Для чего нужен редукционный клапан

Необходимость использования

Клапан редукционный нужен для того, чтобы снизить давление потока жидкой или газообразной среды, поступающего из магистрали, до показателей, оптимально соответствующих номиналам оборудования-потребителя. Вдобавок механизмы способствуют стабилизации давления на выходных группах подобного оборудования. Клапан в полной мере подходит для следующих систем, сетей и коммуникаций:

• Водопроводы, независимо от назначения, от бытовых до магистральных городских, промышленных.

• Насосные комплексы.

• Сельскохозяйственные системы полива и орошения.

• Системы пожаротушения.

• Специализированные трубопроводы, использующиеся для транспортировки технических жидкостей, нефтепродуктов, газов, в том числе агрессивных веществ с выраженной химической активностью, способностью к окислению.

Корректный выбор клапанов обеспечивает ряд значимых преимуществ:

• Обеспечение безопасности инженерной системы, исключение риска разрывов, спровоцированных скачками давления, гидроударами.

• Сокращение трат энергетических ресурсов, расходов, необходимых для поддержания исправного, работоспособного состояния коммуникаций.

• Обеспечение эксплуатационного комфорта. Например, при помощи клапанов удается нивелировать вибрации, снизить шум, образующийся во время движения жидкости или газа по трубам.

Редукционные клапаны, согласно мнению инженеров, требуются в следующих ситуациях:

• Высокое давление в магистралях, 5 бар и более.

• Значительный риск гидравлического удара, который может быть связан с использования в коммуникациях производительных насосов, различных запорных механизмов, активация которых приводит к колебаниям давления.

• Общая сложность конфигурации инженерной системы, обилие ответвлений, что характерно для производственных объектов, жилых и коммерческих высотных зданий.

• Необходимость формирования на различных сегментах трубопровода разного давления.

Основные функции

Редукционные клапаны выполняют следующие задачи:

• Стабилизация давления на значениях, на 100% соответствующих особенностям конкретной инженерной сети или системы.

• Уменьшение напора до значений, благодаря которым достигается функциональность, надежность, эффективность оборудования, подключенного к коммуникациям, будь то исполнительные механизмы, сервоприводы, распылители.

• Сдерживание номинального давления до заданных в процессе настройки значений.

Редукционный клапан прямого действия: принцип функционирования

Принцип работы механизма определяется его видом. В первую очередь, следует рассмотреть модификации прямого действия. Их конструкция сформирована следующими элементами:

• Корпус в виде цилиндра с патрубками на входе и выходе.

• Золотник, перемещающийся внутри корпуса, обеспечивающий перекрытие необходимого патрубка.

• Пружина, обеспечивающая перемещение золотника и силу сжатия.

• Винты для регулировки степени прижима.

Давление среды на входном патрубке не приводит к изменению положения золотника. В том случае, если на выходном патрубке давление падает ниже нормативного значения, пружина воздействует на сердечник, смещает его вниз, за счет чего патрубок открывается, входит в контакт с центральной камерой. Входное давление также воздействует на золотник, но на нижнюю его плоскость, стимулируя движение вверх, из-за чего пружина сжимается, выходной патрубок возвращается к закрытому состоянию. Такой алгоритм повторяется снова и снова, в соответствии с колебаниями расхода воды или газа. Отрегулировать механизм можно при помощи винтов, изменяющих силу сопротивления пружины. Чем сильнее закручен винт, тем более мощное сопротивление оказывает пружина, тем выше должно быть давление газа или жидкости для преодоления этой силы.

Редукционный клапан непрямого действия: принцип функционирования

Эти редукционные клапаны гораздо дороже предшественников, что объясняется конструктивной сложностью. Их использование, впрочем, актуально для систем, где нужно на 100% исключить неприятные колебания, связанные с зависимостью давления от расхода.

Работают устройства за счет прохождения потока среды через зазор между конусообразной частью поршня, перемещающего золотник, и седлом, его дальнейшего попадания в канал отвода. В указанном канале растет давление, из-за чего золотник смещается к верхней части. Для компенсации давления используется пружина и поток воды, проходящий сверху, поступающий в корпус через заслонку. Отводный канал соединен с шариком, удерживаемым пружиной, благодаря которому удается перекрыть доступ в дренажный патрубок. Укомплектованы клапаны и винтами, вращение которых позволяет скорректировать усилие, создаваемое пружиной.

Работа клапана строится на том, что при критическом росте давления в канале отвода, когда оно становится выше значения, зафиксированного винтом регулировки, шарик сдвигается вправо, жидкость начинает уходить через дренажный канал. Расход увеличивается, падает давление в верхней камере. Когда объем среды снижен за счет вывода через дренаж, давление возвращается к нормальным значениям, шарик за счет давления пружины занимает исходную позицию, редукционный клапан откатывается к стандартному состоянию.

Подбор материалов

Материалы, из которых изготовлены редукционные клапаны, должны полностью соответствовать условиям использования. Главным образом это касается следующего:

• Давление в системе. Учитываются как номинальные, нормативные, значения, так и повышенные, при которых должны срабатывать клапаны.

• Температура транспортируемой среды, а также внешние термические нагрузки, что особенно актуально для клапанов, размещенных под открытым небом.

• Химические свойства транспортируемой среды. Если газ или жидкость отличаются выраженной окислительной способностью, то клапаны должны быть изготовлены из качественной стали с легирующими добавками, что обеспечивает длительный эксплуатационный период, исключает вероятность образования и развития очагов коррозии.

Редукционные и предохранительные клапаны: в чем разница

С точки зрения конструкции, редукционные клапаны очень близки к предохранительным аналогам, используются цилиндрические корпуса, присутствуют пружины и винты, позволяющие регулировать силу сжатия, однако, их необходимо дифференцировать, устройства не являются взаимозаменяемыми.

Главная разница заключается в функции. Для предохранительного механизма она заключается исключительно в том, чтобы исключить рост давления свыше критического значения для конкретной системы. Редукционные клапаны, в свою очередь, должны поддерживать постоянство давления на выходной группе, функционируют не кратковременно, а в течение достаточно продолжительного периода.

Вероятные неисправности и обслуживание

Редукционный клапан – достаточно простой с конструктивной точки зрения механизм, так что проблемы с ним случаются нечасто. Впрочем, и у него есть свой эксплуатационный ресурс, превышение которого резко увеличивает риск вероятной поломки. Наиболее характерны для клапанов следующие неисправности:

1. Невозможность достижения необходимого давления на выходном патрубке. Наиболее частая причина – пружина. Клапаны подвергаются нагрузкам, пружины постоянно сжимаются и растягиваются, изначальная упругость резко падает. Недостаток усилия приводит к тому, что клапаны не закрываются до конца, не удается добиться требуемого напора жидкой среды. Выход из ситуации – замена пружины, причем нужно использовать деталь с теми же характеристиками, габаритами, силой сжатия, что и у комплектной.

2. Завышенное давление на выходном патрубке. Как правило, явление наблюдается из-за засорения клапанов, скопления внутри механических частиц, попадания мелких посторонних предметов. Если знать, как работает редукционный клапан, легко понять, что все эти предметы мешают корректному движению элементов, из-за чего они не могут эффективно ограничивать давление. Периодически клапаны следует промывать и прочищать, в особенности, если по трубопроводу циркулирует вещество с выраженной загрязняющей способностью, масло, нефтепродукты.

Обслуживать редукционные клапаны можно только на отключенном трубопроводе, давление должно находиться на нулевой отметке. Перед профилактикой следует убедиться, что насосы, приводные механизмы отключены. Для удаления загрязнений, следов масляных жидкостей, хорошо подойдут растворители. При наличии растяжения пружины или даже подозрений, что ее характеристики ухудшились, в сравнении с изначальными значениями, рекомендуется провести замену, чтобы исключить проблемы с работоспособностью и надежностью клапанов.  В ситуации, когда на клапане заметны механические повреждения, царапины, задиры, трещины, следует установить новый механизм.