Клапан сброса избыточного давления воздуха

Разновидности и принцип работы клапанных механизмов

В настоящее время наиболее распространенными видами компрессоров являются винтовые и поршневые установки. При этом винтовые компрессоры, например, выпускаемые белорусским заводом REMEZA, нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, а поршневые — в быту. Последние можно встретить как в гаражах автолюбителей (компрессоры типа СО-7Б, Форте VFL-50 и др.) так и в системах жизнеобеспечения рыбок в аквариумах (компрессоры Resun и др.), а также в бытовом пневмоинструменте.

Поршневые компрессоры отличаются простотой конструкции и сравнительно небольшим количеством деталей и узлов. Существует много самых разнообразных конструкций таких компрессорных установок, оснащенных специальными пластинчатыми клапанами, регулирующими процесс всасывания и нагнетания воздуха во время работы. В зависимости от назначения компрессорных установках (их производительности, мощности и рабочего давления) можно встретить клапанные механизмы трех видов:

• дисковые — их пластины могут изготавливаться как из металла, так и из высококачественных полимеров, в том числе и армированных;
• кольцевые — детали для них изготавливают из чугуна, стали или цветных металлов (выбор материала определяется типом компрессора);
• тарельчатые — пластины для этого вида клапанов изготавливают из полимерных материалов, а используют их в компрессорах, работающих с загрязненными средами.

Читать также: Пайка нержавейки оловом в домашних условиях

Впускной и выпускной клапаны

Впускные и выпускные клапанные узлы играют такую роль в работе компрессорного оборудования.

1. Движение поршня к нижней мертвой точке вызывает втягивание воздуха через открытый всасывающий клапан.
2. При достижении нижней точки поршень начинает движение в обратном направлении. При этом всасывающий клапан закрывается, и воздух, который находится в герметичной камере, под действием давления поршня начинает уменьшаться в объеме.
3. При приближении к верхней мертвой точке открывается нагнетательный клапан, и сжатый под большим давлением воздух начинает поступать в ресивер.
4. Вытеснив воздух из камеры, поршень снова начинает движение к нижней мертвой точке, и рабочий цикл повторяется.

Разгрузочный и предохранительный клапаны

Таким образом, компрессор цикл за циклом накачивает воздух в ресивер до достижения заданной величины давления. Следит за этим процессом специальное реле-регулятор давления (прессостат), управляющее работой электродвигателя путем включения и выключения его в зависимости от степени сжатия воздуха. Как правило, в состав прессостата входит и стартовый разгрузочный клапан. Подключают прессостат между выходом компрессорной головки и обратным клапаном (обратником), который соединен с ресивером и удерживает находящийся там сжатый воздух.

Необходимое пневмооборудование подключается непосредственно к ресиверу, который может дополнительно оснащаться различными устройствами (сепараторы, фильтры, выравниватели давления и пр.).

Где поставить КСИД

Как любой прибор, сбросной клапан имеет свои правила монтажа.

Приводим их ниже.

• Чтобы удалить остатки жидкого ОТВ, на выходном патрубке клапана предусматривается сливная трубка. Можно использовать соединение с канализационной системой или обратной трубой. Сброс избыточного газового давления должен происходить в атмосферу, либо в помещение или коридор, где нет постоянного персонала.
• До КСИД запрещено монтировать краны, задвижки и прочую запорную арматуру.
• Клапан должен располагаться в самой верхней точке замкнутой трубопроводной сети.
• Для газового пожаротушения необходимо точно знать суммарную минимальную площадь всех открытых проемов помещения.

Что касается систем дымоудаления и вентиляции, то здесь также возможна установка сбросных клапанов.

В системе дымоудаления клапан избыточного давления служит для естественного притока воздуха в охраняемое помещение.

Согласно п. 8.8 СП 7.13130.2013, применять КСИД можно в противопожарном исполнении с необходимым пределом огнестойкости.

В системах вентиляции предусматриваются шахты с клапанами дистанционного или автоматического пуска.

При реализации газо-дымоудаления после тушения пожара руководствуйтесь СП 5.13130.2009 и СП 7.13130.2009.

Клапанами КСИД рекомендуется управлять от управляющего прибора газовой АУПТ.Обязательно периодически проверяйте состояние механизма у пружинного клапана.

Нередки случаи спайки стенок корпуса с тарелкой, что влечет за собой несвоевременное срабатывание устройства.

Помимо этого, при монтаже клапана учтем следующие особенности.

• Правильное соединение.
• Соответствие эксплуатационных и технических характеристик.
• Используйте традиционную паклю для труб (уплотнитель ФУМ может не выдержать повышенной температуры).

Особенности и назначение

Как мы уже говорили выше, с давлением шутки плохи. Давление может быть разным, оно различается в зависимости от конкретной рабочей среды.

Давление в трубопроводах называют водным. Серьезный перепад давления воды провоцируют с помощью резкого перекрытия задвижек, включения или выключения насосов и т.д.

В итоге образуется зона, где давление находится не на среднестатистическом уровне. Появляется эффект гидроудара, когда опасная зона перемещается, повреждая все конструкции на своем пути.

Нельзя сказать, что перепады давления воды – серьезная и крайне опасная проблема. Они случаются время от времени, это нормально.

Однако если в трубе не стоит предклапан или стандартный клапан сброса избыточного давления, тогда каждый последующий гидроудар приведет к все большему износу конструкций, а затем и полному их выходу из строя.

Проблемы с давлением есть и в водонагревателях. Там свою роль играет баланс теплой и холодной воды внутри бака. На водонагревателях ставить предохранительный клапан избыточного давления просто необходимо, так как в противном случае вас ждут жуткие последствия. О них расскажем чуть позже.

Не будем забывать и про давление воздуха. Оно тоже играет роль. Минимальное воздействие давление воздуха оказывает на вентиляцию и отвод продуктов горения.

К примеру, при возгорании внутри помещения давление резко меняется, и если сбросной клапан в системе пожарной вентиляции не стоит, тогда дым не удастся удалить из помещения заранее предусмотренным путем. Давление в вентиляции просто не пустит его внутрь и обнулит тягу.

А есть ведь и более опасные ситуации. Взрывы, химические загрязнения, различного рода техногенные и даже военные катастрофы, все это приводит к критичным перепадам, нивелировать которые способен только клапан избыточного давления.

Составляющие и схема клапана

Предохранительный клапан сброса давления выполнен в самых различных вариациях. Как мы уже говорили, есть клапаны для сброса давления воздуха, воды. Есть и конкретные модели, созданные для использования на том или ином оборудовании.

Клапан сброса давления для бойлера

Однако общая конструкция у них всегда одна. Ее мы сейчас и опишем. Для понимания принципа работы клапана этого будет достаточно.

Итак, стандартный предклапан состоит из следующих частей:

1. Корпуса.
2. Тарели.
3. Рычага тарели.
4. Предохранительного рычага.
5. Ручки настройки.
6. Пружин.
7. Дополнительных элементов.

Корпус у него литой, чаще всего из нержавеющей стали. На водопроводных изделиях используют корпуса из латуни или бронзы. Они лучше реагируют на воду, намного долговечнее и качественнее.

Если стальной предклапан при постоянном контакте с водой рано или поздно проржавеет, то латунный сможет стоять без преувеличения много десятков лет, а то и сотен, если его эксплуатировать должны образом.

Тарель – основной запорный элемент, что блокирует поток воздуха или воды. Для воздушных клапанов применяются именно тарели, в моделях для применения в водопроводах встречаются и шаровые запорные образцы.

Рычаг тарели управляет этим элементом. Его чувствительность настраивается с помощью еще одной ручки. Сама настройка в простейших образцах осуществляется за счет манипулирования механикой, а если быть точнее, то специальной пружиной.

Промышленные предклапаны для регулировки давления

Она реагирует на определенный уровень давления и срабатывает, перекрывая клапан. Степень натяжения прямо пропорциональна его уровню, которое активирует предклапан.

Предохранительный рычаг есть не во всех образцах, он выполняет защитные функции, если основной способ блокирования не сработал, либо вышел из строя.

Что же до дополнительных элементов, то тут речь идет об различного рода кнопках для управления, циферблатах, счетчиках и т.д. Все зависит от конкретной модели.

Клапан избыточного давления для водонагревателей вообще не оборудован какими-либо измерительными приборами (по крайней мере, бюджетные модели этой надстройкой обделены).

А вот предклапан для сброса давления воздуха в обязательном порядке снабжается барометром, причем действует тот постоянно, фиксируя уровень давления на рабочей стороне.

Основные разновидности

Рассматриваемый клапан ресивера может классифицироваться по достаточно большому количеству признаков, основной заключается в конструктивных особенностях механизма. Выделяют следующие варианты исполнения:

1. Угловые.
2. Прямого типа.
3. Шариковые.
4. Пружинные.
5. Присоединяемые фланцем.
6. Створчатые.
7. Устанавливаемые при применении технологии пайка.
8. Выполненные под разбортовку.

Классификация проводится по типу применяемого материала при изготовлении. Чаще всего клапан изготавливается из металла с высокой коррозионной стойкостью, но есть и другие варианты исполнения.

Запорный элемент также характеризуется различными конструктивными особенностями. По этому признаку выделяют следующие варианты исполнения:

1. Шариковые.
2. Мембранные.
3. С плоской пластиной.
4. Лепестковые.
5. С гравитационной решеткой.

Что собой представляет прессостат

Прессостат — реле давления для компрессора, главная составляющая компрессорной автоматики. Он отвечает за запуск, остановку системы в случае достижения ей заданных параметров подачи воздушных масс. По мере получения требуемых значений происходят следующие операции:

• включается двигатель, когда давление критически высокое;
• система отключается, если давление недопустимо низкое.

То есть, реле давления компрессора осуществляет регулировку рабочего процесса системы с момента включения до полного отключения. Оно не позволяет компрессору работать при повышенных нагрузках, предотвращает его преждевременный износ. Во многом успешность работы системы зависит от слаженности всех ее составляющих: воздушный редуктор, манометры, коммуникации подводящего типа (штуцеры, трубки), само реле.

Разновидности и принцип работы клапанных механизмов

В настоящее время наиболее распространенными видами компрессоров являются винтовые и поршневые установки. При этом винтовые компрессоры, например, выпускаемые белорусским заводом REMEZA, нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, а поршневые — в быту. Последние можно встретить как в гаражах автолюбителей (компрессоры типа СО-7Б, Форте VFL-50 и др.) так и в системах жизнеобеспечения рыбок в аквариумах (компрессоры Resun и др.), а также в бытовом пневмоинструменте.

Поршневые компрессоры отличаются простотой конструкции и сравнительно небольшим количеством деталей и узлов. Существует много самых разнообразных конструкций таких компрессорных установок, оснащенных специальными пластинчатыми клапанами, регулирующими процесс всасывания и нагнетания воздуха во время работы. В зависимости от назначения компрессорных установках (их производительности, мощности и рабочего давления) можно встретить клапанные механизмы трех видов:

Разгрузочный и предохранительный клапаны

Таким образом, компрессор цикл за циклом накачивает воздух в ресивер до достижения заданной величины давления. Следит за этим процессом специальное реле-регулятор давления (прессостат), управляющее работой электродвигателя путем включения и выключения его в зависимости от степени сжатия воздуха. Как правило, в состав прессостата входит и стартовый разгрузочный клапан. Подключают прессостат между выходом компрессорной головки и обратным клапаном (обратником), который соединен с ресивером и удерживает находящийся там сжатый воздух.

Необходимое пневмооборудование подключается непосредственно к ресиверу, который может дополнительно оснащаться различными устройствами (сепараторы, фильтры, выравниватели давления и пр.).

Предохранительный клапан

Сбросной (другое название – предохранительный) клапан служит для аварийного стравливания давления и является конечным устройством, оберегающим подключенное к компрессору пневматическое оборудование от повреждений.

К разновидностям сбросного клапана специалисты относят также:

• перепускной клапан;
• разгрузочный клапан.

Несмотря на незначительные конструктивные отличия, их принцип работы идентичен предохранительному клапану.

Принцип действия предохранительного клапана

В компрессорном оборудовании, которое не предназначено для эксплуатации в промышленных условиях, установлены пружинные предохранительные клапаны. При работе такого компрессора в штатном режиме он закрыт (см. схему). При этом давление воздуха на его тарелку уравновешивается тарированной пружиной, препятствующей открыванию запорного механизма. При внезапном увеличении давления свыше установленного значения сила прижатия тарелки к соплу уменьшается, и клапан начинает открываться. При этом происходит сброс избыточного воздуха, после чего запорный механизм может вернуться на место.

Перепускной клапан

Перепускной (или переливной) клапан поддерживает давление рабочей среды на заданном уровне. Для этого через имеющееся ответвление осуществляется постоянный, а не однократный или периодический, как в предохранительном клапане, отвод излишнего количества рабочей среды (сжатый воздух, газ, жидкость), что и обеспечивает стабильность давления в системе. Такие клапаны используются, например, в турбокомпрессорах, установленных на автомобильных ДВС.

Разгрузочный клапан

Клапан разгрузочного действия обеспечивает стравливание сжатого воздуха, оставшегося в коллекторе между поршневым блоком и обратником, при остановке компрессора. При этом давление на выходе компрессора снижается до величины атмосферного. В общем случае наличие разгрузочного клапана дает возможность:

• сбросить давление в магистрали при отключении компрессора;
• перевести компрессор на нулевую производительность при отсутствии расхода рабочей среды;
• облегчить повторный запуск как компрессора, так и подключенного пневмооборудования.

Кроме того, разгрузочный клапан используют в тех случаях, когда отсутствует возможность отключения механического привода подключенного пневмооборудования. Устанавливают его на выходе компрессора перед обратником.

Итак, чем производительнее и мощнее компрессорное оборудование, тем сложнее система клапанов. Самый простой клапан обратного действия для использования в бытовом компрессоре низкого давления можно изготовить своими силами. Но чтобы установка работала корректно, рекомендуется приобрести деталь заводского производства.

Особенности устройства

Обратные клапаны используются во многих сферах. Подобные устройства чаще всего работают в тандеме с какими-либо резервуарами или компрессорами. Основная задача обратного клапана – не допустить потерь нагнанного в систему давления и ограничить доступ нежелательных элементов внутрь системы.

За отсутствием такого механизма КПД оборудования заметно уменьшается. К примеру, компрессоры вынуждены работать практически без остановки, что сказывается не только на эксплуатационном ресурсе техники, но и на счетах за электричество.

Сферы применения обратных клапанов:

• системы, работающие с перегонкой жидких сред;
• газовые магистрали;
• холодильное оборудование;
• вентиляция;
• сантехническое оборудование.

Кроме поддержания давления в системе обратные клапаны не допускают проникновение жидких сред в компрессор

При больших объёмах перегонки, равно как и серьёзной нагрузке на технику очень важно сохранить герметичность оборудования. Этот момент также критичен при работе с газообразными составами, в особенности горячими

В кондиционировании и схожем оборудовании такие клапаны выполняют две важные функции:

1. Ограничивают доступ обратной конденсации.
2. Обеспечивают беспрепятственную перегонку фреона от горячей части испарителя до холодной.

Обратные клапаны часто используют в вентиляционной технике, причём как в бытовых, так и промышленных сферах. Оборудование такого плана можно увидеть в квартирах – кухнях и ванных комнатах, в офисах, местах общественного питания, а также на строительных площадках и других технических объектах.

Обратный клапан выполняет следующие функции:

• повышает качество тяги на сложных многоуровневых участках;
• ограничивает доступ холодных потоков извне;
• предохраняет помещение от проникновения токсичных сред, а также неприятных запахов;
• при пожарах препятствует попаданию продуктов горения.

Аналогичным образом обратные клапаны используют в сантехнических и других системах, где требуется отсечка нежелательных элементов.

Компрессор сильно греется

Если компрессор сильно греется, то это сигнализирует о его какой-то неисправности. Причин перегрева может быть несколько. Начиная с простой, это заблокирован обдув воздуха цилиндра и картера. Проверьте не закрыта ли крыльчатка посторонними предметами.

Одной из основных причин греющегося компрессора является недостаток уровня масла. Рабочие узлы работают на износ, создаётся высокое трение в следствие сильно греется. При дальнейшей такой работе оборудование быстро выйдет из строя. Проверьте уровень масла, если его недостаточно, необходимо долить до нужного уровня.

Неисправности клапанов, в результате карбонизированного загрязнения или их ослабления. Также могут быть забитые воздушные каналы.

Посмотрите уровень давления , возможно сломалась автоматика и компрессор «молотит» до большого давления, это и вызывает перегрев. Возможно требуется ремонт или замена предохранительного клапана.

Старайтесь располагать компрессор в прохладном, просторном месте, особенно в жаркое время года. Какое бы охлаждение у него не было, нагреваться будет гораздо меньше, что скажется на его положительной и долговечной работе.» Также не стоит забывать, что чем воздух холодней тем в нём меньше влаги и масляных примесей.

Виды и конструкции

По принципу действия на запорный элемент клапаны сброса избыточного давления (сокращенно КСИД) делят на два типа:

• Прямого действия. Срабатывают под действием напора рабочей среды. Часто используются в топливопроводах и масляных контурах.
• Непрямого действия. Используется сторонний источник давления. Их применяют в качестве клапанов аварийного сброса избыточного давления воды или газа.

В зависимости от внутреннего устройства клапаны КСИД подразделяются на следующие виды

С выносным датчиком

Арматура укомплектована подпружиненным штоком. Они срабатывают от основных или дополнительных мехов. В датчике находится чувствительный к температуре состав. В случае перегрева он расширяется и попадает в меха по капилляру. Увеличившиеся в размерах меха толкают шток, отжимая запорный элемент от седла. Так открывается просвет для сброса рабочей среды в окружающее пространство или в дренаж.

Комбинированные с подпиткой системы

Продвинутая конструкция разработана для того, чтобы одновременно выполнять несколько операций:

• Сброс рабочей среды по сигналу внешнего сенсора.
• Быстрое снижение температуры теплоносителя.
• Подпитка отопительного контура свежей водой.

Для этого на едином штоке, проходящем через две независимые рабочие камеры, установлены два запорных тарельчатых элемента. Один из них открывает путь перегретому теплоносителю в канал сброса, второй одновременно подает в систему свежий его запас, чтобы компенсировать потери.

Похожие клапана используются и для выпуска избыточного давления воздуха, с одновременным добавлением новой порции из ресивера.

Пружинные

Здесь запорный элемент удерживается силой деформированной пружины. Клапан перестраивается в ограниченном диапазоне напора. Для этого достаточно вращать регулировочный винт, предварительно сжимающий или ослабляющий пружину.

Клапан можно настраивать и в больших пределах, меняя пружину на более или менее жесткую.

Многие пружинные клапаны снабжают рычагом для сброса давления вручную и для проверки работоспособности устройства.

Если прибор предназначен для функционирования в активных средах, на пружину наносят защитное полимерное покрытие.

Рычажно-грузовые

В такой арматуре вместо силы сжатия пружины используется сила земного тяготения. Давление рабочей среды уравновешивается весом тщательно подобранного груза, подвешенного на рычажном механизме. Тонкую настройку момента срабатывания можно добиться, перемещая груз ближе или дальше от штока вдоль по рычагу, снижая или повышая таким образом силу прижима и пороговое значение срабатывания.

Такие конструкции могут устанавливаться только в одном, строго определенном положении относительно горизонта. Как правило, они работают на горизонтальных участках трубопроводов.

Для обеспечения высокой пропускной способности приходится увеличивать диаметр тарельчатых запорных элементов. Чтобы избежать значительного роста габаритов изделия и массы груза, часто в одной рабочей камере размещают два клапана меньшего сечения.

Конструкция отличается высокой стабильностью параметров.

Воздушный обратный клапан для компрессора своими руками

Т.к. тема про компрессор разрослась аж до 3 записей, мной решено создать запись затрагивающую все аспекты сборки самодельного компрессора на базе головы ЗИЛ-130. От идеи до воплощения. Данная запись будет периодически обновлятся. Собирать/ купить готовый личное дело каждого. Схожий компрессор по производительности и литражу я обнаружил от 15 тысяч. Привод прямой( ресурс маленький). Покумекав, начал сборку своего.

(накопитель сжатого воздуха), чем больше — тем лучше( для прямого привода большой ресивер -> быстрый износ поршневой) для подкачки шин и редкой поэлементной покраски 50 -100 литров вполне достаточно. Большой ресивер позволит получить более стабильный результат. 2)Двигатель (электрический) для привода компрессорной головы (рекомендуется с запасом20-40%, во избежании возможных проблем незапуска под нагрузкой). (как правило двигатели стоят асинхронные с конденсаторами) 3)Защитная решетка (чтоб руки на ремень не намотало) 4)Приводной ремень (как правило клиновидный, в случае адского перегруза проскользнет и не убьет мотор) 5)Обратный клапан ( необходим для запуска компрессора под нагрузкой, принцип работы: в ресивер впускать из ресивера не выпускать) 6)Трубка подачи воздуха в ресивер(как правило медная, или алюминиевая). 7)Компрессорная головка ( как правило ставятся под охлаждение воздухом, в нашем случае охлаждение водой/антифризом, при длительной работе желательно), от неё зависит производительность системы в целом.Прессостат -сердце компрессора, в данной коробушке находится реле давления, как правило отрегулировано на : 8 атмосфер выключение мотора, снижение давления до 4-6 атмосфер запускает мотор и так по кругу. Так же в этом узле находится регулятор давления с двумя манометрами — его задача выставить нужное пользователю давление под конкретный инструмент, например под краскопульт. Теперь о манометрах, как правило их два, один показывает давление в ресивере, второй отображает расход воздуха на инструмент. Регулятор на выходе имеет присоединительную арматуру: либо это рапид, либо байпас. Еще есть вариант елочка). Данный узел имеет маленькую но крайне важную деталь — клапан сброса давления( в простонародье пердунок).Необходим в случае отказа прессостата. 9)Сливной кран — функция освободить ресивер от конденсата( а он будет в любом случае).

Теперь разберем следующую неочевидную вещь: для чего делается такая длинная магистраль от головы до ресивера? Необходимо для более легкого запуска компрессора. Принцип работы данного узла прост- воздух из компрессорной головы проходит по магистрали через обратный клапан в ресивер. Компрессор отключился — обратный клапан запер воздух в ресивере, воздух стоит в трубке. Клапана компрессора не настолько герметичны и понемногу стравливают воздух, тем самым давление в трубке падает. Мотору необходимо несколько мгновений чтобы выйти в рабочий режим, и эти несколько мгновений обеспечивает трубка и обратный клапан.

Второе, для снижения конденсата на выходе из компрессора, ввод воздуха рекомендуется делать дальше от выхода.

Итак разобравшись с конструкцией компрессора, и уяснив некоторые аспекты, было решено ваять конструкцию, которую не сложно повторить.

— бытовой пропановый баллон 40-50 литров.( Перед сваркой произвести дегазацию, я не несу ответственности за ваши необдуманные действия.) В тело ресивера вварены: кусок водопроводного сгона под клапан обратного давления 1/2 дюйма, кусок водопроводного сгона под кран слива конденсата, гайка М12 под клапан аварийного давления, (ранее это был клапан под резьбу 1/4, плашкой перерезал под М12). Выход воздуха осуществляется через горловину баллона — сгон 3/4 дюйма, вкручивается в баллон( в баллоне резьба 3/4 к(конусная), вкручивается без проблем.

Для обеспечения корректной работы компрессорного оборудования используются различные технические устройства, среди которых можно выделить обратный клапан для компрессора. Без данного узла практически невозможно представить работу оборудования, предназначенного для сжатия воздуха.