Перепускные клапана своими руками

Перепускной клапан. Схемы и описания.

Перепускной клапан (переливной клапан) — это устройство, предназначенное для поддержания давления среды на требуемом уровне путём перепуска её через ответвление трубопровода.

Другими словами это клапан, который устанавливается на альтернативный контур, который пропускает через себя поток с целью исключить повышение давления на других контурах.

Чем отличается перепускной клапан от предохранительного клапана?

Данный перепускной клапан иногда также обзывают предохранительным клапаном, так как функция его чем-то схожа с предохранительным клапаном. Разница в том, что предохранительный клапан нужен для того, чтобы защитить оборудование или систему от разрушения большим давлением путем вывода жидкости из системы. А перепускной клапан нужен для того, чтобы при определенном перепаде давления в замкнутом пространстве начать перекачивать среду (жидкость или газ) для того чтобы разгрузить перепад давления в контурах. Перепускной клапан поддерживает давление в системе путём непрерывного отвода среды, чтобы стабилизировать перепад давления.

Чем отличается перепускной клапан от редуктора давления?

Перепускной клапан поддерживает постоянное давление на входе в клапан («до себя»), а редукционный клапан (Редуктор давления) поддерживает постоянство давления на выходе («после себя»).

Конструктивно перепускной и предохранительный клапаны могут не отличаться друг от друга. И поэтому данное устройство маркируется одним техническим знаком. С той лишь разницей, что у предохранительного клапана выходной канал выходит из системы, а у перепускного используются выходной канал с целью перенаправления среды по замкнутому контуру. Также перепускные клапаны имеют точный регулятор перепада давления, что позволяет его настроить на заданную требуемую работу в системе.

Технические знаки предохранительного и перепускного клапана:

На данной схеме установлен перепускной клапан. Здесь перепускной клапан служит для того чтобы во-первых исключить работу насоса в нагрузку при закрытых контурах на коллекторе. А во-вторых, если понадобиться, то можно его настроить на порог стабилизации перепада давления.

Необходимо перепускной клапан настроить на максимально возможный напор, то есть если напор насоса 5 метров, то напор перепускного клапана нужно сделать чуть меньше, например на 4 метра.

Что это дает? Когда контура на коллекторе перекрыты или работает один два контура, то происходит сильный перепад давления и на отдельных контурах. Происходит очень повышенное давление на контурах, что приводит к большему расходу на контурах. Это значит, что перепад давления на манометрах возрастает, и клапан начинает пропускать жидкость, исключая повышение давления на контурах. Тем самым стабилизируя давление на каждом коллекторе. А вообще дело ваше, какое Вы выставите давление перепускного клапана.

Если перепускной клапан настроен на 3 метра, это значит, что перепад на манометрах не превысит 3 метра. И это значит, что не зависимо от количества задействованных контуров, будет поддержание заданного перепада давления на манометрах.

А теперь рассмотрим график зависимостей:

Предел стабилизации начинает возникать тогда, когда расход насоса достигает таких больших величин через клапан, что начинает увеличиваться гидравлическое сопротивление самого клапана, что уменьшает расход через клапана.

Рассмотрим другой график:

По графику видно, чтобы стабилизировать перепад давления контуров, происходит, простое увеличение или уменьшение расхода через клапан.

Случай из практики: Сталкивался с таким явлением, когда жидкость в трубе начинает шуметь. Этот шум вызван большим напором на контурах. Этот напор сильно разгоняет по трубам жидкость, которая начинает издавать шумы. А происходит это из-за того, что вы оставили включенными краны для малого количества контуров. А насос при этом качает много и если расход маленький, то возникает повышенный перепад давления. То есть возникает повышенная скорость течения воды в трубе.

Данный перепускной клапан устраняет данную причину. Его нужно установить, как показано на схеме. И если будет работать только один контур, то перепускной клапан начнет пропускать через себя поток для уменьшения давления создаваемое на контуре.

Вообще не желательно чтобы насос работал для одного контура, так как насос рассчитан на большой расход! И если уменьшать заданный расход насоса, можно получит не желательную нагрузку на насос. Мало того насос будет перегреваться, дык он еще будет потреблять больше энергии.

Такой перепускной клапан подойдет для малых систем отопления, в пределах одного двух коллекторных блоков. Но если Вы желаете стабилизировать перепад давления без затрат на расход через клапан, то существуют автоматические балансировочные клапаны, которые способны использовать расход насоса по максимуму. А перепускной клапан служит для стабилизации давления путем гашение на себе методом расхода. Автоматический балансировочный клапан создает перепад путем перекрывания клапаном прохода по контуру. То есть у него стоит клапан последовательно и этот клапан поджимает проход с целью исключить расход через контур.

Для больших проектов типа теплосетей существуют перепускные клапаны с большим расходом, например:

Что такое перепад давления между двумя точками?

Рассмотрим пример: Допустим, у нас на подающем и обратном трубопроводе стоят манометры, который показывают давление в этих точках. Перепадом будет являться значение, которое равно разнице между двумя манометрами. То есть, если на манометре показывает 1,5 Bar, а на другом 1,6 Bar, то перепад равен 0,1 Bar.

0,1 Bar = 1 метр водного столба.

Если Вы не разбираетесь в перепадах давления, и не понимает, что такое вообще «давление«, то для Вас у меня есть специально разработанный раздел Гидравлики и теплотехники, который дает возможность производить гидравлический и теплотехнический расчет.

Источник

Технические характеристики и область применения перепускного клапана — рассказываем по пунктам

Здравствуйте, уважаемый читатель! Темой сегодняшней статьи мы выбрали перепускной клапан – устройство, без которого трудно представить себе современные трубопроводы, работающие под давлением. Вы узнаете, что он собой представляет, для чего нужен, какие бывают виды и какие выбрать.

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.

Перепускной клапан и турбонаддув двигателя внутреннего сгорания

Перепускной клапан (blow-off) используется для сброса избыточного давления, создаваемого во впускном коллекторе, в атмосферу. Также, существует вариант сброса избыточного давления в начало тракта впуска (bypass).

Избыточное давление образуется вследствие работы турбонаддува ДВС.

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.

Перепускной клапан в системе подачи топлива

Перепускной клапан в системе подачи топлива устанавливается рядом с топливным насосом, а иногда и объединяется с ним. Он предназначается для слива избыточного топлива, подаваемого топливным насосом, обратно в топливные баки. Таким образом, перепускной клапан обеспечивает одинаковое давление в топливоподкачивающей системе, независимо от режима работы двигателя. Соленоидный клапан работает вместе с перепускным, перекрывая его, таким образом, герметизируя цепь высокого давления.

Перепускной клапан в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Перепускной клапан предназначен для возвращения жидкости из расширительного бака в радиатор охлаждения. Это необходимо, потому что при охлаждении антифриз уменьшается в объёме и в системе образуется разрежение.

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.

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

Что собой представляет и для чего он нужен

Перепускной, он же переливной, клапан — это устройство, которое регулирует давление в системе путём перепуска или слива излишнего объема рабочей среды (газообразной или жидкостной) в другой контур. Особенность узла состоит в том, что он способен это делать непрерывно, чем отличается от предохранительного аналога, который снижает напор в трубопроводе путём разового или периодического отведения из него среды.

Схожий с ним редуктор давления в отличие от переливного узла, поддерживает стабильный напор жидкости в следующем от него потоке, в то время как переливной — до себя.

Назначение и области применения

Перепускные клапана устанавливаются в жидкостных и газовых трубопроводах, в которых возможно регулярное повышение давления по разным причинам. Задачей этого устройства является поддержание рабочего давления в системе. При возрастании напора на участке магистрали перед установленным клапаном, он сбрасывает часть рабочей среды в обводной контур, снижая тем самым давление в основной системе.

Эти устройства находят применение в системах:

холодного и горячего водоснабжения,
теплоснабжения от любых источников,
охлаждения,
кондиционирования.

Отдельная область – автомобилестроение. Они устанавливаются в системах охлаждения и подачи топлива. Перепускными клапанами в автомобильных двигателях с турбонаддувом регулируется нагнетание воздуха турбокомпрессором.

Перепускной клапан турбины автомобильного двигателя

Конструкция и принцип работы любого перепускного клапана

Его корпус изготавливается из стали или латуни. Основным элементом внутреннего механизма является затвор (заслонка), закрывающий пропускное отверстие. Затвор удерживается в закрытом состоянии пружиной. В отдельных моделях его роль выполняют мембрана или диафрагма. Усилие пружины регулируется настроечным рычагом, выведенным на внешнюю поверхность корпуса.

Схема устройства клапана

Гидравлика работы основана на давлении потока рабочей среды в трубопроводе на затвор, находящийся внутри корпуса. Пока усилие меньше установленного регулировками рычага, сливное отверстие остается закрытым. Как только напор становится больше настроечного, давление на пружину приводит к ее сжатию. В результате отверстие для слива оказывается приоткрытым, и часть потока перепускается в обходной контур, уменьшая давление в основной гидросистеме.

Дальше происходит обратный процесс – снижение напора приводит к разжиманию пружины и закрытию затвора, и клапан снова готов к очередному сбросу. Выравнивание давления происходит постоянно, в автоматическом режиме. При работе системы в режиме «закрытой водяной задвижки» перепускной канал остается постоянно открытым, обеспечивая постоянную рециркуляцию потока носителя по обходному контуру.

Разрез перепускного устройства

Отличия от других видов защитных клапанов

Похожим устройством и принципом действия обладают и другие вентили, устанавливаемые для безопасной работы трубопроводов. Но они различаются по назначению и предъявляемым требованиям.

Тип клапана	Механизм действия	Принцип работы
Перепускной	Устанавливается в обходном контуре и перенаправляет в него часть потока	Постоянно работает по мере необходимости
Предохранительный	Снижает давление в системе, выбрасывая часть носителя наружу	При аварийном повышении давления
Редукционный	Изменяя свою пропускную способность, регулирует напор в части основного контура, расположенной после места его установки	Постоянная работа

Перепускной вентиль уменьшает нагрузку на насосы системы без изменения количества носителя в ней.

Технические характеристики

Основные величины, определяющие возможности работы перепускных устройств в системе:

Диаметр прохода. Внутреннее сечение прохода носителя через вентиль. Может отличаться от диаметра основного контура системы.
Пропускная способность. Характеризует объем рабочей среды, способных пройти через клапан в единицу времени при номинальном давлении в 1 атм. Измеряется в куб.м/час.
Предельное давление. Максимальное значение избыточного напора, на которое рассчитана работа устройства. Превышение в системе этого параметра приводит к смещению штока вентиля и началу перепуска носителя. Определяется при температуре носителя в 20 °С.
Диапазон настройки. Границы возможностей регулировки избыточного давления, при котором начинается открывание клапана. Единица измерения – бар.

Регулировочная шкала с настроечным движком

Виды и конструкции

По принципам действия различают перепускные клапана с пружинным и мембранным конструкциями. Пружинные механизмы превалируют в системах, где сечение трубопровода составляет не более 200 мм, в других сетях водоснабжения и отопления используется рычажно-грузовой принцип.

Мембранные агрегаты используют все больше при работе с жидкотекучими средами, в которых имеется наличие твердых частиц.

В зависимости от среды трубопровода, перепускные устройства предназначаются для:

По назначению системы они применяются для трубопроводов:

холодного водоснабжения,
горячего водоснабжения,
отопления,
охлаждения,
кондиционирования.

В системах отопления и водоснабжения различают перепускные клапаны по своему предназначению:

для радиаторов;
для бойлера и байпаса;
для автоматической подпитки;
для низких или высоких давлений.

На данном фото представлен переливной клапан со шкалой настройки. Изготовлен из бронзы и латуни, предназначен для установки в системах центрального отопления.

Наряду с перепускными регуляторами в конструкцию отопления устанавливают:

воздухоотводчик для предотвращения воздушных пробок в трубах;
трехходовой клапан для смешения или разделения потоков горячей и холодной воды;
обратный, предотвращающий обратный поток в трубопроводе.

Для промышленных и коммунальных сетей применяют конструкции с условным диаметром DN до 500 мм и фланцевым соединением.

В автомобиле пропускные устройства бывают для:

турбины;
механизма подачи топлива;
системы охлаждения двигателя.

Перепускной узел турбины сбрасывает выхлоп газов, уменьшая силу напора в коллекторе. Тем самым он защищает двигатель от перегрева.

В топливном трубопроводе переливной узел регулирует в ней скорость подачи бензина тем, что сливает излишек, закачиваемый к двигателю бензонасосом, назад в топливный бак.

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.

Фланцевые клапана большого диаметра

Направление потока

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

Перепускной клапан прямого потока

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.

Критерии выбора устройства

Перепускные вентили необходимы в следующих типах трубопроводных магистралей:

Бойлерные накопительные системы. Вода в них находится под давлением, а периодические включения/выключения приводят к резким перепадам объема и напора протекающей жидкости.
Системы горячего водоснабжения постоянного действия, снабженные терморегулирующими устройствами. При изменении температуры меняется и объем среды в магистрали. Требуется постоянная регулировка и сглаживание перепадов давления.
Многоконтурные системы отопления. При отключении любого из контуров возрастает давление в остальных частях. Перепускные устройства минимизируют изменение нагрузки на насосы системы.
Твердотопливные отопительные устройства не способны резко снизить температуру носителя после отключения. Перевод потока в обход магистрали позволяет уменьшить время охлаждения.

При выборе подходящего предохранительного устройства перепускного типа нужно учитывать следующие параметры:

Диаметр и способ подключения, позволяющие включить его в регулируемую магистраль.
Пропускная способность должна соответствовать расчетному отводу носителя в случае максимальной нагрузки.
Рабочая температура устройства и материал его изготовления.
Необходимость регулировки точки срабатывания клапана. Ее диапазон должен лежать в пределах планируемых изменений давления.

Значение имеет и ориентировка на продукцию известного производителя.

Советы по настройке и обслуживанию

Ставить вентиль с регулировкой диапазона избыточного давления стоит тем, кто уже имеет опыт в расчете требуемого значения. Открытие сливного отверстия начинается при давлении, выбранном настройкой. Но полностью оно открывается обычно при давлении, превышающем начальное значение на 20%. Но расчет не может базироваться только на этом показателе, потому что такое понижение рабочего напора в системе носит нелинейный характер. Сброс части носителя уже приводит к уменьшению нагрузки на затвор клапана. Поэтому для точного расчета пропускной способности устройства ориентируются на диаграммы, приводимые в техпаспорте.

Следует учитывать, что погрешность настройки большинства регуляторов составляет 10%. Для первоначальной регулировки и последующего контроля рекомендуется устанавливать манометры до и после точки перепуска.

Сама настройка проводится либо сдвигом бегунка вдоль шкалы, либо вращением регулировочного винта. После установки и проверки требуемого значения, винт закрепляется зажимной гайкой.

Текущий уход за перепускным клапаном заключается в ежемесячном контроле начального давления срабатывания и скорости его открывания. Следить нужно и за состоянием фильтров.

При неправильной работе клапана следует его демонтировать, разобрать и промыть все детали. Возможно, неисправность вызвана простым засорением механизма.

Источник