Перепускной клапан. Назначение, виды, характеристики

Термин «перепускной клапан» относится к регулирующему устройству для поддержания на требуемом уровне давления жидкой или газообразной среды путем перепуска ее через обводную линию трубопровода. Это трубопроводная арматура автоматически поддерживает заданную разницу давлений между входным и выходным патрубком. При превышении значения заданного давления на входе затвор клапан открывается, а при его снижении ниже установленного уровня клапан закрывается. Полное открытие обычно происходит, когда это число превышается более чем на 20 %.

Перепускные клапана прямого и непрямого действия

Открытие перепускного (регулирующего) элемента клапана может осуществляться двумя видами действий – прямым и непрямым. Перепускной клапан, в котором воздействие измерительного элемента на управляющий клапан осуществляется лишь за счет энергии среды, называется устройством прямого действия. Их делят на пружинные и мембранные по типу действия на затвор. В таких клапанах открытие затвора происходит под давлением среды и регулируется сжатием пружины. Перепускные клапана прямого действия характеризуются простотой устройства, низкой стоимостью и незначительной чувствительностью к загрязнениям. Недостаток – поддержание давления с невысокой точностью. Перепускной клапан, в котором воздействие на контроллер осуществляется извне с помощью дополнительной энергии, называется клапаном непрямого действия. Это более дорогие и точные устройства.

Клапан турбины

При разработке турбокомпрессора инженеры столкнулись с проблемой образования излишнего давления во впускном коллекторе. Вращение крыльчатки турбины происходит под действием выхлопных газов, подаваемых на лопасти, количество и давление которых зависит от оборотов двигателя. При быстрой езде двигатель совершает большое количество оборотов, частота вращения ротора турбины увеличивается, создавая избыточное давление во впускном коллекторе. В итоге излишек нагнетаемого воздуха может привести к так называемому «передуву», или «помпажу», двигателя и выходу его из строя. Для решения этой проблемы на турбокомпрессоры устанавливается перепускной клапан турбины, который при определенном давлении сбрасывает избыток газов мимо крыльчатки в выпускной коллектор. Это обеспечивает нормальное функционирование двигателя и турбины без провалов и сбоев.

Перепускной клапан турбины может быть внешнего и внутреннего типов. В большинстве серийных автомобилей общегражданского назначения устанавливается внутренняя разновидность клапана. Внешними комплектуются автомобили, которым необходима большая пропускная способность и возможность дополнительных регулировок (гоночные модели). Внешний перепускной клапан давления турбины более надежный, но обладает большими габаритами.

Перепускной масляный клапан

Перепускной клапан масляного фильтра срабатывает при повышении давления в маслопроводе между насосом и фильтрующим элементом. Это происходит вследствие повышения плотности масла (например, при холодном пуске), износе фильтра или просто увеличения оборотов. Открываясь, клапан пускает часть масла в обход фильтра. Очень важно подобрать клапан с правильным значением давления открытия. От этого зависит, при каких оборотах двигатель будет смазываться неочищенным маслом. Нежелательно использовать перепускной клапан с низким давлением открытия, поскольку при больших оборотах в двигатель всегда будет поступать «грязное» масло.

Характеристики перепускного клапана

Перепускные клапаны характеризуются величинами:

• Коэффициент пропускной способности – величина расхода воды (куб. м/ч) при температуре 200 С⁰ и расчетной потери напора на клапане в 1 бар. Это значение используется при расчете потерь давления в системе.
• Номинальное давление – значение, соответствующее максимальному избыточному напору рабочей среды. При расчете учитывается температура среды длительной и безопасной эксплуатации – 200 С⁰.
• Номинальный диаметр – внутренняя щирина присоединительных патрубков. Это значение применяется для унификации типоразмеров трубопроводной арматуры. Действительный диаметр отверстий патрубков может незначительно отличаться.
• Диапазон настроек – значения пределов перепадов давления поддерживаемых перепускным клапаном.