Что такое редукционный клапан

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 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:

• Снижение давления в линии отводимой от основной
• Поддержание давления на постоянном уровне
• Ограничение давления (только для трехлинейных клапанов)

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.

В редукционном клапане прямого действия на золотник с одной стороны воздействует пружина, а с другой - редуцируемое давление. Усилие пружины зависит от степени ее сжатия, то есть от положения золотника, которое, в свою очередь, зависит от расхода на выходе клапана. В связи с этим при увеличении расходе через редукционный клапан прямого действия будет уменьшаться редуцируемое давление.

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 .

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 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 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 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.

Пожалуй главным различием является то, что предохранительный клапан управляется давлением на входе (из линии Р), а на золотник редукционного клапана управляющее воздействие оказывает давление на выходе клапана (из линии А). Это отражено и на гидравлической схеме клапана, пунктирная линия управления на схеме редукционного клапана подведена к выходу, а на схеме предохранительного - ко входу.

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.

Это механизмы, которые предназначаются для поддержки низкого давления в отводимом потоке жидкости. Чаще всего такие инструменты применяются в гидроприводах, в которых от одного насоса питается сразу несколько устройств. В таком случае редукционные клапаны нормализуют давление, под которым подается жидкость для всех потребителей, то есть в системе не возникает чрезмерно повышенного или, наоборот, пониженного напора. Данное устройство позволяет существенно снизить риск повреждений основных магистралей подачи рабочей жидкости, связанных с внутри системы.

Данный механизм состоит из следующих деталей:

• тарированная пружина;
• шарик;
• золотник;
• демпфер;
• подвод высокого давления;
• внутренние полости в корпусе для управления золотником.

Редукционный клапан: фото и принцип действия

Жидкость, которая подается от основной магистрали, поступает во внутреннюю полость управления и через специальную кольцевую щель между золотником и корпусом подается в отверстие, связанное со всей системой механизма.

В случае когда давление в магистрали поднимается, шарик внутри механизма также поднимается, и напор в полости управления уменьшается до нормы. Данное отверстие пополняется рабочей жидкостью с иных полостей, а также с отверстия малого сечения демпфера. Золотник может регулировать давление только в двух магистралях, перекрывая канал подвода рабочей жидкости с основной системы. Таким образом, данная деталь увеличивает сопротивление прохода жидкости, вследствие чего возрастает напор в полости, который определяется усилием тарированной пружины.

Когда давление в системе уменьшается, золотник под воздействием пружины перемещается, тем самым увеличивая кольцевую щель между двумя полостями. Редукционные клапаны в данном случае меняют напор подачи жидкости в одном из отверстий.

Исходя из этого мы видим, что на выходе уровень давления остается неизменным и поддерживается устройством на оптимальном уровне, вне зависимости от напора гидролинии и расхода рабочей жидкости.

Что делать, если механизм не поддерживает нормальную подачу воды?

Иногда случается, что редукционные клапаны не в состоянии обеспечить всех пользователей В таком случае следует произвести его регулировку. Каждое устройство, в том числе и редукционный клапан ВАЗ 2109, имеет на корпусе специальный регулировочный винт, который влияет на закрытие и открытие золотника в системе. При правильной его настройке можно добиться идеальных значений подачи рабочей жидкости.

На сегодняшний момент средняя стоимость данного устройства составляет 5-5.5 тысяч рублей. Самые дешевые редукционные клапаны можно приобрести за 1200-1300 рублей. Наиболее дорогие варианты стоят порядка десяти тысяч.

Заключение

Итак, мы узнали, из чего состоит редукционный клапан, и выяснили, каким образом положение золотника и шарика влияет на давление во внутренних полостях механизма.

Редукционный клапан

Редукционный клапан

Такой клапан служит для снижения давления среды в трубопроводе и поддержания этого сниженного давления за клапаном независимо от колебаний давления перед клапаном. Чаще всего редукционные клапаны устанавливают на заводе в цех трубопроводов пара и сжатого воздуха, если котельная и компрессорная вырабатывают пар и сжатый воздух более высокого давления, чем то, которое требуется для ведения процессов и которое допускает прочность установленной в цехе аппаратуры.

Односедельный пружинный редукционный клапан, широко применяемый в цехах химических заводов, изображен на рисунке 233. Среда, поступающая по трубопроводу в клапан слева, давит как на золотник (снизу), так и на поршень, находящийся под корпусом клапана и связанный с золотником с помощью штока (сверху). Площади поверхности золотника и поршня одинаковы, поэтому силы давления на них равны. Таким образом, система золотник - поршень оказывается уравновешенной. Это значит, что при пуске среды в клапан шток вместе с золотником и поршнем не изменит своего положения; в частности, если золотник закрывает седло, то среда через седло в правую часть клапана поступать не будет. Для пуска среды через золотник, вращением маховичка начинают сжимать пружину, тем самым выводя систему из равновесия. Шток начинает приподниматься, открывая среде доступ в пространство над золотником и в трубопровод, присоединенный к клапану справа. Движение штока вверх будет продолжаться до тех пор, пока давление среды, заполнившей трубопровод справа от клапана, не уравновесит силу натяжения пружины. В этот момент шток опустится и золотник закроет проход. При понижении давления справа (при израсходовали среды) шток вновь переместится вверх, открывая среде проход в пространство над золотником. Меняя натяжение пружины с помощью маховичка, добиваются установления нужного давления среды в трубопроводе за клапаном.

При полном прекращении разбора среды клапан должен автоматически закрыться. Однако вследствие отсутствия в нем запорного органа, действующего принудительно, золотник может сесть на седло не вполне плотно и продолжать постепенный пропуск среды за клапан до полного выравнивания давлений по обе его стороны. Поэтому до редукционного клапана устанавливают обычный вентиль, а после него - предохранительный клапан, описание которого приводится ниже.

Скорость среды при прохождении через седло клапана достигает чрезвычайно больших величин (400 - 500 м/с). При столь значительных скоростях присутствие в среде капель жидкости, песка, окалины и т. п. влечет за собой быстрый износ золотника. Поэтому клапан перед установкой разбирают для очистки от грязи, а трубопровод тщательно продувают для освобождения от песка и окалины. По этой же причине на паропровод перед редуктором устанавливают водоотделитель.

Клапан описанной конструкции не обеспечивает точной регулировки давления среды. Более точно поддерживают заданное давление автоматические регуляторы.

Автоматический регулятор давления прямого действия

Такой регулятор изображен на рисунке 234. Он служит для поддержания заданного давления в трубопроводах для неагрессивных газов, воздуха, нефтепродуктов, пара при температурах до 300 о С.

В чугунном корпусе помещается двухседельный золотник, выполняющий функции золотника и поршня описанного ранее редукционного клапана. Сидящий на призматических опорах рычаг с грузами стремится приподнять золотник. Давление среды, поступающей в пространство над мембраной по импульсной трубке, соединенной с трубопроводом за клапаном, противостоит давлению груза. С увеличением регулируемого давления за клапаном под действием мембраны преодолевается усилие, развиваемое грузом, и золотник опускается, уменьшая проходное сечение, до тех пор, пока давление за клапаном не станет равным заданному давлению. С уменьшением давления на мембранное устройство золотник поднимается, открывая проход среде.

Зачастую причиной перепадов давления становится протечка кранов и прорыв труб. Из-за этого редукционный клапан в системе водяного снабжения является необходимостью, которая регулируется нормативными актами.

Регулятор – важнейший прибор, при помощи него происходит ограничение водяного давления в системе. Использование его необходимо для исключения аварийных ситуаций и сохранности труб, кранов и других составляющих. Плюс ко всему редукционный клапан значительно экономит воду.

Клапан редукционный Danfoss 7bis

Назначение

Редукционные клапаны служат для центральных, автономных и распределительных систем холодного водяного снабжения. Понижение давления нужно, первостепенно, для безопасного пользования бытовой и коммерческой гидротехники.

Для чего нужен редукционный клапан понятно, а вот используется он в:

• сетях водоснабжения;
• насосных установках;
• системах полива посевов;
• пожаротушительных системах.

Достоинства применения редуктора :

1. Защитная функция от разных гидравлических ударов, сильных перепадов давления.
2. Снижение расхода воды, и, как следствие, экономия средств.
3. Существенное понижение уровня шумов, а также вибрации.
4. Стабильное давление потока.

Редукционный клапан давления воды необходимо устанавливать в следующих случаях:

1. При статистическом давлении, превышающем 5 бар (1 бар равен 0,1 МПа).
2. Для предотвращения перепадов давления в сети питьевой воды рекомендуемого значения.
3. Если рабочее давление перед предохранительным клапаном превышает 80 % давления его срабатывания. Допустим, если давление срабатывания предохранительного клапана равняется 6 бар, редуктор устанавливается, если статистическое давление выше уровня 4,8 бар.
4. Тогда, когда многоэтажки подпитываются водой из общего насоса, и когда нужно организовать участки с различным давлением.

Виды регулировочных клапанов

Редукционный клапан Spirax Sarco BVR2S

Редукционные клапаны бывают двух видов и отличаются друг от друга принципом действия. Классифицируют их главным образом так:

1. Редукторы прямого действия. Принцип работы заключается в прямом контакте компонентов регулировки и измерения.
2. Редукторы непрямого действия. Здесь элемент измерения (допустим, датчик), передаёт сообщения на контроллер, который потом уже влияет на элемент регулировки.

Разница устройств ещё и в том, что если в первом случае не требуется дополнительного источника энергии извне, то во втором случае этот энергетический источник будет нужен всегда.

Кроме всего, исходя из сферы использования и рабочей среды, различают воздушные, газовые, масляные, паровые, водяные клапаны и пр. Это влияет на принцип и особенности конструкции определённых моделей арматуры для регулировки. Логично будет разделить предохранительную арматуру данного вида по среде работы, с которой она контактирует – агрессивной / неагрессивной.

Редуктор давления мембранный Watts DRV 15 N

Допустим, клапаны редукционные для регулировки давления воды разделяют на поршневые и мембранные. Главное отличие заключается в том, что поршневые работают таким образом, что перепады давления потока на входе не формирует перепадов на выходе. Мембранные же противоположны, и это можно посчитать минусом данного типа регулирующей арматуры. Вследствие конструктивных особенностей, поршневая арматура чувствительнее к загрязнениям, и поэтому ей нужны фильтры, плюс – своевременная чистка.

Регуляторы давления воды мембранного типа надёжнее в функционировании и не требовательны в пользовании, они не нуждаются в значительном перепаде давления для работы.

Также и пружинные клапаны используются в иных системах. Допустим, для подачи рабочей среды (газ, вода, пар либо гликолевый раствор) применяется аналогичная арматура предохранения.

Клапан редукционный поршневой Valtec

Принцип работы и установка редуктора давления

Принцип работы редукционного клапана не включает в себя ничего сложного. В основе лежит выравнивание усилий – пружина с клапаном сопротивляются диафрагме. Получается, если в комнате включили воду, выходной напор упадёт и клапан откроется, а давление будет нарастать до того времени, пока напряжения диафрагмы и пружины не сравняются.

Что касается установки редуктора, необходимо придерживаться определённых правил:

1. Монтаж должен осуществляться только в тёплом помещении с обогревом. При этом должен быть обеспечен лёгкий доступ к прибору.
2. Корпус прибора не должен деформироваться.
3. Направление потока воды обязано соответствовать стрелке на регуляторе давления воды.
4. Перед установкой обязательно проводят чистку труб, удаляют изнутри разные загрязнения.
5. Для последующего использования понадобится вентиль .

Установив сетчатый фильтр, вы тем самым избежите засорения конструкции, известковым налётом и прочим мусором.

Если по шагам расписать суть монтажа клапана, получится приблизительно такой список:

1. Первоначально убеждаемся, что вода в системе перекрыта, дабы избежать потопа.
2. Открываем все выходы для спуска воздуха и последующей промывки системы.
3. Производим монтаж вентилей до и после клапана для последующего обслуживания.
4. Сверяемся с направлением потока и стрелкой на корпусе.
5. Регулируем водяной редукционный клапан.

Замена редукционного клапана также не должна вызвать у вас трудностей.

Перед покупкой редуктора стоит внимательно изучить всю информацию о его видах, изготовителях, не забывать и про собственные требования и финансовые возможности.

Не стоит жалеть денег, купите фильтр для водяной очистки. Таким образом, вы убережёте редукционный клапан от скопления грязи и, соответственно, сделаете период его эксплуатации дольше.

Производители

Популярными моделями редукционных клапанов являются приборы Adca, Honeywell, модель Danfoss 7bis, Вrv2s и SRV 2S Spirax Sarco .

Датский редукционный клапан 7bis Данфосс с бронзовым корпусом имеет температуру перекачиваемой среды от -10 до +80 °C. Рабочее давление 16 бар. Диапазон настройки давления 1,0-5,5 бар. Заводская настройка давления равна 3 бар.

Устройство редукционного клапана Danfoss 7bis

Вrv2s и SRV 2S Spirax Sarco – отличие одного от другого в том, что редукционный клапан Вrv2s выполнен из чугуна с сильфоном из нержавейки, а SRV 2S Spirax Sarco – из нержавейки.

Теперь вы знаете, что такое и для чего служит редуктор. Редукционный клапан – это незаменимый прибор, при помощи которого осуществляется ограничение давления воды в системе.

Редукционный клапан-это устройство, которое пропускает газ или жидкость из полости высокого давления в полость более низкого, поддерживая постоянное давление. Представляет собой автоматически действующий дроссель, сопротивление которого равно в каждый данный момент разности между переменным давлением на входе в клапан с постоянным давлением на выходе из него.
В промышленных системах в качестве регулирующих органов наиболее часто применяют регуляторы давления, регулирующие клапаны и дроссельные регулирующие заслонки,
Регуляторы давления позволяют регулировать давление после регулятора после себя) или до регулятора (до себя), В основном регуляторы прямого действия применяются в качестве регуляторов давления (после себя) при условиях, когда давление после себя меньше половины рабочего давления на входе. Такие регуляторы прямого действия называются редукционными клапанами.
Регуляторы прямого действия управляются непосредственно средой, транспортируемой по данному трубопроводу) с помощью перемещения регулирующего органа перестановочной силой, возникающей в результате изменения контролируемого параметра. Широкому применению в судовых системах регуляторов прямого действия в качестве регулирующих клапанов давления способствовала автономность судовых систем, их строгая специализация и отсутствие взаимозависимых параметров, а также отсутствие (по условиям эксплуатации) требований высокой точности регулирования.
Регулятор состоит из трех основных элементов: задающего элемента - пружины;
элемента сравнения - мембраны; регулирующего органа - тарелок. При проектировании регуляторов правильный выбор элементов привода, уплотнений и регулирующих органов предопределяет чувствительность клапанов и их нормальную работу в системе. Однако чувствительность регуляторов - прямого действия снижается из-за выполнения чувствительным элементом двойных функций: чувствительного элемента и привода.
Принцип действия редукционного клапана основан на дросселировании среды, проходящей из полости высокого давления в полость низкого давления через щель образованную седлом и тарелкой клапана, при автоматическом поддержании площади проходного сечения с помощью уравновешивания регулируемого упругого элемента (пружины) редуцированным давлением, воздействующим через чувствительный элемент (мембрану, поршень).
Редукционные клапаны для судовых систем, как правило, имеют моноблочную конструкцию со встроенным чувствительным элементом: приводом (мембраной или поршнем) и элементом настройки - задатчиком (пружиной). В качестве
чувствительного элеменiз чаще всего применяются мягкие мембраны из резины с одной или двумя тканевыми прокладками, реже поршень с уплотнением манжетами или резиновыми кольцами круглого сечения. В качестве запорного органа служат резинометаллические Тарелки с вулканизированной резиной (в более ранних конструкциях рассчитанных на низкие давления, - тарелки со вставкой из листовой резины) или с металлическим уплотнением, а в случае применения тарелки - с закрытием походу рабочей среды (клапаны обратного хода).
По конструктивному признаку редукционные клапаны разделяются на клапаны прямого и обратного хода. На трубопроводах специальных систем применяются регуляторы прямого действия (редукционные клапаны) на среды: морская и пресная вода, воздух, водород, азот.
В судовых системах для морской воды применяются редукционные клапаны с ОI 15-50 мм со штуцерными и фланцевыми соединениями на редуцированное давление 1-4 кгс/см2.
Основные детали выполнены из бронзы или ‚планов; пружины, как правило, защищены от непосредственного воздействия рабочей среды и выполнены из пружинной
стали, мембраны - из резины с бульбообразной заделкой и одной тканевой прокладкой. Тарелки плунжера плоские, с завулканизированным резиновым уплотнительным кольцом, уплотнение плунжеров и тарелок выполнено резиновыми кольцами круглого сечения. Клапаны рассчитаны на работу в интервале температур проводимой среды до +32 С. для возщса применяется несколько различных конструкций редукционных клапанов: по схеме регуляторов обратного хода; односедельные с уравновешивающим поршнем; со слежением вторичного давления; следящего действия с регулирующим органом и уравновешивающей мембраной, Наибольшее распространение в судовых системах получили редукционные клапаны, выполненные по схеме редукторов обратного хода.