Редукционный клапан давления — регулирующая арматура, которая снижает давление на входе до заданного и держит его постоянным после себя. Работает он за счёт энергии самой рабочей среды, без электричества. Такие устройства относятся к регулирующей трубопроводной арматуре. Вместе с редукционными клапанами в инженерных системах применяют задвижки и другая трубопроводная арматура, выбор которой зависит от давления, температуры и рабочей среды. Работает он за счёт энергии самой рабочей среды, без электричества. Такие устройства относятся к регулирующей трубопроводной арматуре и применяются там, где важно автоматически поддерживать требуемое давление.
Разные типы редукционных клапанов ставят на водопровод зданий, паропроводы котельных и пищевых производств, линии сжатого воздуха. В гидросистемах станков один насос питает несколько потребителей, и редуктор даёт каждому своё давление. Там вместо затвора с седлом работает золотник.
Классификация по принципу действия
Виды редукционных клапанов делят по принципу действия и по чувствительному элементу. Принцип работы редукционного клапана простой. Давление на выходе растёт, чувствительный элемент сжимает пружину, шток прикрывает затвор, и проход сужается. Давление падает — пружина снова открывает проход.
Редукционный клапан прямого действия
Редукционный клапан прямого действия состоит из пружины и мембраны, поршня или сильфона. Он работает без внешнего питания и импульсных трубок. Точность регулирования — ±10% от уставки, а при изменении расхода редуцированное давление отклоняется до 20%. Редукционное соотношение — от 1:2 до 1:10. Такой клапан дешевле, компактнее и подходит для малых и средних расходов.
Редукционный клапан пилотного действия
Редукционный клапан пилотного действия устроен сложнее: малый пилотный клапан управляет основным клапаном. Главный затвор открывает давление самой среды, поэтому пружина не держит весь поток. Точность — ±5% у поршневых моделей и до ±1% у моделей с двойной диафрагмой. При изменении расхода отклонение не превышает 10%, соотношение доходит до 1:20.
Клапан держит стабильное давление при переменной нагрузке, но требователен к среде. Перед ним ставят сетчатый фильтр, на пару — ещё и сепаратор пара.
Мембранные, поршневые и сильфонные модели
По чувствительному элементу виды редукционных клапанов бывают мембранными, поршневыми и сильфонными.
Мембрана даёт высокую чувствительность и пропускную способность. В водоснабжении мембранные модели обычно работают при давлении на входе до 16 бар. Пилотные мембранные пропускают до 30 т/ч пара.
Поршневой редукционный клапан компактен и подходит для входного давления до 15 бар и тесных мест. Пилотные поршневые модели пропускают до 10 т/ч пара. Минус поршня — чувствительность к загрязнениям: окалина и песок заклинивают его в цилиндре.
Сильфонные клапаны недорогие, лёгкие и обходятся без внешних импульсных трубок. Пропускная способность и точность у них ниже, поэтому их ставят на отдельные машины с небольшим постоянным расходом.
Сравнение: типы редукционных клапанов по точности и расходу
Ниже виды редукционных клапанов сведены по точности, расходу, соотношению, требованиям к среде, нагрузке и цене:
- Мембранный прямого действия: точность ±10%, средний расход, соотношение до 1:10, к чистоте среды терпим, переменную нагрузку не держит, цена низкая.
- Сильфонный: точность и расход ниже, соотношение небольшое, среду терпит, нагрузка только постоянная, цена минимальная.
- Пилотный поршневой: ±5%, до 10 т/ч пара, до 1:20, нужна чистая сухая среда, переменную нагрузку держит, цена выше.
- Пилотный мембранный: до ±1%, до 30 т/ч пара, до 1:20, нужна чистая среда, переменную нагрузку держит, цена высокая.
Если нагрузка стабильная, а расход небольшой, хватит решения проще: редукционный клапан прямого действия. Для пара, больших перепадов и переменного расхода нужен редукционный клапан пилотного действия.
Как выбрать редукционный клапан для системы
Все типы редукционных клапанов подбирают по семи параметрам:
- Рабочая среда: вода, пар, сжатый воздух или газ, и её чистота.
- Давление на входе и требуемое давление на выходе в бар.
- Коэффициент редукции. На воде одна ступень рассчитана на перепад не больше 2,5 раз. Так клапан не шумит и не страдает от кавитации. При большем перепаде ставят два клапана последовательно или пилотный.
- Диапазон настройки. Уставка должна быть у верхней границы: для 2,3 бар берут пружину 0,8-2,5 бар, а не 2-5 бар. Мягкая пружина точнее.
- Пропускная способность Kvs по расходу, а не по диаметру трубы. Квартире хватает 3 м³/ч, то есть условный диаметр DN15 при трёх точках водоразбора и меньше.
- Рабочая температура: для горячей воды до 130 °C, для пара выше.
- Материал корпуса и присоединение: резьба ½-2″ или фланцы.
Монтаж влияет на точность не меньше выбора. Перед клапаном ставят сетчатый фильтр, до и после — манометры. Клапан монтируют по стрелке на горизонтальном участке трубопровода. Байпас позволяет обслуживать редуктор без остановки, а предохранительный клапан после него защищает потребителей при отказе. При комплектации узла также подбирают задвижки и другую трубопроводную арматуру с учётом давления, температуры и рабочей среды.
На паропроводах я первым делом проверяю дренаж перед редуктором. Конденсат вызывает гидроудар и размывает седло.
Инженеры «ЭРА ИНЖИНИРИНГ» подберут редукционный клапан давления под параметры объекта.
