Колебательный характер скорости движения, прирост объема теплоносителя вызывают превышение номинального давления в отопительной системе. Выполняя функцию сброса избыточного давления, предохранительные клапаны восстанавливают рабочие характеристики тепловой энергии в пределах допустимых значений.
Предохранительная арматура обеспечивает общую надежность гидравлических и пневматических систем. С целью предупреждения разрушения вследствие аварийных превышений давления водяной, паровой, сжатой газообразной среды технологическое оборудование оснащается предохранительными клапанами. Они разнообразны в модификациях и исполнениях, просты в устройстве, настройке, регулировке.
В соответствии с требованиями строительных норм оборудование тепловых пунктов, водогрейные котлы, трубопроводы котельных установок должны быть защищены от возможного деструктивного действия теплоносителя системы отопления. Они могут подвергаться угрозе избыточного давления, вызванной внутренними физическими процессами, ошибками в действиях обслуживающего персонала, влияния тепловой энергии со стороны других источников. Защита замкнутых контуров систем, вмещающих автономные водонагреватели и систем, которые присоединяются к теплосети по независимой схеме, осуществляется с помощью предохранительных клапанов.
При выборе устройства учитываются вероятность воздействия источников, создающих повышенное давление:
Обеспечивая сброс учтенного расчетом объема жидкости, предохранительные клапаны нейтрализуют угрозу избыточного давления, предотвращают аварийную ситуацию. Водогрейные, паровые котлы требуют их обязательной установки. Их применение клапанов данного типа не предусмотрено для реализации задач в схемах, где скачки давления предопределены особенностями технологического процесса.
Основополагающей частью предохранительных клапанов значится запорный элемент. При высоте подъема затвора, не превышающей значения 0,05 величины диаметра седла, он входит в состав малоподъемных клапанов. Благодаря простоте исполнения и небольшой пропускной способности такие изделия умеренны в цене. Относительно замысловатой конструкцией полноподъемных клапанов предусмотрена высота подъема затвора, равнозначная по величине с диаметром седла либо превышающая этот параметр. Высокие показатели пропускной способности изделий данного типа рассчитаны на работу со сжимаемой средой.
Второй значительной частью предохранительных клапанов призван служить механизм, противодействующий давлению рабочей среды. Он придает клапанам названия пружинных, рычажно-пружинных, грузовых, рычажно-грузовых устройств, отлично работающих с жидкостями.
Пружинные устройства характеризуются высокой чувствительностью, простой и надежной конструкцией. Им отдается предпочтение при оборудовании инженерных систем, промышленных агрегатов малой мощности. Давление срабатывания определяется силой, с которой происходит сжатие пружины клапана. Упругость пружинного механизма создает диапазон настройки. Особенность рычажно-пружинных клапанов заключается в расположении пружины со смещением от оси запорного элемента. Для передачи усилие от пружины служит рычажный механизм.
Не менее надежны грузовые предохранительные клапаны, с учетом силы тяжести груза способные противодействовать давлению воды. Изделия с грузом на рычаге получили название рычажно-грузовых устройств. Они производятся с присоединительным диаметром не менее Ду50, распространены на установках промышленного назначения.
Предохранительные клапаны в функциональном отношении представлены пропорциональными и двухпозиционными моделями. Подъем затвора пропорциональных устройств, сопровождаемый увеличением объема сбрасываемой жидкой среды, происходит соразмерно росту давления. Благодаря открыванию в необходимой степени предохранительные устройства данного типа облегчают наладку системы в соответствии установленными параметрами.
Двухпозиционные клапаны имеют отличие по моментальному открытию на полный ход затвора, что может спровоцировать автоколебания. В случаях их использования в системах с жидкостями при достижении давления настройки происходит массированный сброс с резким падением рабочего давления. Быстрое закрытие двухпозиционных изделий провоцирует явление гидравлического удара. Поэтому их применение предпочтительно при работе со сжимаемыми средами.
Металлические корпусные элементы предохранительных клапанов для обвязки бойлеров, котлов изготавливаются с учетом современных требований к оборудованию, работа которого предусматривает воздействие статического, динамического давления. В процессах формирования применяется литье, штамповка, ковка, сварочное производство, комбинированный метод изготовления. Исходными материалами служат высококачественные металлы и сплавы – бронза, латунь, никель. Различия могут быть обусловлены типами проточной части, уплотнений, способами присоединения.
В основе функционирования пружинных устройств заложена противодействующая эффективность давления усилию, с которой пружина удерживает закрытый затвор. В момент открытия клапана давление обычно выше давления настройки на 3%. В ходе его возрастания осуществляется пропорциональный подъем запорного устройства. При этом сбрасываемая вода увеличивается в объеме. Приближение давления срабатывания к значению, большему давления настройки на 10-20%, характеризуется полным открыванием клапана.
Закрываются затворы после завершения сброса избытка жидкости, полного преодоления водяного давления пружиной клапана. Для достижения этой цели давление среды относительно соответствующей физической величины настройки должно понизиться на 20%. Подбор клапанов выполняется соответственно рабочему давлению бойлера — от 6 до 10 Бар. Правильное применение обеспечивает необходимую герметичность, пропускную способность, надежную и безопасную работу.