Приборы понижения давления: устройство, монтаж и применение

 

Приборы понижения давления: устройство, монтаж и применение

В. Анохин

В нашей стране приборы понижения давления в  системах водоснабжения применялись  до недавнего времени лишь на промышленных объектах. Сегодня применение этих устройств актуально и вне  промышленной сферы, например, в связи с активным строительством высотных зданий. Следует отметить также, что в Западной Европе приборы понижения давления давно используются в частном секторе еще и с целью экономии воды. Для России такое качество пока не имеет принципиального значения, но обладая также рядом других полезных свойств, названные устройства вполне достойны ознакомления с ними.

Обзор конструкций:

Приборы, о которых  идет речь в данной статье, подразделяются на клапаны понижения давления и  регуляторы давления. И те, и другие выполняют в принципе одинаковые функции - ограничивают слишком высокое давление питания, поддерживают постоянное давление в системе, способствуют экономии воды и уменьшению шума от потока. К различиям, например, относится то, что все рабочие элементы клапана понижения давления объединены в одну компактную систему, а регулятор давления может состоять из двух и более компонентов.

Клапаны понижения давления без компенсации  давления на входе

Простейшим  прибором понижения давления является клапан понижения давления без компенсации давления на входе. Он состоит из системы "пружина (1)/мембрана (2)", неподвижного седла клапана 3 и подвижного диска клапана 4. При отборе воды давление на выходе падает, а вместе с ним падает и развиваемое мембраной усилие. Возникающий при этом дисбаланс сил мембраны и пружины заставляет клапан открыться. После этого давление в камере II растет до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие сил пружины и мембраны. Недостатком такого устройства является то, что колебания давления на входе в него влияют на давление на выходе.

Клапаны понижения давления с компенсацией давления на входе

Устранить воздействие  входного давления на давление выходное можно, сняв влияние, которое давление на входе оказывает на диск клапана. В одном случае это достигается с помощью уравновешивающего поршня 5 или, в другом случае, регулирующей втулки 4, которые являются частью конструкции клапанов понижения давления с компенсацией давления на входе. Принципиально схема работы подобных клапанов не отличается от действия приборов, описанных выше. Но применение уравновешивающего поршня или регулирующей втулки позволяет устранить влияние давления на входе на давление на выходе. Таким образом, давление на входе не влияет на открытие или закрытие клапана.

Регуляторы  давления прямого действия

Как уже отмечалось, наряду с клапанами понижения  давления применяются и регуляторы давления. Регуляторы давления прямого  действия состоят из клапана и  регулятора, размещенных раздельно. Такая конструкция имеет ряд преимуществ. Во-первых, регулятор можно запрограммировать на определенный диапазон. Во-вторых, регулятор можно устроить таким образом, что клапан сможет регулировать давление или перепад давления. В-третьих, регулятор может использоваться в качестве клапана перелива. Кроме того, подключение гидравлического затвора позволит обезопасить регулирующие мембраны от слишком высокой температуры рабочей среды.

В конструкцию регулятора входит система "пружина/мембрана".

В клапане же расположены: неподвижное седло клапана и движущийся шток клапана 4 вместе с диском клапана. Для устранения влияния давления на входе на давление на выходе конструкцией клапана предусмотрена специальная деталь с противоположной диску клапана поверхностью, на которую действует входное давление. Эта деталь сопрягается с компенсирующим поршнем 1 или с сильфонной системой 5. Принцип действия такого устройства схож с работой клапана понижения давления без компенсации давления на входе. Но наличие в конструкции уравновешивающего поршня или сильфона предотвращает влияние давления на входе на давление на выходе.

Регуляторы  давления импульсного действия

Кроме регуляторов  прямого действия существуют так  называемые регуляторы импульсного  действия. В состав такого прибора  входит вспомогательный клапан 1, берущий на себя функцию пружины, которая применяется в клапанах понижения давления. При нулевом давлении мембранный клапан закрыт вспомогательной пружиной 3. При работе системы входящая вода открывает клапан, а создающееся в выходной камере давление передается по байпасному звену 2во вспомогательный клапан, и последний закрывается. Байпасное звено перекрывается, а в выходной камере 4 создается давление, равное давлению на входе. После отвода воды давление в камере II падает, что заставляет вспомогательный клапан открыться. Как только пропускное сечение вспомогательного клапана становится больше пропускного сечения вентиля тонкой регулировки 9, давление в камере падает и система "диск клапана (8)/седло (6)" пропускает такое количество воды, которое требуется для поддержания постоянного давления на выходе.

Выбор прибора. Определение условного  диаметра

Перед установкой прибора, понижающего давление, следует  определиться с его диаметром. Он не должен быть просто равен диаметру трубы, так как существует опасность выбора клапана завышенного диаметра. А это может привести к нестабильности и флуктуации давления.

Главным при  выборе клапана должно быть значение суммарного расхода на выходе системы. Приведенная ниже таблица, в соответствии с DIN 1988, часть 3, указывает значение пикового расхода и соответствующий ему условный диаметр.

Монтаж 

Монтировать приборы  понижения давления необходимо в  следующих случаях:

1. Когда статическое давление в системе превышает отметку в 5 бар.

2. Для ограничения бросков  рабочего давления.

Система может работать только при низком давлении в двух случаях: 1) если рабочее давление перед предохранительным  клапаном способно превысить 80 % давления его срабатывания; 2) в высоких зданиях для обеспечения безопасного давления на каждом этаже.

В ходе монтажных работ  необходимо соблюдать ряд важных условий. Так, например, устанавливать  прибор следует в том месте, где  сеть водоснабжения переходит от магистрали к локальной системе.

Чтобы вода при замерзании не разрушила мембрану или гильзу пружины, монтировать устройство необходимо в местах, защищенных от отрицательной  температуры.

Дабы избежать ускоренного  старения материала, блоки понижения  давления с прозрачными чашечными фильтрами следует устанавливать в местах, недоступных воздействию ультрафиолетового излучения. Если же данное условие выполнить невозможно, необходимо использовать приборы с металлическими чашечными фильтрами.

Чтобы облегчить обслуживание оборудования, необходимо обеспечить достаточное пространство над прибором и под ним. Также для проведения работ по ремонту или замене оборудования следует установить отсечные устройства до и после прибора, понижающего давление.

Для правильной работы устройства оно не должно испытывать механических напряжений. Перед монтажом необходимо промыть трубы с целью удаления грязи, которая может нарушить нормальную работу прибора. Если устройство не оборудовано фильтром, его следует установить перед клапаном. Прибор же со встроенным фильтром нужно устанавливать так, чтобы его чашка находилась внизу - это позволит легко очищать или менять вкладыш фильтра.

По тем или иным причинам клапан понижения давления или регулятор  давления может выйти из строя. И  чтобы защитить от чрезмерного давления устройства, соединенные с системой водоснабжения, за понижающим давление прибором должен стоять предохранительный клапан. После понижающего давление устройства должен быть предусмотрен прямой участок трубы с длиной, примерно в пять раз превышающей условный диаметр. Это позволит обеспечить нормальную работу регулятора давления или клапана понижения давления.

Защита  от шума

При прохождении  воды по трубе создается шум, уровень  которого тем выше, чем выше расход. На степень шума также оказывает влияние конструкция водопровода, тип конструкции здания, а также тип арматуры и клапанов. Понятно, что создаваемый потоком шум особенно нежелателен в жилых помещениях. Поэтому там лучше устанавливать арматуру, которая относится к I классу защиты от шума (уровень шумового давления <20 дБ). Примером устройства с таким уровнем шума может служить клапан понижения давления Honeywell Braukmann D 06 F, который можно устанавливать без ограничений в любых местах. Клапаны же с уровнем шумового давления  <30 дБ не следует закреплять на стенах помещений, требующих защиты от шума, если эти помещения расположены этажом выше или ниже, и уж тем более, если они находятся на том же этаже.

Примеры применения

Описанные выше устройства находят свое применение как в системах промышленного, так и бытового водоснабжения. В жилищах, рассчитанных на одну семью, клапаны понижения давления используются для создания требуемого давления в системе водоснабжения.

В различных общественных сооружениях и спортивных комплексах данные приборы применяются с целью регулирования давления воды в санитарных установках (туалеты, душевые и т.д.), а также для понижения давления воды, подаваемой насосами, которыми оборудованы плавательные бассейны. Такими приборами оборудуются системы водоснабжения больниц и лабораторий, школ и гостиниц, жилищных массивов и коммунальных сооружений.

В промышленных зданиях описанные  выше устройства используются для защиты от чрезмерного давления различных  установок, например, станков или  обогревательных систем. Кроме того, клапаны понижения давления и регуляторы давления применяются в спринклерных и противопожарных системах, в системах орошения и ирригации, на автозаправочных станциях.

По материалам фирмы Honeywell.