Предохранительный клапан сброса давления газа: разновидности устройств + ориентиры выбора

Как устанавливать и регулировать

В разветвленных сетях водоснабжения редукционная арматура ставится на входе в квартиру. Они позволяют компенсировать перепады напора, связанные с неравномерным расходом воды на разных этажах здания и стабилизировать напор для конечных потребителей.

При планировании и монтаже рекомендуется учитывать следующее:

• При отсутствии специальных предписаний изготовителя клапан монтируется в разрыве любой трубы, как вертикальной, так и горизонтальной.
• Если контрольные манометры не входят в конструкцию устройства, то их следует установить до редуктора и сразу после него. Это позволит визуально контролировать параметры на входе и исправность прибора.
• Если отрезок трубопровода, оснащенный редуктором, имеет строгие ограничения по максимальному давлению, то следом за редукционным предусматривают предохранительный клапан, сбрасывающий избыток давления в нестандартной ситуации.
• Если выбрана поршневая конструкция редуктора- перед ним обязательно должен стоять фильтр механической очистки. Он защитит высокоточные детали механизма от повреждения частичками ржавчины, песка и минеральных отложений.
• Если вода сильно загрязнена, например, в случае старой и изношенной водораспределительной сети, могут потребоваться дополнительные фильтры, снижающие минерализацию воды.
• При выборе типа присоединения на стороне низкого давления (до 5 атм) предпочтительным является резьбовой.

Фланцевые соединения более надежны, но в бытовой сети их преимущества проявляются слабо. Сварные соединения обладают максимальной надежностью, но низкой ремонтопригодностью. Для требующего периодического обслуживания и замены оборудования — это не лучший выбор.

Критерии выбора предохранительного сбросного клапана

Механизм прижима

Рычажно-грузовые предохранительные клапаны рассчитаны на большие нагрузки и диаметр трубы не менее 200 мм, поэтому используются в промышленных отопительных системах.

Для индивидуального отопления частного дома лучше приобрести устройство с пружинным механизмом, это стандартный, надежный и часто используемый вид сбросного клапана.

Высота подъема

Клапаны сброса давления имеют разную высоту подъема затвора:

1. Малоподъемная модель ПС-350.Малоподъемные. Высота затвора в малоподъемных клапанах не превышает 1/20 диаметра седла. Имеют относительно низкую пропускную способность и простую конструкцию. Применяются в магистралях с жидким теплоносителем. Как правило, малоподъемной предохранительной арматуры достаточно для системы отопления с водяным контуром мощностью до 40-43 кВт. Для предотвращения аварии в таких системах необходимо сбросить небольшой объем теплоносителя.

2. Полноподъемные. Высота затвора в полноподьемных клапанах больше или равна диаметру седла. Как правило, это рычажно-грузовые механизмы, более дорогие и сложные по конструкции. Полноподъемные клапаны имеют высокую пропускную способность, могут быть установлены на магистрали, в которых циркулируют газы, пар или сжатый воздух.

Полноподъемная модель PN 16.

Скорость срабатывания механизма

По скорости срабатывания предохранительные клапаны делятся на пропорциональные и двухпозиционные.

В отопительных системах частного дома лучше использовать пропорциональные клапаны, опять таки, их достаточно для большинства систем. Затворная крышка таких устройств открывается постепенно, пропорционально возрастанию давления в магистрали, соответственно и объем сбрасываемого теплоносителя возрастает пропорционально. В таких клапанах отсутствуют автоколебания, они поддерживают корректный уровень давления и стоят дешевле.

Двухпозиционная предохранительная арматура отличается моментальным подрывом и полным открытием клапана. Такой механизм позволяет быстро сбросить большие объемы теплоносителя, однако создает риск гидроудара: из-за быстрого сброса большого количества жидкого теплоносителя, в магистрали существенно снижается давление, после чего клапан резко закрывается. Поэтому двухпозиционную предохранительную арматуру рекомендуют устанавливать на магистрали со сжимаемой средой (воздух, газ, пар).

Диаметр

Диаметр предохранительного клапана сброса давления в системе отопления не должен быть меньше разъема подводящего патрубка. В противном случае, работе механизма будет мешать постоянное гидравлическое давление.

Производитель

Поскольку предохранительные клапаны имеют довольно простую конструкцию, а современные модели в большинстве случаев изготавливаются из латуни по одинаковой технологии, критических различий между арматурой различных производителей нет.

Почему подтекает аварийный клапан

В случае появления под предохранительным клапаном лужицы, надо проводить ревизию в системе. Если длительное время не обращать внимания на этот симптом, может даже взорваться котел. Так что сразу проверяем возможные причины:

• В расширительном баке слишком низкое давление и он не справляется с задачей. Проверяем давление в мембранном баке. Для этого в верхней части есть золотник, к нему подключаем манометр и смотрим показания. Должно быть на 0,2-0,5 Бар меньше , чем рабочее давление системы. Если слишком низкое, берем насос и через тот же золотник подкачиваем.
• В мембранном баке повредилась мембрана. Выход — меняем мембрану или ставим новый бачок.
• Мембранный бак меньшего размера, чем необходимо для системы (10% от объема системы). Если объем действительно мал, либо ставим второй бак, либо меняем на больший.
• Перегревается теплоноситель (закипает). Для решения проблемы необходимы схемные решения, требуется модернизация схемы. Более щадящий, но временный выход — снижение интенсивности горения.

Аварийный клапан засорился. Иногда на седле или резиновой прокладке появляются отложения. Это может быть принесенный потоком теплоносителя мусор, а может — это результат постоянных подтеканий. В первом варианте просто убираем мусор и ставим устройство на место. Во втором придется клапан заменить. Налет образуется когда сбрасывается немного жидкости и она засыхает, а это ненормальная работа системы (или клапана). Выход — замена. Если и новый подтекает, надо проверять все варианты по списку выше.
Неправильно выставленное давление сработки на клапане. В этом случае необходимо проверить, при каком давлении реально срабатывает ваше защитное устройство. Для этого можно понижая и повышая в системе давление, определить реальный порог срабатывания. Если модель регулируемая, подкорректировать установки. Если значение срабатывания фиксированное — придется покупать другое устройство.

Преимущества и недостатки

Сбросной клапан обладает рядом следующих преимуществ:

• исключает гидроудары, скачки давления;
• не допускают появление воздушных пробок в системе транспортировки жидких сред;
• простая конструкция, которую легко обслуживать и ремонтировать;
• относительно невысокая стоимость;
• возможность автоматического контроля и сброса давления;
• простая технология установки;
• неприхотливость к условиям эксплуатации;
• не требуют частого обслуживания.

Недостатки:

• наличие погрешности срабатывания;
• повышенный износ ответственных деталей;
• ограниченный срок эксплуатации.

Простая конструкция клапана

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

Виды предохранительных клапанов

Особых различий между множеством видов предохранительной арматуры для водонагревателя практически не существует.

Чаще всего их разделяют на три группы в зависимости от объема нагревательного аппарата.

1. Клапаны для бойлеров объемом не более 50 литров. В эту категорию входят стандартные клапаны одноразового использования. Они практически всегда являются неразборными и срок их службы совсем невелик. Но их дешевизна позволяет, без каких-либо трудностей, просто менять такие устройства раз в год.
2. Клапаны для бойлеров объемом не более 200 литров. Более серьезные устройства, которые профессионалы рекомендуют ставить даже на бойлеры объемом до 50 литров. Они состоят из нескольких клапанов различного назначения и дополнительной насадки для подвода канализации.
3. Клапаны для бойлеров объемом более 200 литров. Это серьезные устройства сложной комплектации, включающие в себя и редукционный клапан и устройство для слива воды и различные переходники. Чаще всего такая запорная арматура устанавливается на крупных промышленных нагревателях и редко ставится даже в крупных частных домах.

Кроме того, предохранительные клапаны могут различаться по наличию и работе дополнительных конструктивных элементов. Например – ручки спуска.

С помощью такой ручки проверяется работа клапана следующим образом:

1. Рычажок устанавливают вертикально.
2. Он тянет за собой пружину.
3. Пружина открывает ток воде.

Такую проверку нужно проводить как минимум один раз в пару месяцев. С помощью спускового рычага также проводится полный спуск воды из бака. До полного вытекания воды ручку нужно держать до полного стекания.

О высоком качестве приобретенного товара говорит нанесенная на него маркировка. Например, на корпусе должна быть выгравирована или нарисована стрелка, которая показывает направление тока жидкости. Также на корпусе должна быть нанесена информация о максимально допустимом давлении, которое способен выдержать клапан. Даже профессионалы не смогут отличить клапан на четыре и шесть бар, если информации об этом нет в сопроводительной документации. Конечно, такое устройство будет иметь более высокую стоимость, но в приоритете все-таки должно быть качество работы всей системы, а не ее цена.

Кроме вышеперечисленного, различия могут быть в форме и длине штуцера для вывода жидкости. Длинный нелинейный штуцер без расширения на конце будет удобнее, так как на него легче надеть шланг и закрепить его хомутом. Кроме того, иногда вместо предохранительного клапана на домашний бойлер ставят подрывной. Он предназначен для быстрого удаления воды в аварийной ситуации и с ним нельзя стравливать жидкость несколько раз. Хотя функциональность этих запоров во многом и схожа, один не сможет заменить другой.

Предохранительную арматуру для бойлера часто называют обратным клапаном, но на самом деле это совершенно другое устройство, хотя они внешне похожи. Обратный клапан отвечает за однонаправленный ток воды, а предохранительный защищает трубу и водонагреватель от разрушений при избыточном давлении. Установка обратного запорного устройства вместо предохранительного может причинить ущерб имуществу и здоровью жильцов. Устройство однонаправленного тока воды не сможет остановить нагрев жидкости выше точки кипения при отказе терморегулятора и не помешает взрыву внутри устройства, который разрушит не только бойлер, но и стены комнаты.

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.

Требования к выбору ПСК

Перед монтажом газовых коммуникаций готовится пакет документов, где подробно расписывают требования ко всем деталям трубопровода, в том числе и к сбросной арматуре.

К основным требованиям относят следующие:

• затвор клапана должен максимально открываться при давлении, установленным согласно нормативам;
• закрывание клапана производится автоматически только после регулировки давления до рабочего состояния (или ниже раб. параметров на 5%);
• в закрытом состоянии затвор должен обеспечивать 100-процентную герметичность сети.

Если одно из требований нарушено, давление в сети снизится или повысится до критических показателей, вследствие чего работа системы нарушится.

При выборе следует учитывать такие параметры, как способ присоединения, пропускная способность, диаметр, класс герметичности, назначение, а также изучить рекомендации производителя

Чтобы устройство выполняло свои функции и раньше срока не вышло из строя, необходимо не просто выбрать модель, соответствующую по характеристикам, а также правильно произвести монтаж, а затем четко соблюдать правила эксплуатации.

Несколько полезных подсказок:

1. Для регулировки ПСК потребуется расходомер (манометр), который обычно устанавливают рядом с клапаном.
2. Колпак устройства всегда направлен вверх, как и отводящие газовые патрубки, если они присутствуют в системе.
3. Движение газового потока должно соответствовать стрелке, нанесенной на корпус клапана.
4. Между ПСК и источником газа запорная арматура не устанавливается.
5. Необходимо следить за чистотой и исправностью всех предохранительных устройств.
6. Настройку рабочих параметров должны выполнять только представитель газовой службы.

Напоминаем, что для правильного функционирования всех предохранительных деталей и оборудование, и топливо должны отвечать требованиям нормативной документации.

Например, в ГОСТ 5542-2014 указаны характеристики рабочей среды – природного газа, в ГОСТ 9544-2015 – требования к арматуре, в ГОСТ 15150-69 – к климатической среде, в ГОСТ 6357-81 – к резьбе, в ГОСТ 33259-2015 – к фланцам.

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.

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

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).

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.

Назначение и принцип работы трехходовых предохранительных клапанов несколько отличается от других вариантов и вот ключевые их отличия:

• применение допустимо в низкотемпературных системах отопления для охлаждения носителя;

• есть возможность регулировать изделие вручную или с помощью электропривода;
• наличие одного входного и двух выходных отверстий;
• для регулировки потока есть специальная заслонка в виде шара или штока, который направляет его в нужное отверстие.

Такие клапаны чаще всего применяются в системах отопления, которые включают в себя «теплые полы». Таким способом вода для обогрева полов будет гораздо прохладнее, чем вода в радиаторе.

Для изготовления трехходовых предохранительных клапанов применяют:

• сталь;
• латунь;
• чугун.

Латунные конструкции наиболее распространены при установке домашних систем отопления, а стальные и чугунные больше характерны для более крупных установок промышленного назначения.

Также стоит обратить внимание да взрывной предохранительный клапан, который способен предотвратить взрыв горючих газов или угольной пыли. Они сделаны таким способом, что если вещество взрывается, то повреждается лишь мембрана конструкции, а трубопровод остается невредимым

Изделие такого типа работает в автоматическом режиме. В зависимости от давления, их различают несколько их видов:

• с давлением до 2 кПа;
• до 40 кПа;
• 150 кПа включительно.

1 Процесс работы аварийного устройства

Многим пользователям закрытых систем отопления известен только один вариант предохранительной арматуры — пружинный клапан сброса давления воды, оснащённый фиксированной настройкой. Эти устройства применяются для установки на разных котлах, так как принадлежат к группе безопасного пользования отоплением вместе с манометрами и воздухоотводчиками.

Агрегаты, которые работают при помощи электроэнергии и газа дополняются предохранительными составляющими прямо с завода. Они находятся внутри корпуса и визуально не обнаруживаются. Следует разобраться в работе аварийного клапана сброса давления:

1. 1. При обычных условиях мембрана, которая крепится к штоку и поддерживается пружиной, плотно находится в седле, тщательно перекрывая отверстие.
2. 2. Перегревание теплоносителя приводит к увеличению его объёма и созданию в системе избыточного давления, которое частично компенсируется при помощи расширительного бака.
3. 3. Когда давление воды поднимается до момента срабатывания клапана (при 3 барах), под его действием пружина сжимается и этим даёт возможность мембране открыть проход. Автоматическое сбрасывание воды происходит до возвращения пружины и мембраны в своё обычное положение.
4. 4. Если возникает аварийная ситуация, владелец дома может самостоятельно сбросить избыточное давление. Для этого нужно повернуть рукоятку, находящуюся в верхней части изделия.

Не следует прочно соединять патрубок сбросного изделия с канализационной системой. По влажным местам определяется срабатывание клапана, если возникли проблемы в контуре (прекращение функционирования расширительного бака или циркуляционного насоса). Такая ситуация возможна при отключении электроэнергии. Бывает, что устройство даёт течь из-за засора между седлом и тарелкой.