Предохранительный клапан для систем отопления: что это такое?

Иногда возникают неприятные обстоятельства, когда система отопления дает сбой, и давление начинает колебаться. Если давление не регулировать, последствия могут быть опасными. Чтобы не допустить такого, отопительную систему и систему подачи горячей воды следует оснащать предохранительными клапанами. Компания «Проект РТИ» предлагает изготовление резиновых, резинотканевых мембран, диафрагм под заказ. Специалисты разработают конструкцию и смогут изготовить мембрану по образцу и в короткие сроки обеспечат вас необходимой продукцией.

Где устанавливается предохранительный клапан?

Чтобы ответить на данный вопрос, надо вначале разобраться, для чего он служит. Цель установки этого нехитрого устройства – для защиты систем отопления, недопущения повышенного давления теплоносителя в них. Таковое может возникнуть в результате перегрева воды в котле, особенно это касается агрегатов, сжигающих твердое топливо. Когда теплоноситель в котловом баке закипает и начинается парообразование, за этим следует скачок давления в системе. 

От всех этих неприятностей может защитить один небольшой клапан простой конструкции. Исходя из того, что рост давления до критического предела возникает в котле, предохранительный клапан необходимо ставить как можно ближе к нему, на подающем трубопроводе. Некоторые производители котельного оборудования комплектуют свои изделия так называемой группой безопасности, в которую входит сбросной клапан, манометр и автоматический воздухоотводчик. Группа вмонтирована прямо в водяную рубашку агрегата.

Необходимо отметить, что предохранительные клапаны для отопления используется в схемах далеко не всегда. Например, когда источником тепла в доме является газовый или электрический котел, то сбросное устройство не требуется. Причина в наличии автоматики безопасности в этих видах теплогенераторов и отсутствие какой-либо инерции. То есть, при достижении установленной температуры теплоносителя газовая горелка или электрический элемент отключаются и нагрев прекращается практически сразу.

Другое дело – твердотопливный котел или печь с водяным контуром, здесь установка предохранительного клапана обязательна. Когда дрова в топке разгорелись и вода в сети достигла требуемой температуры, нужно уменьшить ее нагрев. Закрывается доступ воздуха в камеру сгорания и пламя затухает, но раскаленная топка по инерции продолжает нагонять температуру. Если процесс идет около предельных значений (температура 90—95 ºС), то парообразование в такие моменты неизбежно.

Как уже говорилось выше, за вскипанием следует рост давления, предотвратить который может предохранительный клапан системы отопления. Он автоматически откроет путь наружу для образовавшегося пара и выпустит его, тем самым понизив давление до нормального. Затем устройство самостоятельно закроется и будет снова находиться в дежурном режиме.

Предохранительная разрывная мембрана

Предохранительные разрывные мембраны могут закрепляться как во фланцевых соединениях, так и в специальных плоских, линзовых или конических державках. Предохранительные разрывные мембраны представляют собой тонкий сферический диск, зажатый между двумя фланцами.  

Мембраны со сплошным куполом рекомендуется применять при возможности резкого повышения давления или взрыва среды в аппарате; при требовании повышенной герметичности аппарата; при рабочих средах, склонных к полимеризации, осаждению, кристаллизации.  

Разрывные мембраны постовых водяных затворов и на корпусе генератора при повреждении должны меняться на исправные.  

Предохранительные разрывные мембраны постовых водяных затворов и на корпусе генератора при повреждении должны меняться на исправные. Смена мембран водяных затворов должна производиться при отключенной подаче газа в затвор, а смена мембраны на корпусе генератора — после разложения загруженного карбида кальция. После замены мембраны затворы проверяются на газонепроницаемость мыльной эмульсией.  

Фольга на предохранительных разрывных мембранах должна быть оловянной, алюминиевой, свинцовой, но не медной и не содержащей меди свыше 70 %; она не должна взаимодействовать с ацетиленом, гидратом окиси кальция и водой, а также пропускать газ.  

Ввиду большой скорости детонации и быстрого повышения давления предохранительные разрывные мембраны не могут задержать развитие детонации. Защитное действие разрывных мембран ограничено и при дефлаграционном распаде, однако они могут оказаться полезными в реакторах, где ацетилен взаимодействует с другими реагентами в жидкой фазе.  

В тех случаях, когда необходимо изолировать от агрессивной среды рабочую поверхность предохранительных разрывных мембран, их изготовляют многослойными ( двух — или трехслойными) с защитными покрытиями и диафрагмами.  

Диафрагменные электролизеры с закрепляемой крышкой, сушильные башни и холодильники смешения отделения осушки хлора должны иметь предохранительные разрывные мембраны.  

Для обеспечения безопасности генератор высокого давления на случай взрыва в нем ацетилена должен снабжаться надежно действующими предохранительными клапанами или предохранительными разрывными мембранами.  

Труба 19 ведет к пружинному предохранительному клапану, установленному на предельное давление 0 6 ати; кроме того, танк снабжен предохранительной разрывной мембраной, рассчитанной на максимальное давление 1 5 — 2 ати. Указатель уровня жидкости наполняют четырехбромистым ацетиленом ( тетрабром-метан) в количестве около 250 г.

Трубки указателя уровня жидкости следует время от времени продувать. Во время эксплуатации танка необходимо предохранять всю его арматуру от попадания масла и жиров. Шпиндели всех вентилей во избежание примерзания следует часто проворачивать и не открывать вентили до отказа. Раз в три года танк вскрывают, люк шара распаивают и шар подвергают внутреннему осмотру и тщательной очистке. После запаивания люка шар и всю коммуникацию испытывают на герметичность пневматическим давлением на 1 ати.  

Предотвращение попадания в газовую магистраль кислорода (например, при закупорке мундштука) достигнуто установкой шарикового обратного клапана, а сброс взрывного давления в атмосферу — установкой предохранительной разрывной мембраны.  

При повышении давления фтор, предварительно разбавленный воздухом, сбрасывают в вентиляционную систему. На резервуарах монтируют предохранительные разрывные мембраны. Обычно устанавливают три мембраны из монель-металла, из которых первая защищает среднюю от паров фтора, а третья — от атмосферной коррозии.  

Различия в конструкциях

Устройство различных предохранительных клапанов может различаться. Так, большая часть арматуры выпускается с одним седлом. Можно встретить и конструкции, в которых два седла (и два штока с пружинами) установлены рядом.

По отношению высоты подъема запорного элемента к его диаметру различают:

• малого подъема: до 1/20;
• среднего подъема: до 1/4;
• полного подъема: свыше 1/4.

Чем выше степень подъема, тем быстрее срабатывает устройство. Малоподъемные модели применяются для жидкостей, там, где не требуется сбрасывать большие объемы для снижения давления до нормального. В них высота подъема пропорциональна напору среды. Полноподъемные называют также двухпозиционными. Они имеют два положения: «Открыто» и «Закрыто» и предназначены для:

• жидкостных систем высокого давления;
• газов.

Такая конструкция позволяет быстро сбросить значительный объем газа или жидкости и применяется в особо ответственных установках и технологических комплексах.

Самые серьезные конструктивные различия наблюдаются в способах приложения нагружающей силы к запорному органу.

Пружинные клапаны

Наиболее распространены в бытовых системах- водонагревательных, водопроводных, отопительных. Золотник прижимается к седлу силой сжатой пружины. Изменяя степень предварительного сжатия пружины регулировочным винтом, можно настраивать ее на разные предельные значения. Многие модели снабжаются рычагом принудительного ручного открытия затвора для того, чтобы время от времени проверять работоспособность. Для устройств, работающих в опасных и вредных для здоровья средах, ручная контрольная продувка не предусматривается. Пружины, седла и камера устройств, работающих в агрессивных жидкостях и газах, покрывается специальными антикоррозийными покрытиями.

Шток, проходящий через корпус, уплотняется двойным сальником из особо стойких материалов (специальные сорта резины, фторопласт), исключающим в нормальных условиях проникновение агрессивных веществ в помещение.

Рычажно-грузовые клапаны

Такие конструкции для противодействия силе напора используют силу земного притяжения. Они могут монтироваться только в строго определенном производителем положении относительно горизонта и не допущены к применению на транспортных средствах и других подвижных объектах. Вес груза передается через рычаг штоку золотника, уравновешивая его до тех пор, пока давление в трубопроводе ниже порогового.

Чтобы избавиться от этих эффектов, и применяют двухседельные клапаны, каждый из которых невелик по габаритам и весу. Регулировка таких устройств проводится добавлением или удалением части груза, размещенного на рычаге. Они отличаются стабильностью параметров работы и отсутствием эффекта старения пружин, снижающих их упругость.

Магнито-пружинные клапаны

Современные конструкции относятся к изделиям непрямого действия. Запорный элемент приводится в действие соленоидом. В нормальном положении электромагнит прижимает его к седлу, а по достижении предельного напора автоматика управления отключает напряжение на катушке индуктивности. Давление среды отжимает золотник и затвор открывается.

В другой конструкции прижатие осуществляется мощной пружиной, а по достижении порогового значения напора управляющая команда включает соленоид, и он поднимает клапан.

Существует исполнение, в котором соленоид и прижимает золотник, и отжимает его под действием противоположно приложенного напряжения. В случае отключения питания устройство продолжает работать как обычное пружинное.

Главное преимущество магнитных устройств — для задания порогового значения нет необходимости в физическом доступе к арматуре. Порог можно изменить в настройках программы управления в зависимости от текущей ситуации или особенности данной стадии технологического процесса.

Такие конструкции стоят существенно дороже своих механических аналогов, но многократно окупают себя в сложных промышленных установках с большим чистом параметров и влияющих друг на друга элементов.

Правила монтажа и настройки

Запланировав самостоятельный монтаж предохранительного клапана для отопления, следует заранее подготовить набор инструментов. В работе не обойтись без разводных и гаечных ключей, крестовой отвертки, пассатижей, рулетки, силиконового герметика.

Прежде чем начать работу, нужно определить подходящее для монтажа место. Предохранительный клапан рекомендуют крепить на подающем трубопроводе недалеко от выходного патрубка котла. Оптимальное расстояние между элементами – 200-300 мм.

Все компактные бытовые предохранители оснащены резьбой. Чтобы добиться полной герметичности при накручивании, необходимо уплотнить трубу паклей или силиконом. ФУМ-ленту использовать нежелательно, так как она не всегда выдерживает критически высокую температуру

В нормативной документации, которой комплектуется каждый прибор, процесс монтажа обычно расписан пошагово.

Некоторые ключевые правила установки неизменны для всех типов клапанов:

• если предохранитель монтируется не в составе группы безопасности, рядом с ним ставится манометр;
• в пружинных клапанах ось пружины должна иметь строго вертикальное положение и располагаться под корпусом устройства;
• в рычажно-грузовом оборудовании рычаг размещают горизонтально;
• на участке трубопровода между отопительным оборудованием и предохранителем не допускается монтаж обратных клапанов, кранов, задвижек, циркуляционного насоса;
• для предотвращения повреждений корпуса при вращении клапана, нужно подбираться ключом с той стороны, где осуществляется навинчивание;
• сливная трубка, отводящая теплоноситель в канализационную сеть или обратную трубу, подключается к выходному патрубку клапана;
• выходной патрубок подводится к канализации не прямиком, а с включением воронки или приямка;
• в системах, где циркуляция жидкости происходит по естественной схеме, предохранительный клапан ставится в наивысшей точке.

Условный диаметр прибора подбирается на основании разработанных и утвержденных Гостехнадзором методик. В решении этого вопроса разумнее обращаться за помощью к профессионалам.

Если такой возможности нет, можно попробовать воспользоваться специализированными онлайн-программами для расчета.

Для снижения гидравлических потерь во время давления среды на тарелку клапана монтаж аварийного оборудования выполняется с уклоном к котельной установке

На регулировку клапана влияет вид прижимной конструкции. В пружинных приспособлениях есть колпачок. Предварительное сжатие пружины настраивается путем его вращения. Точность регулировки у этих изделий высокая: +/- 0,2 атм.

В рычажных устройствах настройки выполняются посредством наращивания массы или передвижения груза.

После 7-8 срабатываний в установленном аварийном устройстве изнашивается пружина и тарелка, вследствие чего может нарушиться герметичность. В таком случае целесообразно заменить клапан на новый.