Клапан минимального давления

Для чего служит? Где устанавливается?

Клапан минимального давления служит для поддержания необходимого минимального давления в пневматических системах для обеспечения их работоспособности.

Где устанавливается? В контексте бесед о компрессорах и, в частности, о компрессорах и системах сжатого воздуха Atlas Copco, можно говорить, что клапан минимального давления устанавливается на маслозаполненных компрессорах в системе маслоотделения и в других пневматических схемах. В частности, он устанавливается на выходе из системы адсорбционой осушки воздуха. То есть, на выходе осушителей VD, CD, XD – это по аббревиатуре Atlas Copco.

Так вот, для чего он служит непосредственно в компрессорах типа GA? Для обеспечения работоспособности компрессора необходимо иметь некоторое избыточное давление для управления входным разгрузочным клапаном.

В случае если, допустим, мы имеем большую воздушную магистраль, которую наполнять очень долго, мы не сумеем в процессе работы компрессора достаточно быстро поднять давление в системе, необходимое для управления входным клапаном. Для этого и служит клапан минимального давления. Он отсекает воздушную магистраль от непосредственно маслосепаратора компрессора.

И воздух, который нагнетается через закрытый входной клапан, имеющий предустановленное небольшое отверстие, достаточно быстро наполняет эту небольшую полость воздухом. А полость перекрыта как раз клапаном минимального давления.

При достижении, в частности, на компрессорах Atlas Copco 4 атмосфер внутри этой полости, клапан минимального давления открывается и все, что накачано свыше этих 4-х атмосфер в этой полости уходит дальше в воздушную систему. А то давление, которое изначально достаточно быстро создалось в маслосепараторе – оно обеспечивает давлением клапан управления разгрузочным клапаном.

Также определенное минимальное давление внутри маслосепаратора необходимо для эффективной и правильной работы системы маслоудаления из сепаратора.

Так вот, резюмируя: для того, чтобы предотвратить унос масла в режиме заполнения воздушной магистрали устанавливается клапан минимального давления, обеспечивающий быстрое увеличение давления в части системы компрессора, которая позволяет обеспечить дальнейшую его работоспособность и работоспособность его элементов. В данном случае разгрузочного клапана и системы маслосепарации.

Клапана минимального давления также устанавливаются на выходе из систем адсорбционной осушки. Это сделано для того, чтобы исключить возможность большого перепада давления на входе и выходе в осушитель в случае, если за осушителем большая и пустая воздушная магистраль. То есть, в режиме заполнения воздушной магистрали.

Клапан минимального давления закрыт в начале процесса заполнения осушителя. После того, как осушитель заполнится до определенного давления воздуха, выходящего из компрессора, скажем, до давления 6 атмосфер заполняется осушитель, после этого клапан минимального давления открывается и весь воздух, который пытается заполнить осушитель с давлением выше, чем 6 атмосфер устремляется далее в воздушную систему и выполняет свои уже функции по работе с периферийным оборудованием.

И даже при возникновении очень большого расхода воздуха в системе воздушной заказчика, в осушителе, тем не менее, за счет работы клапана минимального давления, будет поддерживаться минимальное давление, настроенное на этом клапане, что обеспечит работоспособность осушителя даже при очень больших расходах воздуха у заказчика. При чрезмерно больших расходах воздуха у заказчика и в процессе заполнения пустой воздушной магистрали.

Виды клапанов и их отличия

В компрессорах механические клапаны минимального давления. То есть, это некий цилиндр с поршнем, пружина и как раз пружина оттарирована на то усилие, которое давит на поршень. Как только возникает баланс противодавления воздуха на поршень и давление пружины, клапан начинает приоткрываться.

А также клапан минимального давления, установленный на воздушных магистралях не в компрессоре – скажем, на выходе осушителя – они бывают также механические и электромеханические. Иными словами, есть некий электрические датчик давления, который дает сигнал (по достижению определенного давления) на исполнительный механизм. В частности, механический клапан. И тот за счет воздушного управления (или электроуправления) закрывается, открывается или занимает промежуточное положение.

Вот, пожалуй, и все основные виды клапанов минимального давления, которые используются фирмой Atlas Copco и большинством фирм, занимающихся изготовлением и подготовкой сжатого воздуха.

Возможные неисправности каждого вида, диагностирование и пути решения.

Стоит более подробно остановиться все-таки на клапанах минимального давления, установленных на компрессорах, а не на осушителях. Если говорить о них, то это механические клапана и все дефекты их чисто механического свойства.

Так как он состоит все-таки из поршневой пары (поршень, цилиндр), то есть у него возможность заклинивания. А также в зоне клапана часто находится воздух, содержащий большое количество влаги. Поэтому возможно окисление материала, из которого изготовлен клапан.

Или окисление пружины и даже выход ее из строя – там лопается пружина. Либо клапан начинает подвисать, заклинивает в каком-то промежуточном закрытом или открытом положении.

Причины я уже назвал: коррозия, механический износ, попадание посторонних предметов, частиц, пыли, стружки.

Как диагностировать клапан минимального давления? Есть несколько характерных примет неисправности клапана минимального давления. Например, опять же, способ диагностирования зависит от конструктивного исполнения клапана.

Характерной приметой в данном случае будет являться то, что при старте компрессора и попытке заполнить сжатым воздухом опустошенную воздушную магистраль без давления, загрузка не происходит. То есть, загрузочный клапан не включается очень долгое время – до тех пор, пока не поднимется некоторое давление в воздушной системе.

Причем поднимается оно крайне медленно, это может быть минуты и даже десятки минут. То есть, не происходит мгновенного включения разгрузочного клапана по команде контроллера или датчика давления.

Это говорит о том, что клапан минимального давления завис в открытом положении (открылся) и не обеспечивает необходимого подъема давления внутри маслоотделителя.

Если же клапан минимального давления плохо работает в процессе длительной эксплуатации компрессора с заполненной воздушной магистралью, в которой есть давление и компрессору хватает его, чтобы запустить, чтобы открыть входной клапан, то, возможно, неисправность проявляется в чрезмерном уносе масла из компрессора.

На компрессорах большей производительности (более 45 киловатт) устанавливаются клапаны минимального давления, которые видны снаружи и шток этого клапана выходит за габарит, наружу корпуса клапана – его видно. И, когда клапан открыт или закрыт – это достаточно хорошо заметно.

Тем более, что на этих компрессорах (типа GA) клапан минимального давления скомбинирован с обратным клапаном – он такой, выполняет двоякую функцию. И выход из строя любого из элементов этого клапана влияет как на обратный клапан, так и на клапан минимального давления.

Поэтому еще характерной приметой будет, правда это скорее неисправность обратного клапана, но, так как он скомбинирован с клапаном минимального давления, поэтому можно говорить, что это одна из примет неисправности, а именно перегрузка двигателя при загрузках и разгрузках компрессора.

То есть, если он несколько раз в течение короткого периода переходит в режим загрузка из режима разгрузки, то возникает перегрузка двигателя. Достаточно часто и это заметно – срабатывает защитный механизм двигателя.

Вот, наверное, основные способы диагностирования неисправности клапана минимального давления.

Пути решения. Путь решения – только демонтаж, осмотр, проверка на неплотности, на обрывы уплотнений, колец, отсутствие механических заклиниваний.

То есть, решение проблемы заключается в демонтаже, разборке, дефектовке, сборке, установке на место этого клапана. Либо существуют наборы – ремнаборы для ремонта этого клапана. И его необходимо (этот ремнабор) установить. В нем, как правило, все необходимые элементы есть, все эти элементы чистые, без коррозии. Так что после установки ремнабора стандартного он будет работать.

Ну и, соответственно, не запускать ремонт клапана минимального давления при проведении техобслуживания. По регламенту он заменяется каждые 8000 часов наработки на маслозаполненных компрессорах Atlas Copco. Этот регламент желательно не нарушать. Хотя многие заказчики работают с этим клапаном до отказа. Тем более, что, как правило, очень серьезных проблем с компрессором из-за неисправности этого клапана не возникает.

Последствия неисправности этого клапана

Перегрузка электродвигателя и, как следствие, срабатывание защитных устройств электродвигателя. То есть, в частности, реле перегрузки электродвигателя.

Далее – невозможность загружаться компрессору, если магистраль воздушная пустая. То есть, до того, как она будет наполнена воздухом, компрессор не запускается. Вернее, он запускается но не переходит в режим загрузка. То есть, не начинает качать.

И еще одна неисправность – это утечка воздуха через клапан минимального давления из-за обрыва, прорыва или выхода из строя уплотнений внутри этого клапана. То есть, он будет травить воздух наружу, что тоже является дефектом, так как снижает производительность компрессора.

Плановое обслуживание клапана. Когда что надо менять, как следить?

Плановое обслуживание: обслуживается один раз в 8000 часов, по регламенту, по крайней мере.

Когда и что нужно менять? Замене подлежат все резиновые кольцевые уплотнения, которые приходится демонтировать в процессе разборки этого клапана. Далее меняется пружина этого клапана, меняется прокладка на самом клапане, то есть та, которая опирается на седло и производит запирание. Меняются уплотнения на цилиндре. Ну, скажем так, кольца – поршневые кольца на поршне этого клапана.

Все детали входят в стандартный ремнабор клапана минимального давления, который одновременно является обратным клапаном.

Бывают ли неоригинальные или ремкомплекты?

Да, бывают неоригинальные клапаны и ремкомплекты неоригинальные тоже бывают. Их производят в Польше, в Германии, в Китае, на Тайване.

Что включает в себя обычный ремкомплект клапанов?

Это набор кольцевых уплотнений, то есть, круглых резиночек. Далее – две пружинки и прокладки, которые устанавливаются на седло клапана. И плюс еще тоже уплотнение поршня клапана минимального давления.

Насколько это требовательный элемент, капризный? Требует ли много внимания?

Нет, не капризный. Надежный. Работает, как правило, очень-очень хорошо и проблемы с ним бывают крайне редко.

Из этих редких проблем наиболее частые возникают при вводе компрессора в эксплуатацию или после длительного простоя компрессора. Так как в зоне работы клапана находится большое количество влаги, выделившейся из воздуха, элементы клапана подвержены коррозии и в случае, если клапан не работает, то есть, компрессор остановлен длительное время, клапан может приржаветь к своим посадочным местам.

Обычно после разборки, очистки, смазки он начинает прекрасно работать. Но, тем не менее, желательно его менять по указанному регламенту. Хотя регламент для него в достаточно сильной степени зависит от того, в каком режиме работает компрессор.

Вообще для этих компрессоров наиболее благоприятный режим – это режим 100% нагрузки, когда компрессор работает не разгружаясь. Разгрузочный клапан открылся, давление в систему пошло, компрессор справиться с разбором воздуха на предприятии не может, но лишь чуть-чуть не может.

Он, допустим, настроен на отключение на 10 атмосфер, а в системе выше, чем 9,5 не поднимается. И компрессор работает на всю катушку. Это для него наиболее хороший, щадящий режим. При этом не работают никакие клапана, они (что клапан минимального давления, что обратный клапан, что разгрузочный клапан) открылись и висят в произвольном открытом положении. И лишь изредка в режимах разгрузки они закрываются или останова компрессора.

Это вполне реально и не создает большого износа на клапана. К сожалению, такое бывает не часто. Чаще компрессор работает в режиме загрузка-разгрузка достаточно часто. И износ этих элементов все-таки происходит.

В этом плане очень выгодно отличаются компрессоры с частотным регулированием привода. То есть, VSD (Variable Speed Drive).

Они обеспечивают стабильную загрузку компрессора без ненужных разгрузок, но с разной производительностью, что обеспечивает, с одной стороны, достаточно точное регулирование давления воздушной магистрали у заказчика, а с другой стороны очень редкие режимы разгрузки компрессора, которые для него весьма-весьма не полезны.

Случаи из практики, связанные с клапаном минимального давления с неправильной работой

Бывает нечасто, наиболее характерный и запоминающийся случай – это когда (обычно компрессор большой производительности маслозаполненный типа GA-160, GA-200) при вводе в эксплуатацию на площадке у заказчика, что было, кстати, неоднократно.

Установлен компрессор, красивая площадка, все здорово, отдано куча денег, прекрасная инсталляция вокруг компрессора, сделаны воздуховоды, новые воздухопроводы. Компрессор сверкает, только-только с него сняли упаковку, подключили, все проверили. Все затянули.

Первый пуск. Компрессор работает тихо, красиво, хорошо. Заказчик радуется. Но воздух в магистраль не идет. Не идет минуту, 2, 3, 5, 10, 15, 20. Мы начинаем искать утечку – где же, куда девается воздух из воздушной магистрали?

А он просто не вырабатывается компрессором за счет того, что не сработал клапан минимального давления. То есть не закрылся, а повис в приоткрытом положении.

Даже не так происходит. Он засыхает в закрытом положении. Как только компрессор начинает качать, создается довольно мощный удар по этому клапану, потому что он не просто закрыт, а он еще и прилип. Сначала происходит удар, а потом компрессор начинает спокойно себе работать, но воздух не качает.

То есть, тот кусочек воздуха, который он все-таки успел вытолкать – он попадает в пустую воздушную магистраль, растворяется там, превращаясь в очень низкое давление и давления на открытие входного клапана не хватает. Компрессор фактически не загружается, хотя дисплей пишет, что компрессор загружен, что все хорошо, но давление в системе не поднимается. Вот это признак дефекта клапана минимального давления. Случается достаточно часто.

Еще встречались дефекты (тоже достаточно характерные), но это скорее не на клапане минимального давления, а на установленном на нем же обратном клапане.

Так как материал, из которого сделан шток обратного клапана это какой-то силумин или алюминий (достаточно хрупкий и легко ломающийся), то в случае, если шток этого клапана застревает внутри корпуса клапана минимального давления (застревает или прикисает к нему), приржавевает, вытащить его бывает довольно сложно.

И при вынимании штока из корпуса шток частенько ломается, что полностью выводит из строя и клапан минимального давления, и обратный клапан одновременно. Лечить только заменой вот этих вот элементов, которые, правда, входят в сервисный набор для обслуживания этого клапана.