Как работает редукционный клапан

8.1. Редукционные клапаны

Давление пара в котле очень часто выше давления, требуемого для теплообменного процесса. Экономичным решением данной проблемы является редуцирование давления пара с помощью редукционного клапана. Использование в теплообменных аппаратах пара более низкого давления имеет ряд преимуществ: сам теплообменный аппарат, рассчитанный на более низкое давление пара, стоит дешевле; пар низкого давления имеет более высокую скрытую теплоту парообразования; сокращается количество пара вторичного вскипания, образующегося после конденсатоотводчика.

8.1.1. В большинстве случаев точность регулирования пропорциональных регуляторов давления прямого действия (показан на рис. 85) вполне приемлема и достаточна для технологических процессов. Это сбалансированный по давлению односедельный клапан прямого действия. Импульс от паропровода низкого давления передается через охладитель импульса и далее по импульсной трубке на нижнюю часть диафрагмы.
Сила пружины действует в противоположном направлении. Сила пружины настраивается вручную с помощью маховика и определяет величину редуцированного давления

8.1.2. Правильный монтаж редукционного клапана очень важен для нормальной работы данного клапана. рис. 86.

Редукционные клапаны прямого действия работают большую часть времени в положении дросселирования. Даже небольшие частицы грязи могут самым негативным образом влиять на нормальную работу этих клапанов. Поэтому перед каждым редукционным клапаном прямого действия рекомендуется установить сетчатый фильтр. Частицы воды во влажном паре, пролетая на высокой скорости через клапан, приводят к кавитации и эрозии и, как результат, заметно ускоряют износ клапана и седла.
При остановах системы в результате конденсации пара в паропроводах остается конденсат. Этот конденсат скапливается, в том числе, и в самой нижней точке перед редукционным клапаном При запусках пар проходит над поверхностью холодного конденсата, в результате чего могут возникать гидроудары, которые приводят к преждевременному выходу из строя диафрагмы и сильфона редукционного клапана.
Поэтому паропроводы перед редукционными клапанами необходимо дренировать с помощью конденсатоотводчиков. Если паропровод после редукционного клапана поднимается наверх, то после редукционного клапана в точке подъема паропрово¬да надо предусмотреть ещё один дренаж.
Если редукционный клапан установлен на вертикальном паропроводе с потоком снизу вверх, то дренаж непосредственно перед редукционным клапаном можно не предусматривать.
Примеры правильного монтажа редукционных клапанов прямого действия показаны на Рис. 86. Точка отбора импульса из паропровода низкого давления должна находиться на расстоянии не менее 1 метра после редукционного клапана прямого действия.
Это расстояние необходимо для стабилизации потока пара после редуцирования.

8.1.3. Если необходимо редуцировать достаточно высокое давление пара до очень низких значений, то, скорее всего, одного клапана будет уже недостаточно. В таких случаях можно использовать два редукционных клапана, установленных последовательно (см. рис. 87). Если перепад давления достаточно большой (P2

В современных системах водоснабжения и трубопроводах различного направления используется огромное количество разнообразных деталей.

Применяются как обычные фитинги или запорные арматуры, также специальные полуавтоматические клапаны, без которых функционирование трубопровода нельзя было бы назвать автономным. Одной из таких деталей является редукционные клапаны, что отвечает за работу с давлением в системе.

Особенности, назначение и принцип работы

Принцип работы редукционного клапана давления — поддержание давления «на выходе» из системе. Причем давление он удерживает на постоянном уровне. Это значит, что работа клапана является полуавтоматической, а в присутствии человека он нуждается только на стадии настройки.

К примеру принцип конструкции редукционного клапана давления воды или пара, в одном из вариантов, включает затвор, который под действием давления воды или пара будет закрываться, а задатчик (пружинного типа), который подаёт на затвор усилие и не даёт ему закрыться.

Соответственно, сила сжатия пружины задатчика (усилие, противостоящие давлению воды, воздуха) не даёт затвору ход к закрытию. Таким образом, клапана способен работать практически автономно.

Как только давление воды в системе начинает превышать усилие пружины – затвор начинает закрываться, тем самым уменьшая давление до установленного (пока пружина опять не остановит ход затвора). Пружину можно настраивать, меняя силу ее натяжения.

Чем дороже, а также качественнее модель клапана, тем больше у него возможностей по настройке. Редукционные клапаны находят применение на различных устройствах, не обязательно речь идёт об предохранительной арматуре трубопровода.

Хотя, на трубопроводах, системах отопления и других подобных направлениях редукционные образцы встречаются чрезвычайно часто.

Не обойтись без них в промышленности. Правда, клапаны для промышленного применения отличаются повышенной надежностью, увеличенными габаритами и соответствующей ценой.

Пружинный клапан насоса масла применяется и в двигателях автомобилей, в частности – редукционный клапан высокого давления применяется на дизельных двигателях. Он регулирует уровень масла и давление в системе.

Виды редукционных клапанов

Теперь рассмотрим популярные виды такой продукции, а также их особенности.

Основная классификация этой разновидности регулирующей арматуры происходит по принципу:

• Прямого действия. Принцип работы предусматривает, что регулирующий и измерительный компонент устройства взаимодействуют непосредственно (как в описанном выше примере – затвор и пружина);
• Непрямого действия. Предполагает, что измерительный компонент (датчик, к примеру), передаёт данные на контроллер, которое затем уже воздействует на регулирующий элемент.

Если первый тип устройств не требует дополнительного источника внешней энергии, то второй тип будет нуждаться в таковом для работы постоянно.

Также, в зависимости от сферы применения и рабочей среды выделяют клапаны для воздуха, газа, масла, воды, пара, и т.д.

Это может определять принцип или конструктивные особенности конкретных моделей регулирующей арматуры на системе. Логичным будет и разделение предохранительной арматуры подобного вида по рабочей среде (воды воздуха, масла, пара), с которой она взаимодействует – агрессивной или неагрессивной.

К примеру, для воды клапаны по принципу работы делятся на поршневые и мембранные. Основное их различие в том, что клапаны поршневой разновидности функционируют так, что колебания давления потока на входе не создаёт колебаний на выходе (ещё говорят – «разгружены по давлению»).

Мембранные же соответственно, «не разгружены», что иногда может считаться недостатком этого типа регулирующей арматуры.

В силу особенностей конструкции, поршневая арматура более чувствительна к загрязнению и требует дополнительных фильтров, а также регулярной чистки.

Мембранные разновидности более надёжны в работе и неприхотливы в эксплуатации, предохранительный редукционный клапан такого типа не требует большого перепада давления для функционирования.

Аналогично, пружинные предохранительные клапаны применяются на других системах. К примеру, для подачи рабочей среды в виде пара, газа, воды, или гликолевого раствора (системы, работающие при минусовой температуре) используются идентичная предохранительная арматура.

При формировании отопительных систем, где за основу взят масляный нагревательный котёл, работающий на мазуте – применяется редукционный клапан общего давления топлива аналогичного принципа действия.

Советы по выбору

Определяющими характеристиками для применения того или иного редукционного клапана являются: граничное давление на системе, пропускная способность и расход рабочей среды. Очень важно, чтобы все эти показатели полностью соотносились с аналогичными в системе.

Рекомендуется также подбирать их по принципу остаточности или превышения максимума. Это значит, что лучше будет, если конкретная характеристика клапана будет выше такой же, но уже у трубопровода.

Тогда у вас будет своеобразный запас мощности, который гарантирует, что устройство не повредится при перегрузках. Плюс к этому стоит заметить, что работая в нормальном режиме и без максимальных нагрузок, любая деталь продержится дольше.

Не рекомендуется покупать продукцию от безыменных компаний, которые предлагают очень дешевые изделия. Скорее всего, после покупки таких товаров вас будет ждать серьезное разочарование.

Да и вообще, старайтесь заранее определить качество сборки устройства. Не нужно иметь больших навыков или опыта чтобы понять, правильно ли собран клапан, подогнаны ли у него все детали и т.д. Не поленитесь обратить внимание на всякие мелочи. Например, на задвижку клапана, качество закрепления пружины и т.д.

Такая внимательность сполна окупится, ведь она обязательно предостережет вас от покупки бракованных товаров.

Также, на редукционный газовый клапан может встраиваться запорный механизм. К примеру, в устройстве может предполагаться полная блокировка подачи газа на случай падения давления на системе ниже определённого.

Редукционный клапан системного давления пара обычно применяется в системах вместе с другим вспомогательным и регулирующим оборудованием. Установка и особенности монтажа во многом будут зависеть от назначения конкретного трубопровода, типа соединения.

Редукционный регулировочный клапан

Данная разновидность предохранительной арматуры представлена множеством моделей от разных производителей и с различными условиями использования.

О текущих ценах

Редукционный клапан требуемого давления воздуха (сжатого) и воды от компании Honeywell в зависимости от диаметра будет стоить от 60 (D15) до 230 (D50) долларов. Речь идёт о пружинном варианте со встроенным фильтром, который также может быть оснащён обратным фильтром.

Редуктор от Danfoss под резьбовое соединение (может функционировать, как редукционный клапан требуемого давления масла и работать с нейтральными рабочими жидкостями, в том числе – с мазутом) будет стоить в среднем от 35 долларов.

Купить редукционный клапан от других известных производителей можно по цене 30-70 долларов. Его стоимость будет зависеть от качеств клапана, его характеристик и размеров.

Если же вас интересует редукционный клапан для регулировки давления воздуха по более низкой цене, то можете внимание на продукцию из Китая или стран Азии. Ее продают за 20-30 долларов или даже дешевле. Однако покупаете вы подобные детали на свой страх и риск.

В одном случае они могут прослужить вам длительное время без доставления неприятностей, в другом же они ломаются за короткий периода эксплуатации. Причем ремонту дешевый клапан, как правило, не подлежит.

Схема работы и устройство клапана (видео)

Нюансы монтажа

В случае работы с системами подачи воды, арматурный узел редукционного типа устанавливается на входе трубопровода к потребителю. Данный тип установки позволяет в некоторых случая компенсировать перепады давления воздуха в системе.

К примеру, когда речь идёт о многоэтажных домах и на верхних этажах возникает существенная разница в давлении – именно данная разновидность трубопроводной арматуры на системе отвечает за стабилизацию и бесперебойное водоснабжение.

При установке, рекомендуют учитывать следующие моменты:

• Если производителем не оговорено иное – клапан может быть установлен на систему на любой трубопровод (горизонтальный, наклонный, вертикальный).
• Обычно на участке до и после установленного редукционного клапана также устанавливаются манометры для контроля давления в системе.
• Если участок, на котором установлен редукционный клапан не должен подвергаться повышению давления сверх определённого максимума, вместе с ним устанавливается ещё один предохранительный – что позволит обезопасить работу системы даже в предаварийных ситуациях.
• Если на системе водопровода используется поршневой тип арматуры – по ходу воды перед редукционным узлом нужно установить фильтр, чтобы дополнительно обезопасить работу механизма.
• Иногда необходима установка дополнительных фильтров. Особенно это полезно, если среда в трубах может быть загрязнена.
• Рекомендуется монтировать клапан с помощью резьбовых соединений или фланцев. Сварка, конечно же, очень надежна, но не дает возможности за считаные минуты снять клапан с трубы и заменить, что не очень удобно.

Вы здесь

Назначение редукционного клапана прямого действия

Редукционный клапан давления предназначен для поддержания в некоторой части гидросистемы пониженного давления относительно давления в основной нагнетательной магистрали и независящего от него.Так же, как и предохранительные клапаны, редукционные клапаны подразделяются на клапаны прямого и непрямого действия, а по количеству линий присоединений клапана – на двухлинейные и трехлинейные.

Устройство двухлинейного редукционного клапана прямого действия

Схема двухлинейного редукционного клапана прямого действия приведена на рис.1. В корпусе 1 размещается регулирующий золотник 2, который под действием пружины 3 стремится занять крайнее нижнее положение и находится в нем до тех пор, пока давление Р₁ в канале “б”, действующее на нижний торец золотника, не в состоянии преодолеть усилие пружины редукционного клапана (рис.1 а). На котором показано состояние клапана, когда усилие от давления Р₁ из-за малой величины давления на входе в клапан, в канале “а” меньше усилия пружины.

Принцип работы двухлинейного редукционного клапана прямого действия

Принцип работы двухлинейного редукционного клапана заключается в следующем, по мере роста давления Р наступает момент , когда усилие от давления Р , превысит начальное усилие пружины, регулируемое с помощью винта 4 и золотника 2 начнет смещаться вверх, частично перекрывая канал “б” на выходе клапана. С этого момента давление на выходе клапана будет поддерживаться постоянным, независимо от дальнейшего нарастания давления на входе в клапана в канале “а”.

Принцип работы трехлинейного редукционного клапана прямого действия

Принцип работы трехлинейного редукционного клапана давления прямого действия отличается от двухлинейного тем, что у него, помимо, канала “а” подводящего жидкость и отводящего канала “б”, имеется и канал “в” сообщенный со сливной магистралью. На рис.2 показана схема такого клапана, в котором, в отличие от описанного ранее, поддержание редуцированного давления достигается путем частичного перекрытия подводящего канала “а”, что не принципиально. Благодаря наличию сливного канала “в”, редуцированное давление в канале “б” будет поддерживаться постоянным даже в том случае, когда полностью перекрытом канале “а” давление на выходе клапана будет стремиться возрастать по какой-либо причине, например из-за обратного тока жидкости из системы. На рис.2 а показан клапан в режиме нормального редуцирования, а на рис.2 б – в режиме перелива жидкости из-за обратного тока в канал “б”.

Устройство трехлинейного редукционного клапана прямого действия

Устройство трехлинейного редукционного клапана давления модульного исполнения приведена на рис. 3. В корпусе 1 установлена втулка 3 с каналами “а” и “б”, связанными магистралями подвода жидкости Р и редуцированного давления Р!. Канал “в”, в свою очередь, связан с каналом “б” и установленным в нем демпфером , с помощью которого жидкость подводиться в полость, образованную втулкой 3 и пробкой 4. В расточке втулки размещен золотник 2, который пружинами 5 и 6 в исходном состоянии прижат к пробке 4, так что каналы “а” и “в”, а значит и магистрали Р и Р₁оказываются сообщенными друг с другом.

При возникновении усилия от давления Р 1 , действующего на торец золотника 2, большего суммарного усилия двух пружин, определяемого положением регулировочного винта 8 относительно резьбового стакана 7, золотник 2 начинает смещаться влево, частично перекрывая канал “а”. Тем самым поддерживается постоянное давление Р1 в канале “в”. Если почему-либо давление Р 1 будет стремиться возрастать, золотник 2 еще больше сместиться влево так, что его первый поясок выйдет в полость “с” и через канавки на втором пояске жидкость из канала “в” начнет поступать на слив через сверление из полости “с” в магистраль “Т”.

Принцип работы трехлинейного редукционного клапана прямого действия

Принцип работы трехлинейного редукционного клапана давления прямого действия отличается от двухлинейного тем, что у него, помимо, канала “а” подводящего жидкость и отводящего канала “б”, имеется и канал “в” сообщенный со сливной магистралью. На рис.2 показана схема такого клапана, в котором, в отличие от описанного ранее, поддержание редуцированного давления достигается путем частичного перекрытия подводящего канала “а”, что не принципиально. Благодаря наличию сливного канала “в”, редуцированное давление в канале “б” будет поддерживаться постоянным даже в том случае, когда полностью перекрытом канале “а” давление на выходе клапана будет стремиться возрастать по какой-либо причине, например из-за обратного тока жидкости из системы. На рис.2 а показан клапан в режиме нормального редуцирования, а на рис.2 б – в режиме перелива жидкости из-за обратного тока в канал “б”.

Устройство трехлинейного редукционного клапана прямого действия

Устройство трехлинейного редукционного клапана давления модульного исполнения приведена на рис. 3. В корпусе 1 установлена втулка 3 с каналами “а” и “б”, связанными магистралями подвода жидкости Р и редуцированного давления Р!. Канал “в”, в свою очередь, связан с каналом “б” и установленным в нем демпфером , с помощью которого жидкость подводиться в полость, образованную втулкой 3 и пробкой 4. В расточке втулки размещен золотник 2, который пружинами 5 и 6 в исходном состоянии прижат к пробке 4, так что каналы “а” и “в”, а значит и магистрали Р и Р₁оказываются сообщенными друг с другом.

При возникновении усилия от давления Р₁, действующего на торец золотника 2, большего суммарного усилия двух пружин, определяемого положением регулировочного винта 8 относительно резьбового стакана 7, золотник 2 начинает смещаться влево, частично перекрывая канал “а”. Тем самым поддерживается постоянное давление Р1 в канале “в”. Если почему-либо давление Р₁будет стремиться возрастать, золотник 2 еще больше сместиться влево так, что его первый поясок выйдет в полость “с” и через канавки на втором пояске жидкость из канала “в” начнет поступать на слив через сверление из полости “с” в магистраль “Т”.