дефекты. Причины могут быть разные: негерметичность обратного клапана, поломка пружины и постоянная течь воды из штуцера слива воды.

        Некоторые из этих причин не поддаются ремонту в домашних условиях, особенно если клапан не разборный. В этом случае надо просто купить новый клапан. Ниже мы разберем неисправности, которые можно устранить самому. Но это только в том случае, если гидроклапан можно разобрать.

        Первый случай, когда из штуцера слива воды постоянно течет вода. Тут все зависит от величины потока сброса воды. При нагреве водонагревателя небольшие утечки допускаются по нормам эксплуатации. Сброс воды может происходить и в том случае, если давление в водопроводной сети больше чем настройка, например гидроклапан отрегулирован на 6 Бар, а водопроводе 7 Бар. Чтобы устранить этот дефект надо на входе поставить водяной редуктор.

        Вода может течь и по причине засорения пружины или тарельчатого запорного элемента клапана. Проверить это можно следующим образом, надо несколько раз поднять и опустить рычаг устройства, при этом он работает как клапан сброса давления. После этого течь воды должна прекратиться и начаться только когда вы производите нагрев воды. Если же вода продолжает течь, то надо разобрать клапан прочистить и поставить на место, а если это не поможет, то заменить на новый.

        Другой случай если при нагреве до высокой температуры у вас совсем не капает вода из штуцера. Здесь может быть две причины, это засорение отверстия штуцера или неисправность предохранительной части. Если прочистка не помогла, то меняйте гидроклапан.

        Еще одна возможная причина отказа, это когда обратный клапан на водонагреватель не обеспечивает герметичность. В результате, когда в доме отключат воду, то из водонагревателя вытечет вся жидкость. Если есть автоматика, то это не опасно, просто без воды нагрев не будет происходить. А вот без автоматики при включении нагрева без воды тэны просто сгорят.

        Проверить этот дефект можно открутив рукав, который крепится снизу. Вода не течет, или чуть-чуть подкапывает, тогда все нормально. В случае, когда вода бежит сильной струей, надо полностью менять запорное устройство.

        Как выбрать новое изделие

        Необходимость покупки нового гидроклапана может возникнуть в следующих случаях:

        • вы покупаете бывший в употреблении бойлер без комплектующих устройств;
        • при переносе водонагревателя на другое место клапан потерялся;
        • клапан неисправен и его нельзя починить.

        Если сохранилась документация на устройство, то проблем по покупке нового нет. Главным критерием при подборе является давление настройки предохранительной части, которое указано в инструкции по эксплуатации. Такой параметр обычно указывается на корпуса в МПа, например 0,7 МПа, это 7 Бар или атмосфер. Осталось только подобрать изделие с подходящими размерами резьбы, чтобы они соответствовали резьбе на бойлере.

        В том случае, когда документации нет, и старый клапан отсутствует, то выбрать новый немножко сложнее. Прежде всего, надо попробовать найти в Интернете по обозначению устройства его технические данные. Если это не удалось сделать, может быть табличка с обозначением стерлась или отпала со временем, то лучше поставить гидроклапан с регулировкой на небольшое давление, например 0,8 МПа.

        Если этого недостаточно, и ваш клапан постоянно срабатывает и сбрасывает воду, не давая ей нагреться, то тут два выхода. Или уменьшите температуру нагрева, или поменяйте его с более высоким уровнем настройки. Как вариант в этом случае можно использовать перепускной клапан в комплекте с обратным. Он имеет ручную регулировку и с его помощью можно подобрать необходимые параметры рабочего давления.

        Видео описание

        Еще о предохранительном клапане в этом видео:

        Заключение

        Водонагреватель в жилом доме – это возможность в любое время неограниченно пользоваться горячей водой. Но не следует забывать о правилах безопасного монтажа и эксплуатации устройства. Необходимо регулярно следить, чтобы предохранительный клапан для бойлера был в рабочем состоянии, чтобы не было утечек на трубопроводах. И тогда вы сможете в течение долгого времени безопасно пользоваться данным прибором.

        Клапан предохранительный — все о типах, принципе работы и устройстве

        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:

        • Влияния наружных источников тепловой энергии.
        • Нарушения технологии использования подключенного оборудования, сбои в его работе.

        Проблемы при монтаже системы.

        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 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 «Правила безопасности для сосудов и установок давления»
        • Американский стандарт для сосудов под давлением «Boiler & Pressure Vessel Code».
        • ГОСТ «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.

        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.

Ссылка на основную публикацию