Причины неисправностей клапанов понижения давления Honeywell и способы их устранения
Клапаны понижения давления служат для уменьшения давления входящего потока до значения давления, требуемого на выходе и постоянного поддержания этого давления вне зависимости от расхода. Такие клапаны также принято называть регуляторами давления, редукционными клапанами или просто, редукторами.
Клапан понижения давления следует монтировать в следующих случаях:
- Если статическое давление превышает 5 бар (1 бар = 0,1 Мпа)
- Чтобы предотвратить скачки давления в сети питьевой воды выше предусмотренного значения.
- Когда рабочее давление перед предохранительным клапаном может превысить 80% давления его срабатывания. Например, если давление срабатывания предохранительного клапана составляет 6 бар, клапан понижения давления монтируется, если статическое давление превышает 4,8 бар.
- В случае, если многоэтажные здания подпитываются водой от общего насоса и когда необходимо обеспечить наличие участков с разным давлением.
Рассмотрим принцип работы самых простых клапанов понижения давления (у Honeywell это серии D04, D06F, D15P, D17P, а также комбинированные фильтры FK06 и HS10S, в состав которых входит клапан понижения давления D06F)
Такие клапаны содержат систему мембрана (2)-пружина (1), которая открывает или закрывает клапан в зависимости от величины давления на выходе из клапана понижения давления.
Другие узлы клапана – неподвижное седло клапана (3) и подвижный диск клапана (4). Давление на входе действует на камеру I, а давление на выходе – приложено к камере II.
Клапан действует по принципу равновесия сил (третий закон Ньютона). Усилие, развиваемое мембраной, действует против усилия сжатия пружины. При отборе воды давление на выходе, а следовательно, усилие развиваемое мембраной, падает, при этом возникает дисбаланс сил мембраны и пружины, заставляющий клапан открыться. После этого давление на выходе (в камере II) возрастает до тех пор, пока усилия мембраны и пружины не сравняются.
Для того, чтобы снять любое воздействие давления на входе на давление за клапаном, необходимо нейтрализовать любое влияние, которое давление на входе может оказывать на диск клапана. Самый простой вариант – это применение уравновешивающего поршня (5) на рис.1, площадь которого равна площади диска клапана (4). Силы, создаваемые исходным давлением на диске клапана и на уравновешивающем поршне, равны. Однако они направлены противоположно друг другу и, поэтому, уравновешиваются.
В клапанах D06F (рис. 2) схожая задача решается фиксацией диска клапана (4) и приданием подвижности седлу клапана в регулирующей втулке (6). Так как давление на входе в равной мере приложено к верхней и нижней кольцевым поверхностям втулки, силы давления уравновешиваются и поэтому не влияют на давление на выходе.
Определение условного диаметра Ду
Для обеспечения бесперебойной работы системы условный диаметр регулятора давления не следует выбирать просто равным диаметру трубопровода, потому что в этом случае есть вероятность того, что будет выбран клапан завышенного диаметра. При этом расход может быть настолько малым, что регулирующий клапан будет работать практически в закрытом положении, при котором возможна нестабильность в работе.
Основным определяющим фактором при выборе клапана, регулирующего давление, является суммарный расход, который требуется отбирать на выходе каждой регулирующей системы. В случае снабжения водой жилых зданий следует соблюдать местные нормативы.
Условный диаметр Пиковый расход Vs Жилые здания Промышленные здания Ду л/с м 3 /час л/с м 3 /час 15 0,5 1,8 0,5 1,3 20 0,8 2,9 0,9 3,3 25 1,3 4,7 1,5 5,4 32 2,0 7,2 2,4 8,6 40 2,3 8,3 3,8 13,7 50 3,6 13,0 5,9 21,2 65 6,5 23,0 9,7 35,00 80 9,0 32,0 15,3 55,0 100 12,5 45,0 23,3 83,0 125 17,5 63,0 34,7 125,0 150 25,0 90,0 52,8 190,0 200 40,0 144,0 92,0 330,0 250 75,0 270,0 139,0 500,0
В процессе монтажа следует учитывать или соблюдать несколько основных правил
При нулевом потоке давление на выходе быстро растёт, сравниваясь с давлением на входе
При наличии потока давление на выходе быстро падает
Отсутствие потока
Неустойчивое регулирование давления, вызывающее колебания давления на выходе
Возникает сильный шум
Утечка воды через гильзу пружины
Показания индикатора на шкале (для D06F, FK06, HS10S) отличаются от показаний манометра на трубопроводе
Вопросы по нежелательному росту давления, сверх установленного
Тонкие фильтры, используемые в конструкции клапанов понижения давления D06F (FK06, HS10S) изготовлены из нержавеющей сетки с размером ячейки 0,16 мм. Поэтому крайне низка вероятность того, что грязь на седле и шпильке станет помехой надёжной работе клапана и что может произойти нежелательный рост давления за клапаном (т.н. «ползучесть»)
Однако, стоит позаботиться о том, чтобы во время эксплуатации грязь не смогла попасть в конструкцию клапана понижения работы, потому что способна нарушить его нормальную работу. Клапаны с попавшими под мембрану частичками грязи или мелкими песчинками иногда возвращают как «неисправные»
Иногда есть попытки вернуть также клапаны понижения давления, в которых вообще не обнаруживается никаких неполадок. Поэтому, когда и у второго клапана на том же месте обнаруживается «ползучесть», можно быть уверенным, что причиной неполадки является появившаяся в системе перемычка, иначе говоря, нежелательный гидравлический байпас между трубопроводом высокого давления и участком системы с пониженным давлением.
! Чаще всего байпас возникает между нерегулируемой подачей холодной воды и подачей горячей воды при сниженном давлении, когда в системе соединяются линии подачи холодной и горячей воды. Иногда это имеет место в центральном термостатическом смесительном клапане, но гораздо чаще – в выходной арматуре, например, в одноканальных смесителях, смесительных кранах для моек, термостатических смесителях для ванной и душа и т.п. Для предотвращения прохода холодной воды по перемычке в линию горячей воды (например, через термостатические смесители) на входных участках горячей и холодной воды устанавливают обратные клапаны. При неплотном закрытии обратного клапана, подсоединённого к штуцеру подачи горячей воды, холодная вода может спокойно перетекать в линию горячей воды. Данные проблемы не возникают, например, у комбинированного водоразборного узла HS10S, в состав которого входят и регулятор давления D06F, и обратный клапан RV277.
! Если давление холодной воды выше рабочего или расчётного давления предохранительного клапана, установленного на приборе горячей воды, то из этого клапана будет постоянно сочиться вода. В некоторых обстоятельствах это может наблюдаться только ночью, когда малый разбор воды из сети приводит к повышению статического давления.
Чаще всего, однако, оказывается, что рост давления обнаруживается на манометре, установленном до клапана понижения давления, из-за того, что обратные клапаны, поставленные после клапанов понижения давления, редко бывают плотно закрытыми.
Однако клапан понижения давления не будет пропускать воду, пока давление на выходе больше установленного. Редуктор действует как плотно закрытый обратный клапан. Кроме того, клапаны понижения давления модели D06F (в т ч в устройствах с этим клапаном FK06 иHS10S) сконструирован так, что все детали на выходной стороне клапана выдерживают давление, равное максимально допустимому давлению на входе, без ущерба для работы клапана.
При установке редукционного клапана сразу после водосчетчика ( в качестве центрального) эта проблема обычно не возникает, поскольку контуры холодной и горячей воды находятся под одинаковым давлением. Однако наличие даже одной линии отбора воды до клапана понижения давления (например, в гараж или в сад) может вызвать эту проблему в системе с центральным клапаном понижения давления, если линия идет в узел подогрева горячей воды (например, через одноканальный смесительный клапан)
Для полноты картины следует также отметить, что там, где отдельный клапан понижения давления устанавливается с целью регулирования запаса горячей воды, расширение воды из-за разогрева вызовет подъем давления выше установочного давления и до рабочего давления предохранительного клапана. Это также может иметь место в схемах с центральными клапанами понижения давления, что приводит к работе описанного выше байпаса в обратном направлении.