Клапан сброса избыточного давления: виды, устройство, принцип работы и монтаж аварийного клапана для воды

Как работают

Принцип работы у нашего аппарата очень простой.

Клапан избыточного давления работает по принципу определения гидродинамического показателя давления и его сброса до заданного значения.

Это можно описать так.

Шток с мембраной, расположенный в металлическом корпусе, закреплен пружиной в определенном положении.
Когда давление повышается, сжимается пружина.
Поднимается мембрана, и порция ГОТВ выходит из трубы.
После того, как давление нормализуется, пружина разжимается.
Мембрана опускается вниз, закрывая сбросный патрубок.
Контроль избыточного огнетушащего состава в трубопроводе может быть автоматическим или механическим.

Назначение и принцип работы устройства

Обратный поток в трубопроводных системах может возникнуть по разным причинам. Если речь идет о жидких средах, такой причиной может стать отключение насоса, а в случае с вентиляцией – неправильная установка вытяжной трубы или малое количество поступающего воздуха. Что бы ни послужило причиной возникновения обратного потока рабочей среды в трубопроводной системе, такое явление крайне нежелательно, так как оно может привести не только к некорректной работе элементов такой системы, но и к их выходу из строя.

Чтобы предотвратить образование в трубопроводной системе обратного потока, как уже говорилось выше, на нее устанавливают обратные клапаны, которые могут отличаться как своим внешним видом и габаритами, так и конструктивным исполнением. Основная функция такого устройства, устанавливаемого на трубопроводах, по которым транспортируются жидкие и газообразные среды, состоит в том, чтобы пропускать рабочий поток в одну сторону и блокировать его движение в тот момент, когда он начинает двигаться в обратном направлении.

Устройство шарового обратного клапана

Конструкцию обратных клапанов вне зависимости от их типа составляют следующие элементы:

корпус, внутреннюю часть которого образуют два сообщающихся цилиндра;
запорный элемент, в качестве которого может выступать шар, створка или цилиндрический золотник;
пружина, обеспечивающая прижатие запорного элемента к посадочному месту, расположенному на выходе из пропускного отверстия клапана.

Принцип действия обратного клапана достаточно прост и заключается в следующем.

После того как поток рабочей среды, поступающий в клапан, достигнет требуемого давления, пружина, прижимающая запорный элемент, отжимается, давая возможность газу или жидкости свободно проходить через внутреннюю полость устройства.
Если давление потока рабочей среды в трубопроводе падает, то пружина возвращает запорный элемент в закрытое состояние, перекрывая движение потока в обратном направлении.

Тарельчатый обратный клапан в разобранном виде

На современном рынке предлагается множество обратных клапанов различных типов, что позволяет подбирать такие устройства для решения определенных целей. Между тем многие домашние умельцы, руководствуясь естественным желанием сэкономить, изготавливают обратные клапаны своими руками и делятся чертежами и схемами своих самоделок в интернете.

Разновидности клапанов сброса избыточного давления

По способу прижатия запорного элемента к седлу устройства подразделяются на следующие виды:

Пружинные. Сила упругой деформации металла пружины удерживает затвор в закрытом состоянии. Она подбирается таким образом, чтобы напор, превышающий заданный уровень, отжимал запорный элемент от седла. Пружинные модели выпускаются как на постоянное давление срабатывания, так и с возможностью его регулировки. Для этого в конструкцию добавляют регулировочный винт, предварительно сжимающий или ослабляющий пружину. В ходе эксплуатации пружина понемногу теряет свою упругость, и значение срабатывания может измениться.
Рычажно грузовые. Для прижатия используется сила земного притяжения, воздействующая на груз, подвешенный на конце рычага. Такая система обладает широкими возможностями для регулировки значения срабатывания. Для его увеличения груз передвигают к концу рычага, для уменьшения- ближе к корпусу. Кроме возможностей для точной регулировки, эта конструкция обладает еще одним достоинством: стабильностью значения давления сброса на длительных промежутках времени. Рычажные устройства отличаются большими габаритами и массой. Они применяются в качестве предохранительного клапана для компрессоров большой производительности, установленных стационарно.
Электромагнитные. В этих передовых устройствах для прижатия запорного элемента используется электромагнитный привод- соленоид. Такие устройства работают в качестве исполнительного элемента централизованной автоматизированной системы управления. Датчик давления может размещаться рядом с затвором, а можем находиться в совсем другой части системы. Большинство из них снабжаются дополнительно рабочей пружиной. При пропадании электропитания или связи с управляющей системой клапан сброса превращается в обычный механический.

По способу присоединения арматура сброса делится на следующие типы:

Резьбовые. Наиболее распространяемый тип для устройств сброса малого давления. Легки в монтаже и демонтаже даже для неподготовленного персонала- для этого достаточно гаечного ключа. Чаще всего используются как аварийный клапан мобильного компрессора небольшой мощности.
Фланцевые. Сложнее в монтаже и дороже, обеспечивают высокую герметичность. применяются в системах среднего и высокого давления.
Сварные. Обеспечивают максимальную герметичность и надежность. Сложны в монтаже/демонтаже, требуется специальное оборудование и подготовленный персонал.

По материалу, из которого изготовлено устройство, различают:

Стальные. Обладают высокой прочностью и большим ресурсом. Выдерживают большое давление.
Латунные. Отличаются высокой коррозионной стойкостью и большим ресурсом.
Пластмассовые. Дешевы, но рассчитаны на невысокие значения напора.

Установка на водонагреватель

Выбор нужной модели

Обычно бойлеры продаются уже с предохранительным клапаном, определенного параметра. Если клапан отсутствует, то его приходится приобрести самостоятельно. Примерная цена на предохранительное устройство — 250–450 рублей.

При покупке клапана для водонагревателя обращают внимание на резьбовую часть. Если с ней все в порядке, то стоит обратить внимание на какое рабочее давление рассчитан клапан

Эту величину можно узнать, заглянув в техпаспорт на оборудование. Если она ниже положенного уровня давления, то из предохранительного устройства будет постоянно течь вода. Клапан с уровнем давления выше положенного в критической ситуации может не спасти от перегрева бойлера.

Правильная установка

Прежде чем установить прибор, бойлер следует отключить, а воду слить.
Предохранительное устройство ставится на входе холодной воды в нагреватель. Для установки используется уплотнитель: фумлента или пакля. С другой стороны, устройство присоединяется к водопроводу с холодной водой.
Если известно, что водопроводная система подвержена перепадам давления, то в этом случае до клапана разумно будет поставить водный редуктор.
Из крана время от времени может капать вода — это вполне нормальное явление, хотя оно может раздражать некоторых людей. Является показателем работоспособности прибора. Вообще, неплохо соединить дренажный патрубок и систему канализации гибким прозрачным шлангом, чтобы оценивать работу прибора.

Некоторые пользователи стараются скрыть предохранительный клапан для водонагревателя и разместить его как можно дальше от нагревателя.

Такой подход не возбраняется если будут соблюдены два условия:

Запрещается устанавливать запорные устройства любых видов между входом в бойлер и предохранительным устройством.
Разносить бойлер и клапан на расстояние более двух метров возбраняется.

Если имеет место обильно подтекание воды через дренажный патрубок до сильного нагревания воды, то это говорит о слишком высоком давлении в водопроводной системе. Такое бывает редко. В этом случае стоит установить редуктор.

В то же время не мешает проверить, может приобретенный клапан имеет низкий показатель давления и не соответствует модели нагревателя. Если же он в норме, то стоит проверить пружину — возможно, она слега «подсела», и ее необходимо заменить.

Следует насторожиться, если при максимальных показателях нагрева клапан остается сухим. В этом случаем с большой долей уверенности можно говорить о его неисправности. Не стоит играть в «русскую рулетку», лучше приобрести новый прибор.

Разновидности групп безопасности и принцип выбора подходящей модели

Стандартный предохранительный клапан для бойлера по исполнению может отличаться несколькими особенностями конструкции. Эти нюансы не изменяют функциональность устройства, а лишь упрощают использование и обслуживание. Чтобы правильно выбрать узел безопасности надо знать, какие бывают предохранительные клапаны для бойлеров и чем они отличаются.

Рычажные модели

Самый распространенный тип стандартного узла безопасности – модель с рычажком. Такой механизм можно привести в действие вручную, что удобно при проверке или сливе воды из бака бойлера. Делают это так:

горизонтально расположенный рычаг устанавливают вертикально;
прямое соединение со штоком приводит в действие пружинный механизм;
пластинка предохранительного клапана принудительно открывает отверстие и из штуцера начинает течь вода.

Даже если не требуется полное опустошение бака, контрольный слив выполняют ежемесячно для проверки работоспособности узла безопасности.

Различаются изделия конструкцией рычажка и штуцером для сброса воды. Если имеется возможность, то лучше выбрать модель с зафиксированным к корпусу флажком. Крепление выполнено болтом, препятствующим ручное открывание рычажка детьми. Изделие имеет удобную форму штуцера в виде елочки с тремя нарезками, что обеспечивает надежную фиксацию шланга.

Более дешевая модель не имеет фиксации флажка. Рычажок можно случайно зацепить рукой и начнется ненужный слив воды. Штуцер короткий, всего с одним кольцом нарезки. Фиксировать шланг на такой выступ неудобно и при сильном давлении его может сорвать.

Модели без рычага

Предохранительные клапана без рычага – самый дешевый и неудобный вариант. Такие модели часто идут комплектом с водонагревателем. Опытные сантехники их просто выбрасывают. Работают узлы аналогично рычажным моделям, только нет возможности вручную выполнять контрольный слив или опустошение бака бойлера.

Модели без рычага бывают двух исполнений: с крышкой на конце корпуса и глухие. Первый вариант более удобен. При засорении крышку можно открутить для очистки механизма. Глухую модель нельзя проверить на работоспособность и очистить от накипи. Штуцера сброса жидкости у обоих клапанов короткие с одним кольцом нарезки.

Узлы безопасности для больших водонагревателей

На водонагреватели с объемом накопительного бака от 100 л ставят усовершенствованные предохранительные клапана. Работают они аналогичным образом, только дополнительно комплектуются шаровым краном для принудительного слива, а также манометром.

Особое внимание стоит обратить на штуцер отвода жидкости. Он резьбовой

Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом

Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом.

Модели оригинального исполнения

Для любителей эстетики и комфорта производители предлагают узлы безопасности в оригинальном исполнении. Изделие комплектуют манометром, наносят хромированное покрытие, придают элегантную форму. Выглядят изделия красиво, но стоимость их высокая.

Различие по маркировке корпуса

Качественные изделия на корпусе обязательно имеют маркировку. Производитель указывает максимально допустимое давление, а также направление движения воды. Вторая маркировка – это стрелка. Она помогает определить, какой стороной поставить деталь на патрубок бойлера.

На дешевых китайских моделях маркировка часто отсутствует. С направлением жидкости без стрелки разобраться можно. Пластинка обратного клапана должна открываться вверх по отношению к патрубку бойлера, чтобы внутрь бака поступала вода из водопровода. А вот с допустимым давлением без маркировки определиться не получится. При несоответствии показателя узел безопасности постоянно будет течь или, вообще, не сработает в аварийной ситуации.

Другие типы клапанов

Когда пытаются сэкономить на группе безопасности, на водонагреватель пытаются установить подрывной клапан, предназначенный для системы отопления. По функциональности узлы схожи, но есть один нюанс. Подрывной клапан не способен понемногу стравливать жидкость. Механизм сработает, когда избыток давления достигнет критической отметки. Подрывным клапаном можно только стравить всю воду из бака при аварии.

Отдельно стоит рассмотреть установку только обратного клапана. Механизм этого узла наоборот запирает воду внутри бака, не давая ей стечь в трубопровод. При избытке давления рабочая пластина со штоком не способна сработать в обратную сторону, что приведет к разрыву бака.

Установка предохранительного клапана

Предохранительный клапан на отопление будет качественно выполнять свою защитную функцию только в том случае, если он правильно установлен.

Правила установки устройства в систему отопления:

Устанавливать предохранительное устройство следует сразу после котла, а именно на подающей трубе. Для этого врезаются в систему отопления два устройства, и получается дублирующая конструкция.
Если кран устанавливается в системе горячего водоснабжения, то монтаж следует проводить на трубе выхода горячей воды. А именно вверху возле бойлера.
Не рекомендуется устанавливать какие-либо запорно-регулирующие краны между трубой и предохранительным клапаном. А также не следует после предохранительного устройства устанавливать трубу меньшего диаметра.
Нужно установить сбросные патрубки, они присоединяются к трубопроводу достаточного диаметра. Сбросные патрубки следует выводить, например, в канализацию. Но на этой линии трубопровода не устанавливается запорная арматура.

Проверка работы сбросного клапана должна проводиться постоянно. Это делается с помощью принудительного открытия этого устройства. А регулировка и проверка давления осуществляется раз в год перед отопительным сезоном.

Рис. 3 Сбросной мембранный клапан

Есть несколько видов предохранительного клапана:

Муфтовые предохранители, изготовлены из латуни. Этот вид является прямоточным, то есть открывается силой давления. Это дешевый вариант, но достаточно надежный. И имеет простую конструкцию: резьба с двух сторон, и шток с прокладкой.
Латунный предохранитель с более сложной конструкцией. Монтировать такой клапан в систему отопления следует после циркуляционного насоса. Пружина и шток в этой конструкции выполнены из нержавеющей стали. Это предохранительное устройство может выдержать температурный режим до 1200С.
Обратные клапаны — это вид предохранительных устройств, который не должен допустить противоток теплоносителя в системе отопления, если там падает давление.

Также есть 2 основных вида:

Подпружинные – сила давления воздействует на упругость пружины;
Беспружинные – это клапаны, в которых возврат осуществляется под воздействием собственной массы.

Разновидности перепускных клапанов

При схожести принципа действия и рабочих характеристик устройства имеют дополнительные различия.

Способ присоединения

На магистралях малого диаметра (до 150 мм) входные и выходные патрубки обычно выполняются под резьбовое соединение. Варианты – внешняя или внутренняя резьба патрубка. На трубопроводах большого сечения используется подключение методом сварки или с применением фланцевых соединений.

Направление потока

Вентиль, устанавливаемый в основном потоке, обычно имеет угловую форму для подключения отводящего контура. Клапана, включаемые в байпасную магистраль, могут быть и прямоточными.

Активный элемент

Обычно перекрытие выходного отверстия осуществляется затвором или заслонкой. Но в некоторых конструкциях запорным элементом является диафрагма, соединенная со штоком. Применение диафрагменных вариантов рекомендуется в магистралях с рабочей средой, содержащей помимо жидкости или газа твердые частицы.

Механизм действия

Различие в способе воздействия на запорный элемент обусловило появление двух типов вентилей.

Прямого действия. Простое механическое устройство, в котором теплоноситель непосредственно воздействует на активный элемент клапана. Недорогие и сравнительно простые в обслуживании.
С элементами непрямого воздействия. Фактически состоит из двух вентилей. Клапан малого диаметра работает как датчик давления и при срабатывании управляет штоком главного затвора, который и открывает слив в обводной канал. Характеризуются более точной настройкой порога срабатывания.

Определение условного сечения и порога срабатывания

Определиться с сечением аварийного клапана просто — он должен быть не меньше чем диаметр трубы подачи. В противном случае работать как надо он не будет. При установке не в составе группы безопасности, отводок делаем с легким уклоном в сторону котла (можно и вертикально, но точно не в обратную сторону). Если разводка у вас дюймовая, такой же трубой делаем отвод, такого же сечения ставим подрывной клапан. С этим понятно.

Может идти в составе группы безопасности или устанавливаться отдельно

Порог срабатывания определяется исходя из рабочего давления системы. Для нормальной работы он должен быть на 20-30% выше. Если ваше отопление работает при 1,2 Бар, то срабатывать клапан сброса избыточного давления должен при 1,45-1,55 Бар.

Не всегда есть возможность найти аварийный клапан с нужной величиной срабатывания. Можно либо взять с близкими параметрами, либо найти регулируемый (на 1,5 Бара есть).

Разновидности групп безопасности и принцип выбора подходящей модели

Стандартный предохранительный клапан для бойлера по исполнению может отличаться несколькими особенностями конструкции. Эти нюансы не изменяют функциональность устройства, а лишь упрощают использование и обслуживание. Чтобы правильно выбрать узел безопасности надо знать, какие бывают предохранительные клапаны для бойлеров и чем они отличаются.