Obtokový ventil: princip činnosti a účel hydraulického a obtokového ventilu

plyny, dochází k poklesu tlaku. Pro neustálou regulaci průtokového tlaku a uvolnění přetlaku je v systému instalován obtokový ventil. Používá se jak v centralizovaných sítích, tak na místních dálnicích soukromých domů.

Účel a rozsah

Obtokové ventily se instalují v potrubích pro kapaliny a plyny, kde se tlak z různých důvodů může pravidelně zvyšovat. Účelem tohoto zařízení je udržovat pracovní tlak v systému. Když se tlak v úseku hlavního potrubí před instalovaným ventilem zvýší, vypustí část pracovního média do obtokového okruhu, čímž se sníží tlak v hlavním systému.

Tato zařízení se používají v systémech:

• dodávka studené a teplé vody,
• dodávka tepla z jakýchkoli zdrojů,
• chlazení,
• klimatizace.

Samostatnou oblastí je automobilový průmysl. Instalují se do chladicích a palivových systémů. Obtokové ventily v přeplňovaných automobilových motorech regulují vstřikování vzduchu turbodmychadlem.

Konstrukce a princip činnosti jakéhokoli pojistného ventilu

Jeho tělo je vyrobeno z oceli nebo mosazi. Hlavním prvkem vnitřního mechanismu je klapka (clonka), která uzavírá průchozí otvor. Clona je držena v zavřené poloze pružinou. U některých modelů její roli plní membrána nebo membrána. Síla pružiny se nastavuje ladicí pákou, která je vyvedena na vnější povrch těla.

Hydraulický systém je založen na tlaku proudícího pracovního média v potrubí na klapku umístěnou uvnitř pouzdra. Dokud je síla menší než nastavená hodnota páky, vypouštěcí otvor zůstává uzavřen. Jakmile tlak překročí nastavenou hodnotu, tlak na pružinu vede k jejímu stlačení. V důsledku toho se vypouštěcí otvor mírně pootevře a část průtoku je odváděna do obtokového okruhu, čímž se snižuje tlak v hlavním hydraulickém systému.

Pak dochází k opačnému procesu – pokles tlaku vede k uvolnění pružiny a uzavření uzávěru a ventil je opět připraven k dalšímu vypouštění. Vyrovnávání tlaku probíhá neustále, v automatickém režimu. Když systém pracuje v režimu „zavřený vodní ventil“, obtokový kanál zůstává neustále otevřený, což zajišťuje stálou recirkulaci nosného proudu podél obtokového okruhu.

Rozdíly oproti jiným typům pojistných ventilů

Ostatní ventily instalované pro bezpečný provoz potrubí mají podobnou konstrukci a princip fungování. Liší se však svým účelem a požadavky.

Typ ventilu	Mechanismus účinku	Princip činnosti
bypass	Je instalován v obtokovém okruhu a přesměrovává do něj část průtoku.	Pracuje nepřetržitě dle potřeby
Bezpečnost	Snižuje tlak v systému vytlačením části nosiče ven	V případě nouzového zvýšení tlaku
Snížení	Změnou své kapacity reguluje tlak v části hlavního okruhu, která se nachází za místem jeho instalace.	Práce na plný úvazek

Obtokový ventil snižuje zatížení čerpadel systému, aniž by se měnilo množství nosiče v něm.

Технические характеристики

Hlavní veličiny, které určují provozní schopnosti bypassových zařízení v systému:

• Průměr průchodu. Vnitřní průřez průchodu nosiče ventilem. Může se lišit od průměru hlavního okruhu systému.
• Šířka pásma. Charakterizuje objem pracovního média schopného projít ventilem za jednotku času při jmenovitém tlaku 1 atm. Měřeno v metrech krychlových/hod.
• Konečný tlak. Maximální hodnota přetlaku, pro který je zařízení navrženo. Překročení tohoto parametru v systému vede k posunutí táhla ventilu a začátku obtoku média. Stanoveno při teplotě nosiče 20 °C.
• Rozsah nastavení. Hranice možnosti nastavení přetlaku, při kterém se ventil začíná otevírat. Jednotkou měření je bar.

Typy obtokových ventilů

Přestože princip fungování a výkonnostní charakteristiky jsou podobné, zařízení mají další rozdíly.

Způsob připojení

U potrubí malého průměru (do 150 mm) jsou vstupní a výstupní potrubí obvykle vyrobeny se závitovým připojením. Možnosti – vnější nebo vnitřní závit trubky. U potrubí velkých průřezů se spoje provádějí svařováním nebo pomocí přírubových spojů.

Směr toku

Ventil instalovaný v hlavním toku má obvykle hranatý tvar pro připojení výstupního okruhu. Ventily obsažené v obtokovém potrubí mohou být také přímoprůtočné.

Aktivní prvek

Výstup je obvykle blokován uzávěrem nebo klapkou. Ale v některých provedeních je blokovacím prvkem membrána spojená s tyčí. Použití možností membrány se doporučuje v potrubích s pracovním médiem obsahujícím kromě kapaliny nebo plynu i pevné částice.

Mechanismus účinku

Rozdíl ve způsobu ovlivňování uzavíracího prvku vedl ke vzniku dvou typů ventilů.

• Přímá akce. Jednoduché mechanické zařízení, ve kterém chladicí kapalina přímo působí na aktivní prvek ventilu. Levné a relativně snadné na údržbu.
• S prvky nepřímého vlivu. Ve skutečnosti se skládá ze dvou ventilů. Ventil o malém průměru funguje jako tlakový senzor a po aktivaci ovládá tyč hlavního ventilu, která otevírá odtok do obtokového kanálu. Vyznačuje se přesnějším nastavením prahu odezvy.

Kritéria výběru zařízení

Obtokové ventily jsou vyžadovány v následujících typech potrubí:

• Akumulační systémy kotlů. Voda v nich je pod tlakem a pravidelné zapínání/vypínání vede k prudkým změnám objemu a tlaku protékající kapaliny.
• Systémy zásobování teplou vodou s stálým účinkem, vybavené termostatickými zařízeními. Při změně teploty se mění i objem média v hlavním potrubí. Je vyžadováno neustálé seřizování a vyhlazování tlakových ztrát.
• Víceokruhové topné systémy. Když je kterýkoli z okruhů vypnut, tlak ve zbývajících částech se zvyšuje. Obtoková zařízení minimalizují změnu zatížení čerpadel systému.
• Zařízení na vytápění tuhými palivy nejsou schopna po vypnutí prudce snížit teplotu nosiče. Obtok průtoku umožňuje zkrátit dobu chlazení.

Při výběru vhodného bezpečnostního zařízení typu bypass je třeba vzít v úvahu následující parametry:

• Průměr a způsob připojení, které umožňují jeho zařazení do regulovaného hlavního potrubí.
• Průpustnost musí odpovídat vypočítanému vypouštění nosiče v případě maximálního zatížení.
• Provozní teplota zařízení a materiál, ze kterého je vyrobeno.
• Nutnost nastavení bodu odezvy ventilu. Jeho rozsah by měl ležet v rámci plánovaných změn tlaku.

Důležité je také zaměřit se na produkty od známého výrobce.

Montážní funkce

Konkrétní místo instalace obtokového zařízení závisí na uspořádání a typu potrubí. Ventil lze integrovat do přídavného přepínacího okruhu. U topných systémů s uzavřeným cyklem se přetlak uvolňuje do vratného potrubí. Může být také použit jako pojistný ventil, nastavený na nouzový tlak a s vypouštěním kapaliny do kanalizace.

V hlavním okruhu jednookruhového vytápění je obtokový ventil instalován na výstupu obtoku za vstřikovacím čerpadlem.

Pro větší bezpečnost a zabezpečení celého topného okruhu je vhodné kromě obtokového zařízení instalovat další:

• zpětný ventil, aby se zabránilo opačnému směru proudění,
• odvzdušňovací ventil pro odvzdušnění vzduchových kapes,
• vypouštěcí ventil pro úplné vypuštění média ze systému,
• pro maloprůměrové systémy chatového typu – síťové filtry.

Ve víceokruhových systémech jsou v každém okruhu instalovány obtokové ventily.

Tipy pro nastavení a údržbu

Instalace ventilu s nastavitelným rozsahem přetlaku se vyplatí těm, kteří již mají zkušenosti s výpočtem požadované hodnoty. Vypouštěcí otvor se začne otevírat při tlaku zvoleném nastavením. Ale obvykle se plně otevře při tlaku, který překročí počáteční hodnotu o 20%. Výpočet však nemůže být založen pouze na tomto ukazateli, protože takový pokles pracovního tlaku v systému je nelineární. Vypouštění části nosiče již vede ke snížení zatížení uzávěru ventilu. Pro přesný výpočet propustnosti zařízení se proto podívejte na diagramy uvedené v technickém listu.

Je třeba vzít v úvahu, že chyba nastavení u většiny regulátorů je 10 %. Pro prvotní seřízení a následné sledování se doporučuje instalovat tlakoměry před a za obtokový bod.

Samotné nastavení se provádí buď pohybem jezdce po stupnici nebo otáčením nastavovacího šroubu. Po nastavení a kontrole požadované hodnoty se šroub zajistí upínací maticí.

Běžná údržba pojistného ventilu spočívá v měsíčním sledování počátečního reakčního tlaku a rychlosti jeho otevírání. Musíte také sledovat stav filtrů.

Pokud ventil nefunguje správně, měl by být odstraněn, rozebrán a všechny části omyty. Je možné, že porucha je způsobena jednoduchým zablokováním mechanismu.