Для чего служит редукционный клапан

Редукционный клапан давления

Газ или жидкость в магистральном трубопроводе часто находится под более высоким давлением, чем это нужно для того или иного потребителя. Для того, чтобы снизить его до требуемой величины, применяют редукционный клапан. Такие устройства используют также стабилизации напора в гидравлических системах различных приводов на транспорте и в технологических установках.

Назначение

Устройства предназначены для понижения высокого напора жидкости или газа, подаваемого из магистрали, до значений, необходимых для работы устройства-потребителя. Еще одно назначение редукционного клапана — поддержание постоянного давления на входе таких устройств.

Основные области применения гидравлических редукционных клапанов следующие:

Правильно подобранный редукционный клапан дает следующие преимущества:

Специалисты рекомендуют устанавливать редукционный клапан в следующих случаях:

Чтобы стабилизировать давление в отопительных контурах, применяется подпиточный клапан.

Виды регулировочных клапанов

Устройства разделяют на две подгруппы. Они различаются конструкцией и принципом действия. Это:

Редукторы разделяются также по виду рабочей среды:

Рабочая среда влияет на выбор конструкции, материалов, диапазонов регулировки.

Гидравлические редукторы, в свою очередь, бывают поршневые и мембранные. Поршневые отличаются тем, что изменения входного давления не влияет на стабильность параметров на выходе. Однако устройства такого типа намного более чувствительны к загрязнениям и посторонним включениям в потоке рабочей среды и требую установки фильтров. В мембранных редукторах перепады на входе сказываются на постоянстве напора на выходе, они неприхотливы и допускают значительные загрязнения жидкости. Для срабатывания им не требуется существенный перепад входного давления.

Клапан редукционный пружинного типа применяется для управления напором при подаче газов, воды, пара, растворов теплоносителей.

Функции редукционного клапана

Для чего нужен водный или газовый редукционный клапан? Редуктора выполняют следующие основные функции:

Сложные современные устройства выполняют и другие функции, такие, как передача данных в централизованную систему управления, доочистка рабочей среды от механических загрязнений и других посторонних включений.

Как работает редукционный клапан

Рассмотрим принцип работы прямых и непрямых редукционных клапанов.

Для этого будет рассмотрены схемы простейших редукционных клапанов.

Редукционный клапан прямого действия

Основные элементы конструкции редуктора прямого действия следующие:

Давление на входе (Р_н) не вызывает перемещения золотника. Когда давление на выходе (Р_ред) падает ниже заданной величины, пружина отжимает сердечник вниз, открывая выходной патрубок и соединяя его с центральной камерой. Р_н начинает действовать и на нижний срез золотника, отжимая его вверх, сжимая пружину и перекрывая выходной патрубок. По мере расхода жидкости потребителем в выходном патрубке Р_ред снижается, и пружина снова отжимает поршень вниз. Рабочий цикл повторяется.

Р_н воздействует на обе поверхности камеры золотника с равной силой и не вызывает его продольного перемещения. Р_ред и сила пружины действуют на поршень в противоположных направлениях. Сила воздействия пружины задается регулировочным винтом. Чем сильнее он завернут, тем больше эта сила и тем большее давление воды требуется, чтобы ее уравновесить.

При росте Р_ред поршень будет двигаться вверх, постепенно перекрывая просвет входного патрубка, при этом будет снижаться и подача рабочей среды, снижая, таким образом, Р_ред.

Как только Р_ред снизится до заданной величины, пружина начнет отжимать поршень вниз, увеличивая просвет и поступление рабочей среды. Р_н начнет увеличиваться. Одновременно этот механизм выполняет и функции обратного клапана.

При большом расходе клапан прямого действия будет вызывать большие колебания расходы продукта.

В этом случае разумно применить редукционный клапан давления непрямого действия.

Редукционный клапан непрямого действия

Применение таких устройств дает возможность снизить зависимость колебаний давления от расхода.

Устройство редуктора непрямого действия заметно сложнее, чем прямого.

Входной поток проходит чрез просвет между конической частью поршня золотника и седлом, и далее- в отводной канал. Сила давления в этом канале действует на нижний срез поршня золотника, отжимая его вверх. Это давление уравновешивается силой сжатия главной пружины и давлением на верхнюю часть поршня, куда рабочая среда поступает через дросселирующую заслонку. Далее отводной канал подходит к подпружиненному шарику, перекрывающему выход в дренажный патрубок. Сила сжатия этой пружины изменяется с помощью регулировочного винта.

Позиция золотника определяется равнодействующей Р_ред и давления в верхней камере.

Если давление в отводном канале превышает заданный регулировочным винтом уровень, шарик отжимается вправо, открывая путь рабочей среде в дренаж. Возрастает расход, и благодаря потерям в дросселирующей заслонке давление в верхней камере начинает снижаться. После сброса в дренаж некоторого ее количества давление падает до заданного, и пружина отжимает шарик к седлу, перекрывая клапан. Золотник перемещается в сторону меньшего давления, перекрывая входной патрубок, и Р_ред также снижается до установленной величины.

Отличие редуктора от предохранительного клапана

Конструктивно эти два вида запорных устройств имеют очень много общего. Они походи внешним видом корпусов, рабочее давление и там, и там задается регулировочными винтами, изменяющими степень сжатия пружин, подпирающих клапаны. Много общего и в их схемах с точки зрения гидравлики.

Различия заключаются в назначении, принципе действия и особенностях внутреннего устройства.

Предохранительный клапан выполняет единственную функцию — он не должен допустить повышение давления в системе выше заданной предельной величины.

Управляется он входным давлением (Р_н). Для него не имеет значения расход рабочей среды, проходящей через клапан. Это устройство эпизодического действия.

Редуктор же должен независимо от Р_н поддерживать постоянное давление на выходе. Он управляется выходным Р_ред. Постоянный расход имеет большое значение для функционирования этого типа устройств. Действуют они не эпизодически, ка предохранителя, а постоянно.

Различие в управляющих параметрах нашли свое отражение и на гидравлических схемах. У редуктора пунктир, символизирующий управление, подходит ко входу, а у предохранителя — к выходу.

Ремонт и неисправности масляного клапана

Конструкция редуктора достаточно простая, это обуславливает его высокую отказоустойчивость и долгий срок эксплуатации. Обычно это бывает связано с износом деталей устройства.

Специалисты выделяют следующие основные неисправности редукторов:

Ремонт и обслуживание можно проводить только при полностью отключенных насосах, двигателях и сбрасывании давления в магистрали до нуля. Нарушение этого правила может привести к выбросу масла и деталей клапана, травмированию персонала и повреждению оборудования.

Ремонт заключается в демонтаже клапана и его полной разборке для дефектации.

Все детали, включая корпус, надо тщательно промыть в растворителе от остатков масла и других загрязнений и осмотреть. Поврежденные детали следует заменить. Если нет уверенности в упругости пружины, лучше заменить и ее, не дожидаясь сбоев в работе.

Такое обслуживание обычно приурочивают к плановому ремонту двигателя, связанному с частичной разборкой. Если на внутренних поверхностях корпуса или на поверхности золотника обнаружены царапины или задиры, лучше заменить весь клапан.

Как устанавливать и регулировать

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

При планировании и монтаже рекомендуется учитывать следующее:

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

Обслуживание и ремонт

Обслуживание редукторов требуется минимальное. Если изготовитель указал периодичность осмотра, то лучше соблюдать ее и в указанное время разбирать клапан проверять состояние его деталей и при необходимости заменять изношенные. Если на водопроводном редукторе стоят два манометра- до и после, то по их показаниям можно точнее определить время внепланового обслуживания устройства. Своевременное плановое обслуживание позволяет избежать внепланового, экстренного ремонта, вызванного поломкой.

Источник

Что такое редукционный клапан (виды, применение и преимущества)

Редукционный клапан — это самодействующий клапан, который используется для снижения избыточного давления в системе. Иногда этот клапан также называют редукционным клапаном. Основной функцией редукционных клапанов является снижение высокого давления до более низкого. Они широко используются в водной, паровой, нефтяной и газовой промышленности.

Редукционный клапан можно определить как автоматический регулирующий клапан с автоматическим действием для снижения повышенного нерегулируемого входного давления до постоянного пониженного выходного давления, независимо от изменения входного давления воды. В этой статье мы узнаем о функциях, типах, применении и преимуществах редукционных клапанов.

Функция редукционного клапана

Редукционный клапан может регулировать давление в полностью автоматическом автономном режиме без необходимости внешнего источника питания.

Основные функции редукционного клапана:

В паровых системах редукционные клапаны используются для точного регулирования давления на выходе. Эти клапаны автоматически регулируют открытие клапана и настраивают давление таким образом, чтобы оно оставалось постоянным при колебаниях давления.
Редукционные клапаны надлежащего размера могут использоваться для защиты от гидроударов при определенных условиях.
Они также могут использоваться в качестве перепускных клапанов для спасения системы во время отключения электроэнергии.
Редукционные клапаны могут действовать быстро, мгновенно измеряя и регулируя давление на выходе.

Типы редукционных клапанов

Редукционный клапан в паровой системе работает путем уравновешивания давления пара с помощью пружины. Большинство современных редукционных клапанов изготавливаются на основе этой базовой концепции. Редукционные клапаны делятся на два типа в зависимости от механизма, управляющего открытием клапана:

Редукционный клапан прямого действия:

Редукционные клапаны прямого действия идеально подходят для небольших нагрузок, где не требуется точный контроль давления. Они выпускаются компактных размеров, дешевы и очень просты в установке. Однако они имеют тенденцию к большему отклонению от заданного давления, чем их аналоги, управляемые пилотом.

Редукционные клапаны прямого действия предназначены для установки на месте. Это самый простой тип редукционного клапана, который работает с помощью плоской мембраны или сильфона. Для его работы не требуется внешняя измерительная линия, так как он является автономным. Точность клапана PRV прямого действия обычно составляет (+/-) 10% от заданного значения ниже по потоку от клапана.

В редукционных клапанах прямого действия движение регулирующей пружины непосредственно способствует открытию клапана. Сжатие пружины создает усилие открытия редукционного клапана, что увеличивает расход. По мере увеличения давления на выходе давление на выходе выравнивается, доводя его до нижней части регулировочной пружины, где его восходящая сила уравновешивается сжатием пружины. Сила сжатия пружины ограничена, чтобы обеспечить достаточную чувствительность пружины для компенсации изменений давления на выходе. Это обеспечивает простое регулирование давления через отверстие клапана. Однако высокая скорость потока может привести к колебаниям давления.

Редукционный клапан с дистанционным управлением:

Редукционные клапаны с пилотным управлением обычно используются при больших нагрузках, требующих точного регулирования давления. Они обеспечивают более быструю реакцию на изменение нагрузки и подходят для более широкого диапазона расходов, чем типы прямого действия. Они больше по размеру и стоят дорого.

Редукционный клапан с дистанционным управлением использует пилотный клапан для нагрузки на поршень или мембрану, увеличивая усилие, необходимое для открытия основного клапана большего размера. Это помогает увеличить пропускную способность при меньшем изменении давления. Уравновешивая силу между управляющей пружиной и вторичным давлением, можно управлять открытием и закрытием управляющего клапана. Этот пилотный клапан намеренно оказывает давление на поршень или мембрану основного клапана. Нисходящее усилие, создаваемое давлением пилотного потока, усиливается поверхностью поршня или мембраны, что позволяет открывать гораздо больший главный клапан, обеспечивая очень высокую скорость потока.

По этой причине небольшое изменение отверстия пилотного клапана вызывает большое изменение расхода и давления на выходе через основной клапан. Таким образом, небольшое изменение силы управляющей пружины на пилоте обеспечивает быстрый отклик в широком диапазоне расхода пара. Основным преимуществом редукционного клапана с пилотным управлением является быстрая реакция и точное регулирование давления на выходе.

Существует два типа редукционных клапанов с дистанционным управлением:

На рисунке 1 показаны компоненты редукционного клапана с пилотным управлением.

Редукционный клапан с дистанционным управлением
Рис.1: Компоненты редукционного клапана с пилотным управлением

Применение редукционных клапанов

Самодействующие редукционные клапаны используются в следующих областях:

Воздух или газ:

Редукционные клапаны воздуха и газа с прямым и пилотным управлением используются в системах сжатого воздуха, электроинструментах, пневматических системах управления и регулирующих клапанах в промышленных системах хранения и распределения газа. Выбор типа редукционного клапана для этих служб основывается на требуемой точности регулирования.

Водоснабжение:

Редукционные клапаны широко используются в бытовых и промышленных системах водоснабжения и противопожарной защиты. Редукционные клапаны прямого действия предпочтительнее для таких применений. В сценариях высокого спроса поддержание давления в системе становится очень сложным. В этих линиях используются редукционные клапаны, которые могут эффективно регулировать выходное давление до приемлемого предела.

Паровые системы:

Большинство редукционных клапанов используются в паровых системах, включая системы прямого пара, двигатели и паровые турбины.

Другие услуги:

Преимущества использования редукционных клапанов

Основные преимущества редукционного клапана:

Не требует внешнего источника питания.
Не требуются отдельные измерительные элементы или контроллеры обратной связи.
Простая конструкция при низкой стоимости.
Высокая надежность и простота обслуживания
Отсутствие уплотнения штока исключает внешнюю утечку и источник повышенного трения.
Быстрая реакция
Редукционный клапан и клапан избыточного давления

Основные различия между редукционным клапаном и клапаном сброса давления:

1.0 Редукционные клапаны поддерживают почти постоянное давление ниже по потоку от клапана. Поэтому этот клапан служит только для поддержания или снижения более высокого давления. Предохранительные клапаны, с другой стороны, используются для защиты оборудования и систем от высокого давления, когда давление в системе или оборудовании превышает установленный предел.

2.0 Редукционные клапаны работают в линии постоянно, в то время как предохранительные клапаны открываются только при превышении установленного предела давления.

3.0 В редукционном клапане управляющая линия определяет давление на выходе, а в предохранительном клапане управляющая линия определяет давление на входе.

4.0 В нормальных условиях эксплуатации редукционный клапан находится в открытом положении, а клапан сброса давления остается в закрытом положении.

Источник

Редукционные клапаны

Редукционным называют клапан, предназначенный для уменьшения давления в линии отводимой от основной и поддержания этого давления на постоянном уровне.

Редукционные клапаны используют в случае если от одной линии высокого давления питаются один или несколько потребителей, рассчитанных на меньшее рабочее давление, чем основная линия.

Редукционные клапаны, также, применяются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.

Функции редукционного клапана

Редукционные клапаны позволяют реализовать следующие функции:

Как работает редукционный клапан

Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.

Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.

Редукционный клапан прямого действия

Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.

Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым.

Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.

Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом, поджимающим пружину.

При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.

При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.

Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия.

Редукционный клапан непрямого действия

Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.

Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.

Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через постоянный дроссель 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.

Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.

Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.

В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.

Как изображается редукционный клапан на гидросхемах

На гидравлических схемах редукционный клапан показывают в виде квадрата со стрелкой, указывающей направление жидкости, также на схеме показана регулируемая пружина и управление с линии выхода (пунктиром). Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.

Чем редукционный клапан отличается от предохранительного

Редукционные и предохранительные клапаны позволяют регулировать давление, некоторые модели этих устройств производятся в корпусах схожей формы, они регулируется с помощью винта, регулирующего поджатие пружины, их гидравлические схемы состоят из похожих элементов. По этим причинам эти клапаны можно перепутать. Хотя различий у редукционных и предохранительных клапанах гораздо больше, они различаются как по конструкции, принципу действия и назначению.

Функции этих клапанов также различны, клапан предохранительный защищает гидравлическую систему от чрезмерно высоко давления, клапан редукционный снижает давление в линии отводимой от основной и поддерживает давление в этой линии на постоянном уровне.

Источник

Почти всё про редукционный клапан для воды в квартире

Вступление

Если в вашей водопроводной системе слишком высокое давление воды (гудят краны при открывании воды), то вам нужно дополнительное оборудование для его снижения. Называется такое оборудование редукционный клапан для воды, который сейчас часто используют в квартирах и частных домах.

Что такое редукционный клапан для воды

Прежде всего, у редукционного клапана есть парочка иных названий, которые более наглядно раскрывают его назначение. Редукционный клапан так же называют редуктор или клапан для понижения давления или регулятор давления воды. Латинское слово reducere собственно и означает «уменьшать».

С помощью редуктора вы можете добиться понижения давления воды в трубопроводе и поддерживать его в заданном значении независимо от напора воды на входе.

Проще говоря, если в вашем доме в системе водопровода давление в водопроводе слишком высокое (например 6,5 бар), то редукционный клапан для воды сможет давление снизить (например до 3 бар). Помимо снижения, клапан будет поддерживать выставленное давление (например 3 бара), даже если давление на входе упадет (с 6,5 до 5 бар) или повысится до 10 бар (без гидроудара).

Примечание: От гидроударов редуктор давления не спасает. Более того гидроудар может вывести редуктор из строя.

Кроме этого специальные редуктора могут не только понижать, но и поддерживать нужное давление воды в системе, если водозабор в системе увеличивается. Например, в квартире сразу включили воду в душе, на кухне и спустили воду в унитазе. Повторюсь, функцию поддержки динамического давления «после себя» имеют не все редуктора, я знаю Valtec и Honeywell.

Как выбрать редуктор давления для квартиры

Во-первых, редуктора для воды бывают поршневого и мембранного типа. Первые дешевле, вторые дороже, но дольше служат, так как у них нет трущихся деталей.

Во-вторых, редуктор может(!) комплектоваться манометром. Разница в цене редукторов с манометром и без него около 300 рублей.

Манометр нужен для настройки клапана. Если на клапане есть регулировочная шкала, манометр не нужен, хотя и может быть (как на фото).

Если в системе есть отдельный манометр, то манометр на редукторе не нужен. Манометр не нужен для работы клапана, он нужен для его регулировки и контроля.

В третьих, если в вашей квартире точек водозабора более трех, то покупать нужно редуктора на ¾, даже если ввод в квартиру выполнен трубами ½. Подключение через переходники.

Как и где нужно ставить редукционный клапан для воды

Вопрос установки клапана остается дискуссионным, хотя специалистам всё ясно.

Во-первых «как», если в инструкции не оговорено иное, то устанавливать редукционный клапан можно на горизонтальных, вертикальных и наклонных участках водопровода. Однако ставить его «кверху ногами» нельзя, пружина клапана прямого действия не может работать в перевёрнутом состоянии.

Во-вторых «где». Повторюсь, задача водяного редуктора снизить давление воды в системе, а НЕ стать заслоном гидроудара. Он может уменьшить давление воды, как для всей системы, так и для отдельного прибора (например котла или душевой кабины).

Идеальный редуктор решает две задачи:

Здесь важно еще раз отметить, не все редуктора могут сразу выполнять две перечисленные задачи. Редуктора, которые не только понижают, но и поддерживают давление в системе стоят гораздо дороже.

Куда ставить редуктор давления в квартире?

Итак, для всей квартиры редуктор нужно ставить сразу после пары входной перекрывающий вентиль с фильтром грубой очистки (смотреть схему).

На корпусе клапана есть стрелка указывающее направление движения воды. Это нужно учесть при установке.

Установка клапана давления

Как видите на фото редукторов выше (с и без манометра) устройства могут быть укомплектованы установочными штуцерами, а могут продаваться без них.

Штуцера клапанов играют ту же роль, что и при установке счетчиков воды. Они позволяют врезать клапан в систему без её кардинальной разборки. Диаметр штуцеров, как и диаметры входа/выхода клапана, подбирается по диаметру водопроводных труб. Диаметры входа/выхода клапана указаны на корпусе.

Обратите внимание, что вход и выход клапана могут иметь различные типы резьб. Они могут быть внутренние (например ½F или 3/4F) или наружные (½M или 3/4M). Если нужно сделать переход, то нужно использовать переходник, например переходник (1/2F – 1/2M), в сленге сантехников — футорка.

Настройка (регулировка) клапана давления

Клапан прямого действия настраивается вращением регулировочного винта (или ручки) после заполнения системы водой. Вращая винт вы снижаете давление системы на выходе клапана.

Если клапан укомплектование манометров, то регулировка выходного давления производим по этому манометру. Если манометра нет в комплекте, то ставим манометр после клапана (в месте отбора импульса).

В эксклюзивных вариантах монтажа ставят редукционный клапан для воды без манометра, а манометры ставят до и после клапана. Также в вариантах проектного (до эксплуатационного) монтажа, когда много места можно соблюсти следующие рекомендации (если нет другого в инструкции):

Пример, как ставить редукционный клапан для воды при горизонтальном монтаже со счетчиком вы видите на рисунке. Другие 7 схем защищенной установки редуктора в следующей статье.

Редукционный клапан для воды в квартире: до или после счетчика?

Вы наверняка обратили внимание, что на рисунках и фото используемых в статье редуктора стоят в разных местах, а именно до и после счетчика расхода воды. Поясню почему:

Редукционный клапан для воды в квартире, обычно ставят до счетчика, если вам нужно отрегулировать давление для всей квартиры.

Если вам важно снизить давление воды для конкретного прибора, например водогрейного котла или дорогой душевой кабины, то редуктор давления можно ставить перед этим прибором, а не до счетчика.

В загородных домах, особенно индивидуального водоснабжения, чтобы уберечь редуктор от гидроудара, его ставят после счетчика, перед обратным клапаном, тонким фильтром и шаровым краном ревизии.

Заключение

В этой статье мы посмотрели на редукционный клапан для воды, используемый в квартире, прямого действия. В следующих статьях я продолжу тему редукторов.

Источник