Защо се нуждаете от предпазен клапан
Когато се изпомпва в тръби, охлаждащата течност има температура около +15 ºС, когато се нагрява в котела, водата започва да се нагрява, разширява, увеличавайки налягането в тръбата. Това може да причини изтичане на заварки, счупване или скъсване на полимерни крепежни елементи. Това може да доведе до експлозия на котела. В най-добрия случай ще има късо съединение на електрическите уреди на котелното помещение.
Ако степента на топлопреминаване на устройствата с газ или течно гориво все още може да се контролира, тогава за устройства с твърдо гориво това е невъзможно.
В системата на течни енергийни носители оборудването е инсталирано със сензори, вградена автоматична система за безопасност, която се задейства при спешни случаи и изключва устройствата.
Когато се отоплявате с дърва, въглища, можете да опитате да регулирате силата на горене чрез затваряне на клапата, но това отнема време. Генераторът на топлина е инертен, поради което охлаждащата течност прегрява.
Когато фурната е все още в етап на затопляне, е достатъчно да блокирате подаването на въздух, за да потушите бързо пламъка. Ако горенето е загряло котела до максимално допустимата температура, тогава горенето ще се забави и пещта ще генерира много топлина за известно време.
Трябва да се използва предпазен предпазен клапан, за да се избегнат последиците от внезапно или прекомерно натрупване на налягане. В момента на претоварване на системата затворът се затваря, отстранявайки част от излишната пара навън. Веднага след като обемът на товара се нормализира, затворът се затваря и изгасва в очакване на следващото нулиране.
Видове клапани и как работят
Всяка модификация на предпазните клапани в отоплителната система включва изключващ елемент и механизъм за действие на сила. Според конструктивните характеристики се различават няколко вида предпазители.
Отделно са класифицирани клапани за изхвърляне на топлинния потенциал с духал, чувствителна към температурата течност, която компенсира спада на товара. Има модели, които включват група за безопасност под формата на взривен клапан с част, отговорна за изпускането на въздух и манометър.
Обратният предпазен клапан за отоплителната конструкция може да бъде пружинен или гравитационен. Благодарение на вградените механизми контакторът се държи затворен, което осигурява движението на потока на охлаждащата течност в една посока.
Затварянията са двучерупчести, венчелистчести, дискови, притискащи се към седлото, втулката и друга основна основа. Необходимо е да се получи запечатан печат.
Изглед отвътре
Принципът на действие на предпазителя се крие във факта, че в нормално състояние диафрагменият слой, фиксиран между стеблото и пружината, плътно прилепва към седалката, херметично затваряйки изхода. В случай, че охлаждащата течност кипи, се наблюдава разширяване на течността, натоварването вътре в системата се повишава, но частично се регулира от разширителя.
При максимално допустимото ниво на натоварване пружината е силно компресирана, освобождавайки диафрагмата, която веднага отваря прохода.
Капакът се повдига, за да отдели толкова гореща пара, колкото е необходимо за стабилизиране на оборудването.
Когато работата се нормализира, пружината се връща в първоначалното си положение, мембраната плътно затваря освобождаващия отвор, капачката се връща на мястото си.
Ако собственикът е близо до инструментите, можете да извършите аварийно нулиране със собствените си ръце, като завъртите горната дръжка.
Чрез натискане на метод
При отопление на частна къща, апартамент или индустриални помещения, където се използва оборудване с ниска мощност, често се избира пружинен клапан за аварийно облекчаване на излишното налягане на водата за отоплителната система.
Те са прости, компактни, евтини, но надеждни модели, които могат да се комбинират с друго оборудване за безопасност.
Степента на компресия на пружината е свързана с параметъра на натоварване, при който се задейства клапанът. Еластичността на пружината влияе върху обхвата на настройка.
Принципът на действие на устройството: воден поток оказва натиск върху затвора, тъй като той се усилва, степента на компресия на пружината се увеличава значително. От това пръчката на макарата се издига нагоре, отделяйки излишната пара и обемът на поточната течност се стабилизира. Междувременно пружината връща уреда в първоначалното му състояние.
Модификациите на пружините са направени от високоякостен месинг, използвани са технологии за горещо щамповане. Самата пружина е стоманена, а мембраната, уплътненията и дръжката са полимерни.
Можете да изберете модели с фабрични настройки или такива, които трябва да бъдат персонализирани индивидуално по време на инсталацията.
Предпазител на лоста
Устройствата за безопасност с лост се използват по-рядко, тъй като повдигането на стеблото осигурява външно окачено тегло, което се движи по целия лост, регулирайки степента на натиск на стеблото върху седалката.
По степента на отваряне на затвора
Клапите с ниско повдигане предполагат повдигане на клапана с не повече от 0,05 пъти диаметъра на седалката: механизмът за отваряне е напълно пропорционален.
Продуктът се характеризира с ниска производителност и примитивен дизайн. Предпазителят е инсталиран в инсталации с течна среда.
Пълна модификация на повдигане
Вариацията на пълното повдигане допринася за максимално допустимото повдигане на затвора, което подобрява производителността, тъй като едновременно се изхвърля голямо количество пара.
По скорост на реакция
Пропорционалният предпазен клапан за спешно облекчаване на излишното налягане на водата в отоплителната система предполага, че вентилът се издига постепенно, в зависимост от степента на вътрешното натоварване. С повишаването на амортисьора обемът на отделената пара се увеличава плавно. Такива инсталации могат да се използват с всеки тип котел, но най-често те се инсталират в системи с вода или друга течност.
Включващите / изключващите клапани работят моментално и се отварят напълно, когато налягането се повиши. Препоръчва се такива устройства да се поставят в сгъваема среда. Основният недостатък на предпазния елемент е наличието на автоколебания на болта.
Включващо-изключващ клапан
Монтажът на спирателни клапани трябва да се извършва, като се вземе предвид изпускането на голямо количество вода с внезапно отваряне. Оказва се много бързо освобождаване на налягането, затваряне на затвора, като резултат - воден чук, който отсъства в пропорционалните предпазители.
Можете да научите повече за клапанното устройство, принципа на неговото действие, в следното видео:
E.I. Калинин. Как да изберем предпазен клапан? (Част 1)
Първо предлагам да разберем: какво е предпазен клапан, за какво е той и защо изобщо трябва да бъде избран? Може би трябва да вземете най-красивия и да го инсталирате?
Предпазен клапан (дефиниция на GOST R 52720) е тръбопроводен клапан, който защитава (всъщност затова е предпазен клапан) оборудване, ако там внезапно се повиши налягането (не ни е необходимо, високо налягане). Той прави това, като отваря в точния момент (всъщност затова е клапан) и освобождава това „ненужно“ налягане и след това ще затвори в точния момент (натиск при затваряне). Как става това? Тук няма магия. Клапанът съдържа пружина, която при нормална работа (работно налягане преди клапана) затваря прохода със своята сила (макарата е плътно притисната към седалката), и никъде нищо не се изхвърля. Но ако изведнъж налягането започне да се повишава, пружината вече няма достатъчно сила да я задържи и клапанът се отваря (налягане при отваряне), налягането се освобождава.
Сега за избора на клапана. Предпазните клапани се предлагат в различни размери - от много малки до истински гиганти, дори можете да се скриете в такива (номиналният диаметър на предпазните клапани е от 10 до 400 mm, в Руската федерация най-често срещаните клапани са от 25 до 200 mm). Предпазните клапани също се разделят според налягането, при което могат да се използват. (номинално налягане) - в края на краищата някои имат много тънки стени, а изворите са много слаби, докато други са с дебели стени, а изворите са много твърди. Не е трудно да се досетим, че подобен сорт не е случаен и е необходим, за да отговори на нуждите на голямо разнообразие от съоръжения и индустрии. Тук става необходимо да изберете правилния предпазен клапан, защото ако поставите „грешно“, тогава в най-добрия случай ще чуем съскане (необходимата плътност няма да бъде осигурена), и в най-лошия - "БУМ!" (ще настъпи унищожаване на защитения обект).
Сега е моментът да научите как да изберете предпазен клапан. Искам веднага да ви предупредя, че тук „принципът на динята“ не е подходящ и не бива да почуквате на клапана. И трябва внимателно да прочетете въпросника (документ, съдържащ технически и други изисквания за разработване и (или) доставка на тръбопроводни клапани). В същото време няма идеална форма на въпросника. Заводът получава голямо разнообразие от въпросници, изготвени и попълнени от проектантски институти, крайни потребители, посредници и други различни хора. Доста често такива въпросници съдържат противоречиви изисквания и грешки (за съжаление нищо не може да се направи по въпроса) и е необходимо да се „дешифрират тайни съобщения“.
Един от основните параметри, на които трябва да обърнете внимание във въпросника, е аварийният дебит на средата, който клапанът трябва да осигури, когато е напълно отворен, GA или, както често се казва, производителността на предпазния клапан. Тук е моментът да си припомним „хранилището на знанието“ на всеки инженер, тоест нормативната и техническа документация: сега се интересуваме от ГОСТ 12.2.085-2002 и ГОСТ 31294, защото именно там се изписват формули, по които вие трябва да се изчисли - но повече за това по-късно. Именно тази стойност влияе пряко кой клапан ще трябва да изберем.
В същото време достойните инженери използват измерението "килограм на час" (кг / час) (физическото значение на тази стойност е масата на работната среда, която може да излезе от предпазния клапан, когато е напълно отворена в рамките на един час). Тук също трябва внимателно да разгледате за какво става въпрос: за течност (вода, нефт и други мърморещи среди), за газ (тук основното свойство е природният газ) или за водни пари (важно е да не ги бъркате с национална собственост при извършване на изчисления, тъй като в „складовете на знанието“ - GOST 12.2.085-2002, GOST 31294 - са дадени различни формули и има опасност да се сблъскате с опцията „BA-BACH“).
Също така е много интересно, че във въпросниците с работната среда "природен газ" често се посочва аварийният дебит, изразен в единици nm³ / h (произнася се като "нормален кубичен метър на час"). Нормалният кубичен метър е специална мерна единица, традиционно използвана за природен газ. Физическото значение на нормален кубичен метър е кубичен метър газ при температура 0 ° C (273,15 K) и налягане 101325 Pa (0,101325 MPa = 1,03323 kgf / cm2). Също така за природния газ мерната единица е stm³ / h - стандартен кубичен метър на час. Физическото значение на стандартния кубичен метър е кубичен метър газ при стандартни условия, посочени в GOST 2939-63, т.е. при температура 20 ° C (293,15 K) и налягане 101325 Pa (0,101325 MPa = 1,03323 kgf / cm2) ...
В тези случаи, за да се изчисли необходимата маса на аварийния поток, е необходимо да се знае плътността на газа при нормални и съответно при стандартни условия.Ако клиентът не предостави такива данни (а понякога и предоставя), тогава ще е необходимо да приемем, че плътността на газа при нормални и стандартни условия е приблизително 0,85 kg / m³ (според World Wide Web, плътността на природния газ под тези условия са в "щепсела" 0,72-0,85 kg / m³, достойните инженери винаги вземат най-високата стойност на плътността, за да играят безопасно). Например, ако клиентът посочи необходимия авариен дебит от 20 000 Nm³ / h, тогава GA = 20 000 * 0,85 = 17 000 kg / h. Е, нещо подобно. След като тази най-ценна фигура бъде намерена, трябва да продължите напред и тогава е време да запомните формулите.
Тук трябва да се задълбочим в проблема и да говорим за ценности, които са много важни за нас. То:
Тук има едно много хубаво нещо: ние вече знаем тези данни, тъй като те са важни характеристики на клапаните и са дадени в друго култово писание (Спецификации). Като цяло всичко е съвсем просто по-нататък. Необходимо е да се изчисли дали имаме достатъчно aF (говорим за произведението на тези количества), за да осигурим вече познатия G (дали необходимото количество среда може да излезе през приетото напречно сечение на седлото). Изглежда, че на този етап вече можете да завършите историята, но тук започва най-интересното и непредсказуемо, а именно:
Какво ни казва „хранилището на знанието“ за тези прекрасни съучастници в изчисленията?
На пръв поглед изглежда, че това е "пълен абзац", но при по-внимателно разглеждане се оказва, че има само няколко неизвестни (за Р1 ще говорим по-подробно) неизвестни, това са: Първите, като правило , е посочено във въпросниците, а второто е напълно възможно да се намери в справочника по отоплителна техника или да се изчисли по формулата. И ако „приличен инженер“ ще забие тези формули в същия Excel, тогава изчислението ще бъде много просто. Е, ако въпросникът е откровено "крив", тогава в най-лошия случай B1 може да бъде взет от таблиците.
Тук всичко е съвсем просто. В моята памет никога не е имало случай, когато условието b≤bcr да не е било изпълнено, така че можем спокойно да вземем B2 равно на 1 и да спим добре. Между другото, ако говорим за безпроблемни коефициенти, тогава
B4 - определено съгласно таблица A.2 (за идеален газ B4 = 1).
Няма дори опция с формули. Примитивен.
И тук в „хранилището на знанието“ се случи системна грешка и според моето скромно мнение тези формули трябва да се използват по този начин.
Между другото, задълбочено проучване на неруски каталози и стандарти потвърждава това съждение. Е, отново, ако има съмнения или въпросникът е напълно безнадежден, тогава можете да вземете стойностите от таблиците. Какво друго можете да кажете? Има и трима „асистенти“, без да се знае кой лично, общата картина не може да бъде добавена.
Тук няма какво да се добави, освен че често стойността може да се види във въпросника.
R - газова константа R се определя съгласно таблица A.1
В допълнение към тази таблица, приличен инженер може да намери и R по този начин:
Всичко е доста просто. Остават само няколко количества за обсъждане, това са:
Какво мога да кажа тук? Всъщност много. Тъй като предпазният клапан предпазва от налягане. Тук трябва да поговорите за работното налягане и проектното налягане и какво е налягането при отваряне при стартиране (или, както често се нарича, налягането за настройка), а също и за налягането при затваряне. И най-важното как се отнасят помежду си.
Продължението можете да намерите тук
Публикувано в „Бюлетин на вентилостроителя“ No 2 (30) 2016
Публикувано в броя: "Бюлетин на производителя на клапани № 2 (30) 2016
Характеристики на трипътни аварийни клапани
Трипосочни предпазни клапани за отоплителна конструкция се използват в отоплителни системи при ниски температури във веригата.
Дизайнът предвижда наличието на три отвора, където единият е входящ, а другите два са изходящи. Вътрешните потоци се контролират от сферичен или стволов клапан, а разпределението на течността се извършва чрез завъртания.
Клапанът е отговорен за гарантиране, че всички области на веригата са разграничени, плътността на потока е равномерно разпределена по всички зони, температурата е нормализирана.
Трипътен клапан
Ако има система за подово отопление, не трябва да се допуска твърде горещ поток по подовата верига; ще трябва да се смеси с охладената течност, която осигурява трипътен модел.
Работата се извършва под контрола на температурен датчик, който се поставя в нискотемпературна верига. След това, в случай на отклонения, се задейства механизъм на затвора, който допуска или ограничава изхода на течност от връщащите тръби.
Как работи вентилът заедно с разширителен резервоар
Устройството за разширение извършва редовни проверки, но не предпазва от повреда в извънредни ситуации. Понякога резервоарът не може да работи правилно, защото вътре няма въздух.
Резервоарът не може да замени взривния клапан за защита на котела или обратно. Всеки от елементите има свой праг на въздействие върху системата, така че единият от тях не може да се използва вместо другия.
Пример за оборудване за предпазен възел
Разширителният блок може временно да приема малки количества излишък, но при голям прием на излишна пара чрез няколко изпускания, плътността на устройството се нарушава и се появява постоянен теч.
Предпазната част е необходима само при аварийни ситуации, когато системата е под силен стрес. След като налягането се нормализира, е необходимо да се вземат мерки за отстраняване на причините за такъв скок.
И двете устройства предпазват тръбите и котелното в случай на внезапно спадане на налягането.
Когато клапанът се задейства
Ситуации, когато възникне аварийно освобождаване на налягането:
- В тръбопровода има малко охлаждаща течност.
- Неуспешно автоматично попълване.
- Липсата на разширителния резервоар или неговото припокриване. Също така влияе много на кръвното налягане.
- Разпадане на оборудването, липса на въздух в горния му сегмент влошава ситуацията.
Функционалност на клапана
Когато котелът работи с много висока мощност, се получава много пара, която е невъзможна за работа дори с най-надеждния разширител.
Когато е необходима защита
Когато инсталирате оборудване, най-добре е незабавно да инсталирате независим клапан.
Необходимо е да се инсталира устройство на системата за подаване на топла вода, ако водата се нагрява не по метода на потока, а от отоплителния котел.
Отделни затворени вериги, нагрявани от топлообменник или друг източник на топлина, също са обезопасени.
Клапанът е необходим в различни хидравлични връзки, работещи под налягане или с компресорна помпа.
Метод на изчисление
Процедурата за избор на предпазни клапани (SPPK) е описана в ГОСТ 12.2.085-2002 - „Съдове под налягане. Предпазни клапани. Изисквания за безопасност "и
ГОСТ 12.2.085-2017 - „Тръбни фитинги. Предпазни клапани. Избор и изчисляване на производителността ". Методът на изчисление се основава на настройващото налягане.
В момента GOST 12.2.085-82 е заменен с GOST 12.2.085-2002.
GOST 12.2.085-2002 е заменен с GOST 12.2.085-2017, но не е отменен, частично валиден, приложен в EAEU.
EAEU - Евразийският икономически съюз.
Монтаж на клапана в отоплителната система
Предпазният клапан се поставя непосредствено зад изхода на котела (достатъчно е да се оттегли 20-30 см). Необходим е манометър за визуално управление, наблюдение на състоянието на системата.
Не поставяйте спирателни кранове, задвижки или спирателни устройства между клапана и основния източник на топлина.
Къде е клапата
За да отстраните излишната вода през изхода, инсталирайте специална дренажна тръба, свързана към канализацията или връщащата линия на тръбопровода.
Ако е инсталирана гравитационна система от затворен тип, тогава предпазителят е настроен на най-високата точка.
Изисквания за входни и изходни тръбопроводи
7.1. Клапаните трябва да бъдат инсталирани на разклонителни тръби или тръбопроводи, директно свързани с плавателния съд. Когато се монтират няколко клапана на една разклонителна тръба (тръбопровод), площта на напречното сечение на разклонителната тръба (тръбопровод) трябва да бъде най-малко 1,25 от общата площ на напречното сечение на монтираните върху нея клапани. При определяне на напречното сечение на свързващите тръбопроводи с дължина над 1000 mm трябва да се вземе предвид и тяхното съпротивление. 7.2. Спадът на налягането пред клапана в захранващия тръбопровод при най-висок дебит не трябва да надвишава 3% от зададеното налягане. 7.3. Тръбопроводите на клапаните трябва да бъдат снабдени с необходимата компенсация за топлинно разширение. Закрепването на корпуса на клапана и тръбопроводите трябва да бъде оразмерено, като се вземат предвид статичните натоварвания и динамичните сили, които възникват при задействане на клапана. 7.4. Захранващите тръбопроводи трябва да бъдат проектирани с наклон по цялата им дължина към плавателния съд. В захранващите тръбопроводи трябва да се избягват резки промени в температурата на стената (термични удари), когато клапаните се задействат. 7.5. Вътрешният диаметър на входящия тръбопровод трябва да бъде поне най-големият вътрешен диаметър на входа на клапана. 7.6. Вътрешният диаметър и дължината на захранващия тръбопровод трябва да се изчисляват въз основа на най-големия дебит на клапана. 7.7. Вътрешният диаметър на изпускателната линия не трябва да бъде по-малък от най-големия вътрешен диаметър на изхода на клапана. 7.8. Вътрешният диаметър и дължината на изходящия тръбопровод трябва да бъдат изчислени така, че при дебит, равен на максималната производителност на клапана, обратното налягане в изходящата му тръба да не надвишава максимално допустимото обратно налягане. 7.9. Свързващите тръбопроводи на клапаните трябва да бъдат защитени от замръзване на работната среда в тях. 7.10. Изборът на работната среда от разклонителните тръби (и в участъците на свързващите тръбопроводи от съда до клапаните), на които са монтирани клапаните, не е разрешен.
Препоръки за подбор
Качествените аварийни предпазни клапани рядко са евтини, тъй като са изработени от бронз, месинг или неръждаема стомана. Основното нещо е да се види, че има нормална стойност за парите.
Допуска се изборът на най-простия вариант, който струва малко, но е проблематично да се проверява редовно.
Увеличава разходите, но подобрява показателя за безопасност, за да помогне за наблюдение на здравето на оборудването.
Силфонният клапан ще помогне да се направи малка отоплителна система автономна.
Важно е основният механизъм да е достатъчно надежден, но не много еластичен, а настройката да е удобна. Необходимо е незабавно да проверите съответствието на диаметъра на предпазителя и тръбата, излъчвана от котела, така че да не се налага да сменяте частта.
Ако тръбите са с малък диаметър, то оборудването с топка или отвор ще бъде достатъчно. Гравитационният клапан е монтиран само в хоризонтално положение, а основният затвор винаги е направен от тип венчелистче.
Необходимо е да се инсталират няколко отвора за въздух, ако се използва котел или щранг. При воден тип отопление в най-високата точка се поставя разширител, който замества няколко отвора за въздух. Но тази опция усложнява поддръжката и заема много място.
Контролните фитинги се избират въз основа на това каква степен на комфорт се очаква, какъв е очакваният живот на отоплението. Когато се зададе на минимална настройка, нивото на шума се намалява и при нагряване с вода се предотвратява ръжда. Елементите на котвата намаляват натоварването, увеличават стойностите на ресурсите на циркулационната помпа.
Когато охлаждащата течност е масло или отоплението работи добре, се монтира байпасен клапан, който работи постоянно, осигурявайки надеждно необходимото ниво на защита.
Предпазният предпазен клапан за котела е снабден със специална цифрова маркировка с буквите atm, която показва на колко налягане може да издържи даден продукт, за да работи правилно.
Обикновено зададеното налягане за битов предпазител е 3 атм. Предварителното натоварване е само 1,5 атм, а работното налягане при максимални температури достига 2,5 атм. Това означава, че когато посочените параметри са надвишени, ситуацията става аварийна и вентилът трябва да се задейства.
За качествени продукти индикаторът за минимална якост е 4 атм, понякога се превишава при ръчно изливане на отоплителна течност.
Предпазният контролен клапан стабилизира цялата система на безопасно ниво.
Редукционният модел нормализира силата на притока на охлаждащата течност чрез регулиране на вътрешния участък на входната част на тръбопровода.
Вариацията на теглото на лоста предполага приложение за големи тръбопроводи с голямо напречно сечение, включва макара, която отваря спирателния клапан. Механизмът се задейства, когато нивото на налягане надвишава теглото на тежестите, прикрепени към дръжката.
В затворени системи понякога се инсталира клапан за налягане, степента на работа на който се регулира ръчно. С помощта на регулируема термична глава и механично действие върху нея е много удобно да регулирате работата чрез серво задвижването.
Байпасният продукт намалява натоварването от охлаждащата течност, стабилизира функционалността на отоплението. Той е инсталиран вместо предпазен клапан: в тръбата за връщане се инжектира температура, след което излишната част от течността се връща обратно към общата линия. Сега налягането се регулира.
Частта е разположена зад циркулационната помпа, свързана едновременно към захранващата и връщащата тръби.
Последователност на изчисление на SPPK
За яснота на изчислението ще започнем с „Изчисляване на капацитета на клапана и ще преминем към избора на оборудване“.
С останалите точки, които отиват над списъка, можете да тренирате сами, като вземете посочените GOST.
Методът за изчисляване на производителността на клапана е посочен в допълнение А (задължително) GOST 12.2.085-2002.
Първоначални данни за избор:
- Налягане на отваряне 1,6 MPa;
- Работно налягане 1,4 MPa;
- Температура на сервиране 5/20/25 ° C;
- Проектна температура -52/50 ° C;
- Налягане след редуктора (редукционен клапан) -1.0 MPa;
- Сряда - пара (вода);
