Предохранительный клапан для водонагревателя: устройство и принцип работы

Основные типы предохранительных клапанов и их применение

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

Принцип действия предохранительных клапанов

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

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

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

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

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

Применение предохранительных устройств

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

В зависимости от назначения они могут устанавливаться в следующих местах:

1. Горячее водоснабжение и отопление. Предохранительный клапан для системы отопления устанавливается на трубопроводах после подающего насоса. Так как горячая вода агрессивна, сброс должен направляться в безопасное место, обычно в канализацию. При больших расходах количество агрегатов может доходить до 2 и больше.
2. Фитинг сантехнический для водопровода холодной воды устанавливается в трубопроводах водоснабжения питьевой водой. Сброс производится непосредственно на землю.
3. Гидросистема. В качестве рабочей жидкости используются гидравлические масла. Гидросистема служит для привода рабочих механизмов: гидромоторов, гидроцилиндров. Предохранительный фитинг устанавливается на трубах, или может быть в составе насоса или гидрораспределителя. Сброс масла производится в сливную магистраль.
4. Трубопроводы газоснабжения. Повышение напора в трубах может привести к аварийной ситуации – это отрыв пламени от горелок, накапливание излишка газа и взрыв в помещении. Поэтому арматура устанавливается сразу после регулятора напора, а сброс производится в атмосферу.
5. Система воздушная, компрессоры. Защитное устройство устанавливается в корпусе компрессора, сброс происходит в атмосферу.

Виды защитных механизмов

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

Рассмотрим подробнее их устройство и принцип работы.

Клапан предохранительный пружинный

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

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

Защитный механизм рычажного типа

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

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

Клапан предохранительный мембранный

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

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

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

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

Установка и монтаж

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

1. На трубах, подходящих к защитному механизму, и трубопроводах сброса напора нельзя устанавливать запорную арматуру и фильтра.
2. Ось пружинного фитинга должна устанавливаться вертикально. К агрегату должен быть обеспечен свободный доступ для замены и регулировки.
3. Рычаг защитного механизма рычажного типа при установке должен располагаться горизонтально.
4. Перед фитингом для контроля напора необходимо установить манометр.
5. В зависимости от рабочей среды отводящая труба может быть направлена: в атмосферу для пара и газообразных неагрессивных сред. Для горячей воды слив должен быть направлен в специальную емкость, или обратно в систему. Если в трубах агрессивная среда, то сброс должен сливаться только в закрытый резервуар.
6. Длина трубы от оборудования до установки защитного агрегата должна быть минимальной. На этом участке не допускается подключение ответвлений для отбора рабочей среды.
7. Предохранительный клапан для системы отопления может устанавливаться в нескольких местах на трубопроводе, при этом расход рабочей среды через трубопровод должен быть на 1,25 раз больше, чем суммарный расход устанавливаемых устройств. *
8. Перед сдачей системы в эксплуатацию обязательно проверяют правильность настройки предохранительного клапана, а также его способность возврата в начальное положение и обеспечения герметичности.

Эксплуатация

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

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

Предохранительный клапан для водонагревателя: устройство и принцип работы

Сейчас мы с вами разберемся для чего нужен предохранительный клапан в водонагревателе и каков принцип его работы. Так же узнаем как правильно подобрать такой клапан и купить, затем установить (монтаж) и что делать, если он течет.

Устанавливая накопительный бойлер, обязательно нужно позаботиться о безопасности эксплуатации и приобрести предохранительный клапан, который оберегает устройство от скачков давления, и, в случае аварийного отключения воды, не позволяет ей вытекать из емкости. Что представляет собой предохранительный клапан? Почему эта деталь так необходима водонагревателю? Как ее выбрать и установить? Ответы на эти вопросы вы найдете в этой статье.

Предохранительный клапан для водонагревателя Thermex

Для чего нужен

Когда вода нагревается, она расширяется и увеличивается в объеме, а давление, соответственно, повышается. Если оно превысит уровень прочности бойлера, то он попросту взорвется. Для того, чтобы этого не произошло, устанавливается предохранительный клапан. Он не позволяет давлению внутри нагревателя подниматься выше нормы.

Помимо защиты от возможной аварии, клапан выполняет следующие функции:

• не позволяет тёплой воде возвращаться из бака в водопровод;
• защищает от гидроударов;
• если произойдет отключение водоснабжения, не нужно будет заново заполнять емкость водой.

Если вы думаете, что ваше устройство защитит терморегулятор, то вы заблуждаетесь. Они осуществляют контроль за степенью нагрева воды и не позволяют ей закипать. Однако, как и любой другой прибор, они могут выйти из строя, в результате чего, последствия будут необратимы. Поэтому не стоит рисковать.

Как устроен и работает

Говоря о предохранительном клапане для водонагревателя, лучше употреблять словосочетание «система клапанов», т.к. их в устройстве два.

Устройство предохранительного клапана бойлера

Находятся они в латунном или никелированном корпусе. Внизу корпуса установлен обратный клапан, который в момент понижения давления в системе, предотвращает отток воды из водонагревателя. В перпендикулярной ветви находится второй клапан, благодаря которому в момент повышения давления, часть воды выпускается через штуцер .

Как работает предохранительный клапан

1. Пока давление в норме, клапан закрыт и не позволяет жидкости вытекать наружу, как только оно становится равным давлению в водопроводе, пружина поджимает пластину к выступам корпуса и перекрывает поток воды.
2. Когда включен нагрев, температура воды постепенно увеличивается, вместе с ней повышается и давление.
3. Как только давление превышает силу пружины, открывается выход к штуцеру , через который сливается лишняя вода. Когда давление нормализуется, пружина закрывает проход и стекание воды приостанавливается.

Исходя из принципа функционирования, становится ясно, что вода из штуцера будет постоянно капать. Для отвода сливающейся жидкости, на патрубок нужно надеть трубку соответствующего диаметра и закрепить ее при помощи хомута. Давление, необходимое для нормальной работы водонагревателя — 6-10 Бар.

Трубка на штуцер должна быть прозрачной, чтобы вы могли контролировать процесс функционирования прибора.

Виды

Обычные предохранительные клапаны внешне схожи и отличаются лишь мелкими деталями, но именно они отвечают за практичность использования.

На рисунке представлены два предохранительных клапана со спускными рычагами. Они позволяют осуществлять проверку (нужно проводить ежемесячно) работоспособности устройства.

Предохранительные клапана для бойлера с возможностью принудительного сброса давления

Различие между двумя представленными модификациями заключается в том, что у образца на фото слева рычажок крепится при помощи винта, благодаря чему исключается возможность случайного открытия или полного сброса воды.

Еще одно несоответствие: форма штуцера. У образца слева штуцер продолговатый, нелинейной формы. На него легко надевается шланг и длины достаточно для установки хомута. А вот штуцер у правой модели — короткий, с расширением к концу. На такой экземпляр будет очень сложно натянуть хомут.

На следующем рисунке изображён сбросной клапан без флажка принудительного сброса давления. Модель слева в верхней части имеет резьбовую крышку. При необходимости ее можно открутить и очистить от всевозможных засорений.

Предохранительный клапан без возможности принудительного сброса давления

Образец справа — является худшим из вариантов, т.к. его нельзя обслуживать. Единственный плюс подобных моделей — низкая цена.

Приведенные выше модели подходят для водонагревателей, объем которых 50-60 литров. Для бойлеров большего объема подходят другие модели со встроенными дополнительными устройствами: шаровым краном или манометром , которые контролируют давление.

Предохранительный клапан для бойлеров большой ёмкости

В таких устройствах штуцер для сброса воды со штатной резьбой, поэтому крепление прочное. Подобные модели отличаются высоким качеством и надежностью, поэтому и стоят недешево.

Как выбрать

Осуществляя выбор предохранительного клапана для водонагревателя, уделяйте внимание таким компонентам:

• температура, на которую он рассчитан;
• резьбовые соединения (обычно это половина дюйма);
• давление;
• предусмотрена ли в конструкции ручка для принудительного слива.

Приобретая сбросной клапан, обязательно уточняйте его давление, т.к. это один из самых важных показателей. Если вы купите прибор с меньшей величиной — вам постоянно придется сталкиваться с проблемой протекания воды. Если с большей — то он может быть бесполезен и не защитит емкость от взрыва.

Понадобится и монтаж фильтра для воды, который обезопасит водонагреватель.

Монтаж

Перед тем, как начать монтаж предохранительного клапана для водонагревателя, обязательно слейте воду из устройства и отключите его.

Местом расположения устройства выступает вход холодной воды в бойлер. Процесс установки достаточно простой: ключом на 3-4 оборота с применением уплотнителей, вторым резьбовым концом клапан подсоединяется к водопроводной холодной системе.

Обязательно проверяйте направление поступающей воды — на корпусе клапана оно отмечено стрелкой.

В случае, если водопроводное давление постоянно скачет и часто превышает норму, то предварительно нужно установить водяной редуктор.

Время от времени из клапана подтекает вода. Это абсолютно нормальное явление, которое говорит о нормальной работе бойлера, однако не всем это нравится. В таком случае дренажный патрубок надо соединить с канализационной системой посредством гибкого прозрачного шланга, который позволит контролировать работоспособность устройства.

Установленный предохранительный клапан на водонагреватель

Некоторые обыватели не хотят, чтобы клапан был на виду и размещают его подальше от водонагревателя. Такие манипуляции вполне применимы, но при соблюдении двух важных условий:

• на расстоянии между клапаном и входом в бойлер нельзя монтировать запорные устройства;
• длинный вертикальный участок водопровода сам по себе увеличит давление на клапане и может произойти совсем не нужное подтекание.

Расстояние между клапаном и бойлером должно составлять не более 2 м.

Почему капает вода из крана

Капающая вода сигнализирует о неисправности детали, но даже если вода капает под большим напором, не стоит заранее паниковать. Это может быть спровоцировано несколькими причинами:

• плохо настроена жесткость пружины;
• давление в трубопроводе превышает норму.

В первом случае неисправность могла возникнуть из-за того, что установку осуществляли непрофессионалы. Многие обратные клапаны изготавливаются с учетом возможности менять заводские настройки жесткости пружины. Настраивать жесткость должен специалист. Если же настройки не менялись, то скорее всего пружина ослабла, в таком случае — целесообразно осуществить замену на новый.

Если же причина поломки кроется в повышенном давлении в трубопроводе, то перед тем, как устанавливать предохранительный клапан, рекомендуется установить редукционный.

При избыточном давлении в трубопроводе, вы можете установить редукционный клапан на входе в квартиру, так вы разом защитите все приборы в своем жилище.

На приобретение предохранительного клапана вы потратите совсем немного средств, а получите безопасность и долгий срок службы водонагревателя.

https://znatoktepla.ru/truby/osnovnye-tipy-predohranitelnyh-klapanov-i-ih-primenenie.html