Клапан редукционный: устройство и принцип действия

На главную → Статьи → Клапан редукционный: устройство и принцип действия ↓

Опубликовано: 15.05.2014

Редукционный клапан — это автоматически действующий пневматический или гидравлический дроссель, предназначенный для поддержания на постоянном уровне давления на выходе. Сопротивление редукционного клапана в каждый момент пропорционально разности между переменным давлением на входе и постоянным (редуцированным) давлением на выходе.

Виды редукционных клапанов:

• Редукционный клапан прямого действия (не требует внешнего источника питания).
• Клапаны, управляемые пневмо- или электроприводом.

 Рис. 1. Конструктивная схема простейшего редукционного клапана

Область применения

Эти клапаны применяются в гидроприводе в том случае, когда от одного источника гидравлической энергии (насоса) необходимо запитать несколько потребителей гидравлической энергии (гидродвигателей), работающих одновременно и имеющих разный характер нагрузки. Необходимость применения редукционного клапана обусловлена тем, что включение в работу одного из гидродвигателей приводит (при отсутствии данного редукционного клапана) к изменению давления на входе в остальные гидродвигатели, а следовательно, и к падению усилий на выходных звеньях гидродвигателей. Если гидродвигатели включаются в работу не одновременно или имеют одинаковые нагрузочные характеристики, то использование редукционных клапанов, как правило, не является обязательным. Например, отвал бульдозера приводится в движение обычно двумя гидроцилиндрами. Но поскольку оба гидроцилиндра приводят в движение один и тот же рабочий орган (то есть, отвал), то их характер нагрузки является одинаковым, и в гидросистемах бульдозеров редукционные клапаны, как правило, не применяются.

В пневмоприводах применение редукционных клапанов является обязательным, поскольку, вследствие сжимаемости воздуха, пневмосистемы склонны к значительным колебаниям давления.

Принцип действия

На рис. 1 показана конструктивная схема простейшего редукционного клапана. При увеличении входного давления Рн возрастает давление в полости Б, а также давление в полости В (редуцированное давление Рред). Под действием возросшего редуцированного давления плунжер смещается влево, тем самым уменьшая размер дроссельной щели у. При этом возрастает сопротивление потоку жидкости при прохождении её через дроссельную щель, а значит, возрастают и потери давления. Как следствие уменьшается значение редуцированного (выходного) давления Рред. Таким образом, обеспечивается устойчивость значения выходного давления при изменении входного давления. Следует отметить, что в описанном процессе возросшее давление в полости Б не мешает перемещению плунжеров влево, так как это возросшее давление действует не только на дросселирующую конусную головку, но и на уравновешивающий поршень, и эти силовые воздействия уравновешивают друг друга.

Редукционные клапана в гидравлике | HYDROFAB

Содержание:

1. Функции редукционного клапана?
2. Как работает редукционный клапан прямого действия?
3. Как работает редукционный клапан непрямого действие?

Редукционные клапаны используются в случае, когда от одной линии высокого давления питаются один или несколько потребителей, рассчитанные на меньшее рабочее давление, чем основная линия. Также данные клапаны, используются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.

Функции редукционного клапана

• снижение давления в линии отводимой от основной;
• поддержание давления на постоянном уровне;
• ограничение давления, данная функция доступна только на трехлинейным клапанов.

Как работает редукционный клапан прямого действия?

Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на изображении №1. 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 является сила пружины, 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 снижается 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.

Как работает редукционный клапан непрямого действия?

Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление. Схема клапана редукционного непрямого действия показана на изображении №2.

Рабочая жидкость подводится в клапан через отверстие (9), пройдя через зазор между золотником (5) и седлом в корпусе, жидкость поступает в отводимую линию (10). Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, через постоянный дроссель  (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 клапана можно регулировать винтом (6).

В случае увеличения давления в линии, шарик отодвинется от седла, пропуская часть рабочей жидкости на слив. В результате появляется расход 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.

Устройства регулирования давления: понимание нюансов

Существует много путаницы в отношении устройств регулирования давления, особенно когда речь идет о соединениях пожарных шлангов на стояках. Путаница лежит где-то между стандартами и тем, как мы относимся к конкретным устройствам. Издание NFPA 14: Стандарт для установки стояков и шланговых соединений от 2019 г. не только четко определило, что такое устройство регулирования давления , но и сделало еще один шаг вперед в определении как клапаны регулирования давления и устройства ограничения давления . Это ключ к пониманию операционных различий между проектными приложениями.

В этой статье рассматривается важность статического и остаточного давления, устройства регулирования давления и применение различных устройств в конструкции.

Статическое и остаточное давление

Чтобы понять устройства регулирования давления, нам сначала нужно понять разницу между статическим и остаточным давлением воды. Статическое давление воды — это просто давление воды, когда она не течет (неподвижна). Остаточное давление воды, с другой стороны, представляет собой давление воды при протекании или, как используется в терминологии раннего кода, под рабочим давлением. Эта базовая концепция позволит нам лучше понять, что мы регулируем и какие устройства требуются.

Что такое устройство регулирования давления?

Устройства регулирования давления (NFPA 14, раздел 3.3.16) предназначены для снижения, регулирования, контроля или ограничения давления воды.

Когда устройство регулирования давления установлено как часть шлангового клапана, это либо редукционный клапан (NFPA 14, раздел 3.3.16.1), либо устройство ограничения давления (NFPA 14, раздел 3.3.16.2). Редукционный клапан (PRV) предназначен для снижения как остаточного (проточного), так и статического (непроточного) давления воды. Напротив, устройства ограничения давления (PRD) предназначены только для контроля остаточного (проточного) давления воды.

Эта дифференциация жизненно важна для понимания приложения проекта и ожиданий от системы. Текущая редакция NFPA 14 требует следующего:

• Все системы стояков класса I и III должны пропускать не менее 500 галлонов в минуту через два наиболее удаленных соединения шланга 2½” (раздел 7. 10.1.1.1).
• Вы должны обеспечить минимальное остаточное расчетное давление 100 фунтов на квадратный дюйм на самом удаленном соединении шланга (раздел 7.8.1).
• Если давление превышает 175 фунтов на квадратный дюйм, должно быть предусмотрено указанное устройство регулирования давления для ограничения как статического, так и остаточного давления (раздел 7.2.3.1.3).

По определению единственным устройством регулирования давления, способным регулировать как статическое, так и остаточное давление, является редукционный клапан (PRV).

Следует отметить, что когда шланговые соединения превышают максимально допустимое, они могут быть ограничены или уменьшены до любого давления в пределах допустимого диапазона в рамках двух критериев проектных ограничений: до 1993 г. (100 фунтов на кв. дюйм) и после 1993 г. (175 фунтов на кв. дюйм). Это давление также может быть установлено на заводе или регулироваться на месте на шланговом соединении. Это важное соображение, поскольку заданное давление, регулируемое на месте, может быть увеличено с помощью специальных инструментов и знаний, в то время как заводская настройка невозможна.

Заявка на разработку устройств ограничения давления

Это приводит нас к обсуждению заявки на разработку устройств ограничения давления. PRD обычно использовались в конструкциях, основанных на более ранних выпусках NFPA 14, до стандарта 1996 года, который увеличил минимальное 65 фунтов на квадратный дюйм / максимальное 100 фунтов на квадратный дюйм до текущего стандарта минимального 100 фунтов на квадратный дюйм / максимального 175 фунтов на квадратный дюйм. Стандарт до 1996 года требовал, чтобы выходное давление, превышающее 100 фунтов на квадратный дюйм, уменьшалось с помощью утвержденного устройства.

Устройство требовалось только для ограничения остаточного (проточного) давления воды, что делало PRD обычным выбором при проектировании дня. Это конструктивное обоснование было основано на пакетах пожарных рукавов/форсунок, датируемых 19 веком.50s и еще не были скорректированы, пока не было выпущено издание NFPA 14 1996 года.

В редакции 2017 года NFPA 25: Standard for the Inspection, Testing, and Maintenance of Water-based противопожарные системы — Глава 13, Общие компоненты и клапаны — требования к редукционным клапанам (PRV) требуют, чтобы они проходили полные испытания потока каждые пять лет (раздел 13. 5).

Путаница возникает в разделе 13.5.2, который регулирует требования к испытаниям для устройств регулирования давления для соединения шлангов. Раздел пытается определить давление ограничивает устройства, но использует общий термин , регулирующий . Это продолжается в 13.5.3 с требованиями к устройствам регулирования давления в сборе шланговых стоек — опять же, с использованием «регулирования» вместо «ограничивания». Хотя непреднамеренное использование «регулирующих» устройств по-прежнему распространяется на требуемое техническое обслуживание всех устройств, предназначенных для снижения, регулирования, контроля или ограничения давления воды, этим должен заниматься комитет NFPA 25.

В 2018 NFPA 1 : Пожарный кодекс (раздел 13.2.2.4.2) указано, что соединения шлангов должны соответствовать NFPA 13, за исключением случаев, когда используются стояки класса II или класса III в соответствии с NFPA 14. Это выдержка из 2015 NFPA 101 : Кодекс безопасности жизнедеятельности (разделы 12. 4.6.12.2 и 13.4.6.12.2), специально извлеченная из разделов сборки этого документа. Этот раздел относится к ступеням, но был извлечен из главы NFPA 1 о системах стояков, что привело к путанице в отношении стандартных требований к шланговым соединениям. Этот раздел был удален в редакции NFPA 101 2018 года.

Издание 2016 года стандарта NFPA 13: Стандарт для установки спринклерных систем не касается максимального давления для шланговых соединений 1½” (8.17.5.1.4 (6)). NFPA 13 также разрешает добавлять соединения шлангов диаметром 2 ½ дюйма для «использования в пожарной части» к системам, предназначенным только для спринклеров (8.17.5.2), но не рассматривает какие-либо положения по давлению для соединений шлангов диаметром 2 ½ дюйма. Разъединение предназначено для «использования в пожарной части», подразумевая, что соединение шланга соответствует требованиям структурного пожаротушения. В разделе 8.17.5.2.2 указано, что существует примечание к приложению, относящееся к этому вопросу, и что шланговые соединения диаметром 2 ½ дюйма разрешается присоединять только к спринклерным системам с мокрыми трубами.

Эти соединения можно использовать для окончательного тушения пожара или для охлаждения остаточного тепла. Они также не должны рассматриваться как соединения шлангов стояка. Если установлены стояки, и стояки стояков также питают спринклеры, необходимо соблюдать все положения NFPA 14, включая положения о подаче воды и давлении. При наличии одного из шланговых соединений, описанных в 8.17.5, необходимо добавлять расход к спринклерной системе только при расчетном давлении в точке соединения с трубой спринклерной системы.

NFPA 13 однозначно разрешает использование соединения шланга диаметром 2 ½ дюйма только в конструкции спринклерной системы, но это соединение шланга не требуется для обеспечения давления пожарной службы и не должно рассматриваться для структурного пожаротушения — только для ликвидации пожара.

Знание различий между устройствами регулирования давления

Крайне важно понимать конструктивную разницу между общим термином регулирования давления, который охватывает все, что снижает, регулирует, контролирует или ограничивает давление воды, и более конкретно определенными терминами ограничения и уменьшения, которые описывают остаточное (проточное) и статическое (непроточное) снижение. Это не только ключ к правильному проектированию и установке шланговых соединений, но и обязательное условие для работы пожарной службы. Пожарная служба должна понимать последствия критериев проектирования, используемых при установке систем противопожарной защиты в зданиях, и ограничения конструкции системы.

Есть еще вопросы об устройствах регулирования давления? Члены NFSA могут обратиться через наш веб-сайт или по телефону 443-863-4464, чтобы получить ответы и поддержку от наших экспертов. Еще не член NFSA? Вступайте сегодня!

УЗНАТЬ О ПРЕИМУЩЕСТВАХ ДЛЯ ЧЛЕНОВ NFSA

На протяжении более века Национальная ассоциация пожарных спринклеров (NFSA) выступала в качестве представителя индустрии пожарных спринклеров. Наша миссия: выступать за защиту жизни и имущества посредством широкого распространения концепции пожаротушения. Чтобы присоединиться к NFSA или узнать больше о том, как членство может принести пользу вашей организации, посетите nfsa. org/join.

Редукционные клапаны (заводская комплектация)

Вы находитесь здесь

Главная » Продукция » Клапаны

Редукционные шланговые клапаны и напольные регулирующие клапаны используются для регулирования давления проточной воды в стояках и спринклерных системах. NFPA требует использования редукционных клапанов, если входное давление превышает 175 фунтов на квадратный дюйм. Эти редукционные клапаны имеют заводскую настройку. Это означает, что инженер или подрядчик заполнит лист технических данных с точными спецификациями того, на что должен быть настроен каждый клапан, чтобы производитель мог установить значения соответствующим образом и без возможности ошибки.

Технические характеристики: 

• Внесен в список U/L
• Максимальное рабочее давление 400 PSI
• Доступен в угловой или линейной конфигурации (управление с пола)
• Опции с канавками и резьбой
• Материал: Литая латунь
• Также доступна хромированная отделка (суффикс ‘C’)
• Нестандартная резьба на выходе доступна по запросу
• Доступны различные компоненты:

1. Дополнительный адаптер коммутатора монитора (суффикс «MSA»)

2.