Как работает трехходовой клапан?
Трехходовой клапан — конструкция, применяемая для управления потоками рабочей среды. Получил свое название из-за наличия трех сечений или проходов, позволяющих регулировать направление потока среды.
Этот механизм является неотъемлемой частью многих инженерных систем и имеет широкий спектр применения.
Конструкция
Трехходовой клапан — элемент, применяемый для регулирования или переключения потока среды между тремя различными направлениями. Конструкция включает в себя следующие элементы:
- Корпус: внешняя оболочка, которая содержит внутренние компоненты. Изготавливается из различных материалов, таких как металл, пластик или композиты, в зависимости от условий эксплуатации;
- Заслонка: заслонка или дисковый элемент — основной рабочий механизм трехходового клапана. Может двигаться внутри корпуса для перекрытия или открытия разных каналов;
- Управление: для управления движением заслонки используются различные механизмы, такие как рукоятка, электрический привод или пневматический актуатор. Управление может быть ручным или автоматизированным;
- Уплотнения: устанавливаются вокруг заслонки и на соединительных частях корпуса, чтобы предотвратить утечки. Обеспечивают герметичность механизма при закрытии;
- Подключения: имеет три входа/выхода, обычно обозначаемых как «A», «B» и «C». Предназначаются для подключения каналов, по которым происходит переключение потока;
- Маркировка: конструкция часто сопровождается маркировкой или индикаторами, которые указывают направление потока при различных положениях заслонки.
Как работает
Принцип действия устройства выглядит следующим образом:
- Начальное положение: в начальном положении конструкция перекрывает один из выходов, а два других соединены с входом и выходом системы. Это позволяет среде свободно протекать от входа к выходу через открытое сечение.
- Переключение: путем поворота рукояти или управления с помощью привода, кран может быть переведен в другое положение, где перекроет текущий выход и откроет другой. Это изменяет направление потока среды.
- Регулировка: могут использоваться для регулирования интенсивности потока среды, изменяя положение клапана между двумя выходами. Это позволяет контролировать количество жидкости или газа, проходящего через сеть.
Материалы
Этот тип водозапорной арматуры изготавливают из разнообразных сплавов. Самые распространенные виды материалов:
- Углеродная сталь — при сравнительно невысокой цене обладает повышенной прочностью. Однако недостатком является низкая стойкость к коррозии.
- Нержавеющая сталь — сочетает прочностные характеристики и устойчивость к коррозии. Обладает широким диапазоном температурной устойчивости, однако стоимость значительно выше.
- Бронза и медь — антикоррозийные сплавы, обладают достаточной прочностью. Клапаны такого типа могут работать при температурах до 200C, что делает их пригодными для использования в домашних сетях без ограничений.
Разновидности
Существует два типа таких механизмов: разделительные и смесительные.
Во втором случае — смешение потоков с разными температурными показателями, в первом — разделение потока на два, но с одной температурой на входе и выходе.
Присоединяются краны с помощью:
- Муфт;
- Фланцев;
- Приварки;
- Штуцеров;
- Комбинированных способов.
Рабочие положения определяются формацией канала в затворе. Они бывают:
- L-образные;
- Т-образные.
Типы управления
У клапанов могут отличаться типы приводов — они могут быть гидравлическими, электромеханическими, пневматическими или ручными.
Электромеханический подразделяется на виды, самым популярным из которых считается обычный термостатический. Действует благодаря расширению жидкости с термоактивным компонентом в составе, что вызывает давление на шток. Это съемная конструкция, эксплуатируемая в изделиях, устанавливаемых в домашнем оборудовании.
Другая вариация — привод с термостатической головкой, оснащенной чувствительным к изменению температурного режима компонентом. Прибор дополняется выносным температурным датчиком, размещенным в трубопроводе, и к нему подключается капиллярная трубка.
Существует вид с электрическим приводом. Управление происходит при помощи контроллера, оборудованного термодатчиками и отправляющего команды на головной механизм.
Самым базовым видом управления является ручное. Здесь регулирование выполняется с помощью вращения пластиковой крышки, имеющей резьбу. Ее донышко взаимодействует с концом штока, путем завинчивания или отвинчивания перемещается золотник.
Наличие электро- или сервопривода позволяет программировать температуру, ориентируясь на время суток. Первоначально в комплектации крана нет привода — его покупают отдельно, учитывая особенности конкретной системы.
Зачем нужен
Трехходовые краны используются в различных сферах и приложениях:
- Отопление и вентиляция: эксплуатируются в системах отопления и вентиляции для регулировки потоков горячей и холодной воды или пара, чтобы поддерживать комфортную температуру.
- Кондиционирование: используются для управления потоком воздуха и поддержания заданной температуры.
- Промышленные процессы: применяются для смешивания различных сред, а также для регулировки потока сырья или продукции.
- Водоснабжение и канализация: используют в системах водоснабжения и канализации для управления потоком воды и обеспечения надежной работы.
- Химическая промышленность: для смешивания химических реагентов и регулирования химических процессов.
- Энергетика: применяют для управления потоком пара или горячей воды в котельных и тепловых электростанциях.
- Автомобильная промышленность: в автомобилях эксплуатируются для управления потоком топлива или охлаждающей жидкости.
- Пищевая промышленность: для смешивания ингредиентов в производстве продуктов питания.
Это лишь несколько примеров сфер применения трехходовых кранов, их использование может быть обнаружено в различных отраслях и приложениях, в зависимости от конкретных потребностей.
Как выбрать
При выборе подходящего механизма следует руководствоваться следующими рекомендациями:
- Отдать предпочтение изготовителям с авторитетом и репутацией. Часто на рынке можно наткнуться на низкокачественную запорную арматуру от малоизвестных компаний.
- Продукты из меди или латуни обладают более высокой степенью износостойкости.
- Ручное управление считается более надежным, но менее функциональным.
Ключевыми моментами являются технические параметры системы, в которую предполагается устанавливать клапан. Эти параметры включают в себя уровень давления, максимальную температуру теплоносителя в точке монтажа устройства, допустимое падение давления, и объемы воды, проходящей через кран.
Эффективность работы конструкции зависит от правильно подобранной проходимости. Для этого нужно сравнить производительность водопроводной системы с коэффициентом пропускной способности устройства, который обязательно указан на каждой модели.
Стоимость может сильно варьироваться в зависимости от фирмы-производителя.
Особенности монтажа
Во время установки трехходовых клапанов возникает много нюансов. От учета этих моментов зависит бесперебойное функционирование всей конструкции. К каждому клапану прилагается инструкция от изготовителя, соблюдение которой поможет избежать потенциальных проблем в будущем.
Нужно правильно установить элемент с самого начала, руководствуясь указаниями, обозначенными стрелками на корпусе. Эти стрелки показывают направление движения воды. Символ «А» указывает на прямое направление, «В» — на перпендикулярное или байпасное направление, «AB» — на объединенный вход или выход.
Перед началом работ следует подготовиться: перекрыть подачу среды к месту установки. Затем проверить трубопровод на наличие загрязнений, которые могут привести к повреждению уплотнительных прокладок.
Главное — выбрать такое место для монтажа, где будет легкий доступ к механизму. Возможно, в будущем потребуется проводить проверки или демонтаж, а для этого необходимо обеспечить свободное пространство.
Заключение
Трехходовой клапан — это важный и нужный элемент, который обеспечивает эффективное управление потоком среды в различных системах. Он широко применяется в разнообразных отраслях и играет ключевую роль в обеспечении надежной работы инженерных систем.
Надеемся, что данный текст был полезным и содержательным. Также рекомендуем ознакомиться со статьей нашего блога: “Применение регулирующих клапанов”.
0 комментариев
2023 © Вальвеко — Каталог водопроводной арматуры
г. Санкт-Петербург, ул. Софийская, д. 17 info@valveko.ru
Перепускной клапан и его роль в работе теплосети
Отопительные системы и водонагревательные приборы в ходе эксплуатации испытывают постоянные перепады давления и температур. Перегрев или резкое увеличение или падение напора рабочей среды может стать причиной поломки оборудования или узла трубопровода и даже коммунальной аварии. Чтобы сделать условия эксплуатации нагревательных приборов оптимальными и защитить теплосеть, используют устройства, позволяющие регулировать давление теплоносителя и поддерживать его на нужном уровне, – перепускные клапаны.
Для чего служит перепускной клапан в трубопроводе
Во время работы отопительной или водонагревательной систем объем рабочей среды может меняться. Повышение или снижение давления теплоносителя негативно сказывается на работоспособности теплового контура: может привести к неравномерному прогреву, завоздушиванию узлов системы, поломкам. Сказывается изменение напора рабочей среды и на комфорте: неконтролируемо меняется температура в помещениях, а трубы начинают гудеть и вибрировать. Чтобы этого не происходило, важно поддерживать баланс давления в трубопроводе.
Постоянно следить за давлением, стравливать или добавлять теплоноситель вручную несложно, но эту рутинную работу лучше доверить автоматике.
Существует несколько видов регулирующей арматуры, которая справляется с этой задачей лучше, чем человек.
Перепускной, или переливной, клапан позволяет стабилизировать давление в трубопроводе путем перенаправления рабочей среды через дополнительную ветку трубопровода, называемую байпасом.
Регуляция происходит не единоразовым или периодическим стравливанием излишка теплоносителя, а порционно, благодаря чему поддерживается напор жидкости или газа постоянно на одном уровне.
Обратите внимание! Перепускная арматура управляет давлением автоматически, не требует участия человека и, в отличие от ручной регулировки, не завоздушивает систему.
Устройством можно и нужно оснащать трубопроводы любой сложности, но больше всего в регулировке напора нуждаются:
- многоконтурные отопительные системы – в случае отключения одного из контуров уменьшается потребление теплоносителя и увеличивается давление, что может вызвать порывы трубопровода, перегрузить насос и теплогенерирующий прибор – чтобы этого избежать, нужно снизить давление и поддерживать его на нужном уровне;
- отопительные системы, оснащенные терморегуляторами, и системы горячего водоснабжения – при настройке температуры изменяется объем потребляемого теплоносителя, и нужно быстро восстановить баланс давления в контуре;
- системы водоснабжения, оснащенные водонагревателями накопительного типа – в бойлере и трубопроводе вода находится под высоким давлением, а так как от постоянной регулировки и частых включений-выключений воды рывками меняется объем подаваемой жидкости, то давление рабочей среды особенно важно регулировать, чтобы не произошло аварии и не сломался водонагреватель.
Рекомендуем ознакомиться: Труба полипропиленовая армированная стекловолокном — гарантия надежности
Принцип действия
Перепускной клапан в системе отопления устанавливают на байпас – дополнительную линию трубопровода, расположенную после насоса или разгонного коллектора и соединяющую подающую трубу с обратной.
Если бойлер является частью водной отопительной системы, то перепуск излишков воды может производиться также в обратном направлении, если же водонагреватель автономен, излишек сбрасывается в канализацию.
Устройство перепускной арматуры несложное:
- внутри металлического корпуса находится заслонка и соединенная с ней пружина;
- на внешней части корпуса может располагаться настроечная рукоятка, позволяющая установить предельное давление;
- дополнительно могут быть установлены датчики температуры и давления, узел подпитки и сброса теплоносителя.
При избыточном давлении заслонка давит на пружину, открывая пропускное отверстие в корпусе. Часть потока из линии подачи теплоносителя перенаправляется в линию отвода. В результате напор рабочей среды выравнивается до необходимого и поддерживается в этом состоянии.
Это важно! Чем больше давление жидкости или газа в трубах, тем сильнее сжимается пружина, тем шире открывается пропускное отверстие корпуса и больше теплоносителя перенаправляется в дополнительный контур.
Когда напор теплоносителя ослабевает, пружина разжимается и сдвигает заслонку обратно, перекрывая пропускное отверстие и прекращая подачу рабочей среды в дополнительный контур – давление в трубопроводе выравнивается.
Отличие от других регулировочных устройств
Нередко перепускной клапан путают с предохранительным и редукционным. Однако при общей схожести внешнего вида и функций, выполняемых этими устройствами, есть различия в механизме снижения давления и периодичности действия.
| Тип устройства | Механизм снижения давления | Периодичность действия |
|---|---|---|
| перепускной клапан | излишек рабочей среды отводится в дополнительную ветку трубопровода, регулируется давление жидкости или газа, проходящего по основной ветке, тогда как клапан стоит на дополнительной | постоянно, пока это необходимо |
| предохранительный клапан | излишек теплоносителя стравливается во внешнюю среду или канализацию путем открывания клапана | эпизодически при перепадах давления |
| редукционный клапан (редуктор давления) | устанавливается на основную ветку и регулирует напор рабочей среды путем уменьшения и увеличения своей пропускной способности, контролирует напор в части трубопровода, расположенной после устройства | постоянно |
Рекомендуем ознакомиться: Принцип работы и сферы применения клиновых задвижек
Клапан прямого и непрямого действия
Регулирующая давление арматура разделяется на устройства прямого и непрямого действия.
- Первый тип клапана имеет простую конструкцию: пружина приводится в движение затвором, на который напрямую давит теплоноситель. Такие устройства недороги, просты в эксплуатации, надежны, нечувствительны к загрязнениям, но не очень точны в настройках.
- Устройства непрямого действия, называемые также импульсными, имеют главный клапан с поршневым приводом, импульсный клапан меньшего сечения и датчик давления. При изменении давления малый клапан давит на поршень, который и приводит в движение главный клапан, регулирующий пропускную способность устройства. Таким образом, управление потоком происходит опосредованно, непрямым способом. Клапаны этого типа менее надежны в силу большего количества деталей, дороги, но точнее настраиваются.
Как выбрать клапан для бойлера и байпаса
В заводской комплектации бойлеры и байпасы либо оснащены самым простейшим перепускным клапаном, либо не имеют устройства для перенаправления потока.
В первом случае можно не вмешиваться в конструкцию водонагревателя или обводного элемента и устанавливать их в имеющемся виде.
Во втором случае необходимо приобрести и установить перепускные клапаны. Байпас без этого устройства будет только пропускать поток рабочей среды при отключении теплового контура, но давление регулировать не сможет. А бойлер, не оснащенный перепускным клапаном, подвержен перегреву и может сломаться, так как вода в нем будет закипать и превращаться в пар, еще больше увеличивая давление на трубы и сам тепловой агрегат.
Выбор устройства зависит от отопительного или водонагревательного прибора: используемого им топлива, максимально допустимого давления, указанного в технической документации.
Обратите внимание! Важно также учитывать собственные возможности по управлению процессом регулировки давления – есть ли навыки по настройке рабочих параметров перепускного клапана.
Цена изделия в данном вопросе может играть роль только при выборе между однотипными устройствами разных производителей.
Рекомендуем ознакомиться: Как выбрать, установить и правильно использовать клапан Маевского
Для разных видов нагревательных приборов требуются клапаны различной конструкции:
- Системы, работающие на электричестве, газе или дизельном топливе, нетребовательны – для регулировки давления в них достаточно простейшего перепускного клапана, не имеющего дополнительных элементов.
- Твердое топливо прекращает гореть не сразу, следовательно моментально отключить твердотопливный котел или плавно отрегулировать температуру нагревания невозможно. Поэтому в твердотопливных отопительных системах важно не только регулировать давление, но и охлаждать теплогенерирующий агрегат. На байпасы и бойлеры ставят перепускные клапаны, реагирующие как на повышение давления, так и на увеличение температуры теплоносителя. Такие устройства оснащены датчиком температуры, системой сброса и подпитки теплоносителя и соединяются с канализацией и системой холодного водоснабжения.
- Перепускной клапан с регулирующей рукоятью стоит устанавливать только если домовладелец уже умеет настраивать предельное давление. Пытаясь приобрести это умение на практике, можно сломать устройство, вызвать аварию или обжечься.
- Для тепловых контуров открытого типа перепускные клапаны не требуются – компенсационная емкость справляется с задачей регулировки давления и без них.
- Технические характеристики перепускного клапана должны соответствовать параметрам источника тепла: регулирующая арматура должна быть настроена на такое же предельное давление, как и теплогенерирующий прибор и иметь пропускную способность не ниже. Важно также соответствие размеров соединительных патрубков – при несоблюдении этого условия придется использовать для соединения фитинги, что сделает систему более уязвимой.
Технические характеристики
Каждый перепускной клапан характеризуется несколькими параметрами, которые тоже следует учитывать при выборе изделия:
| Наименование характеристики | Что обозначает |
|---|---|
| пропускная способность | объем теплоносителя, расходуемого в единицу времени при единичном давлении |
| номинальное давление | предельное избыточное давление рабочей среды, выдерживаемое при 200 градусах |
| номинальный диаметр | внутреннее сечение соединительных патрубков, может иметь незначительное отклонение от реального размера |
| настроечный диапазон | границы предельного давления, настраиваемого на клапане |
https://valveko.ru/blog/kak-rabotaet-trehhodovoj-klapan/