Что такое предохранительный клапан

Предохранительные клапаны. Назначение, места установок, порядок проверки. Требования Правил к предохранительным клапанам

Предохранительные клапаны служат для предотвращения разрушения котлов и сосудов при превышении рабочего давления. Они делятся на грузовые, пружинные и импульсные.

Рычажный клапан (см.рис.7) имеет рычаг с грузом, под действием которого он закрывается. При нормальном давлении в котле этот груз прижимает клапанную тарелку к седлу, то есть давление пара и груза на клапан уравновешенные. При повышении давления клапан поднимается, излишек давления удаляется в атмосферу, а клапан под действием массы груза опускается на седло. Подвешивание дополнительного груза на рычаг или заклинивание клапана с целью устранения неплотности не допускается. Они выпускаются одногрузовыми с Ду = 25,32,40,80,100 мм и двухгрузовыми с Ду = 80,100,125,150,200 мм. Регулирование клапанов проводится путем передвижения груза по рычагу.

Рис. 7. Рычажно-грузовые предо-хранительные клапана:

2 — крышка корпуса

4 — седло клапана

9 — ограничительная скоба

10 — стопорные болты

В пружинных клапанах (см.рис.8б) давление в аппаратах уравновешивается силой сжатия пружины. Эти клапаны используются на ресиверах, передвижных котлах, а в последнее время их начали использовать для установки на котлах типа Е и ДЕ. Они выпускаются с ДУ = 25,40,50,80,100 мм.

Рис.8. Предохранительные клапаны:

а — грузовой:

2 — рычаг с грузом

6 — седло клапана

б — пружинный клапан:

5 — направляющая втулка

7 — регулировочный винт.

Импульсные клапаны устанавливаются на паровых котлах с рабочим давлением более 39 кгс/см 2 (3,9 мПа).

На каждом паровом и водогрейном котле и экономайзере, который отключается по рабочей среде и пароперегревателе должно быть установлено не менее двух клапанов. Один из них – контрольный – должен быть в металлическом кожухе, закрыт на замок или опломбирован и иметь устройство его подрыва, а второй – рабочий.

Предохранительные клапаны паровых котлов регулируют на начало открывания при давлении, которое не превышает следующих величин:

На водогрейных котлах они должны быть отрегулированы на начало открывания при давлении не больше 1,08 Р_раб давления в котлах.

Обратные клапаны оборудования пропускают среду только в одном направлении и служат для защиты оснащения от повреждений вследствие обратного потока среды. Они выпускаются двух видов: подъемные (см.рис.9а) и поворотные (см.рис.9б). По виду материала корпуса они выпускаются: чугунные, стальные и бронзовые. По способу соединения с трубопроводом они бывают муфтовые и фланцевые.

Обратный подъемный клапан состоит из корпуса, в круглое проходное отверстие которого впрессовано седло, закрывающее клапанной тарелкой. Для плотного закрывания клапанная тарелка притирается к седлу. Корпус закрывается крышкой, куда заходит направляющий шток тарелки. При движении воды в обратном направлении клапанная тарелка опускается и обратное движение воды прекращается.

Рис. 9. Обратные клапаны:

Обратный поворотный клапан (см.рис.10) состоит из корпуса с шарнирно закрепленной заслонкой, которая под давлением движущейся среды поднимается и клапан открывается. При отключении насоса или аварийном снижении давления после клапана, клапан закрывается и обратное движение воды прекращается.

Рис. 10. Поворотный обратный клапан:

4 — седло клапана

Подъемные обратные клапаны устанавливаются только на горизонтальных, а поворотные – на горизонтальных и вертикальных трубопроводах.

Обратные клапаны необходимо устанавливать на отключающем устройстве по ходу движения воды. Обратные клапаны с муфтовым соединением изготовляются на небольшие условные проходы Ду = 15,20,25,32,40,50,80 мм, а с фланцевым – Ду = 20-200 мм.

Краны с условным проходом до 50 мм изготовляются с крышкой на резьбе, а больше 50 мм с крышкой на шпильках.

Легкоплавкие пробки (см.рис.11) предназначены для предотвращения повреждений котлов ДКВР при спуске воды. Они имеют коническую форму с внешней резьбой и вкручиваются в нижнюю часть верхнего барабана со стороны топки (2 шт.).

Рис. 11. Контрольная легкоплавкая пробка:

Отверстие пробки заливается легкоплавким сплавом (90% свинца и 10% олова), температура плавления которого 280-310 о С.

При нормальном уровне воды в паровом котле легкоплавкий сплав охлаждается водой и не плавится. При спуске воды пробки не охлаждаются, а вместе с тем со стороны топки они продолжают нагреваться продуктами сгорания топлива и легкоплавкий сплав расплавляется. Через образованное отверстие пароводяная смесь под давлением с шумом выходит в топку, что служит сигналом для аварийной остановки котла.

Для надежной работы пробки необходимо заменять или перезаливать не реже 1 раза в квартал. при замене наносится клеймо с указанием даты.

Требования Правил (ПБ-10-574-03):

— на каждом котле должно быть установлено не менее двух предохранительных клапанов

— суммарная пропускная способность предохранительных устройств, устанавливаемых на паровом котле, должна быть не менее номинальной паропроизводительности котла

— применение рычажно-грузовых предохранительных клапанов не допускается

— допускается применение только предохранительных клапанов полностью закрытого типа

— условный проход предохранительного клапана должен быть не менее 25 и не более 150 мм.

— предохранительные клапаны должны защищать котлы, пароперегреватели и экономайзеры от превышения в них давления более чем на 10% расчетного (разрешенного).

— конструкция пружинных клапанов должна исключать возможность затяжки пружины сверх установленной величины. Пружины клапанов должны быть защищены от прямого воздействия выходящей струи пара.

188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Предохранительный клапан и предохранительный клапан 2019

Оба условия используются взаимозаменяемо в обрабатывающей промышленности, поскольку каждая система под давлением требует устройств безопасности для защиты жизни, имущества и окружающей среды. Предохранительные клапаны и предохранительные клапаны являются двумя основными предохранительными устройствами, предназначенными для предотвращения избыточного давления в обрабатывающих производствах. Хотя оба устройства используются почти для одной цели, разница в основном заключается в том, как они работают.

Что такое предохранительный клапан?

Предохранительные клапаны или широко известные как предохранительные клапаны (PRV) относятся к семейству защитных устройств, специально предназначенных для защиты чувствительных к давлению систем и оборудования от разрушающего воздействия избыточного давления. Предохранительное клапанное устройство в основном невосприимчиво к эффектам обратного давления системы и подвержено периодическому удалению. Предохранительные клапаны являются одной из наиболее важных частей системы давления, которые устанавливаются для открытия на заданном уровне давления, чтобы избежать сбоев системы. Каждая система давления устанавливается с заданным пределом конструкции, называемым уставкой, над которой клапан начинает открываться, чтобы предотвратить избыточное давление.

Что такое предохранительный клапан?

Предохранительный клапан является последним средством для людей, имущества и процессов в обрабатывающей промышленности, состоящей из электростанций, нефтепродуктов, котлов, нефти и газа, фармацевтических препаратов и многих других. Это своего рода отказоустойчивое устройство, которое автоматически включается, чтобы предотвратить накопление давления в сосуде или системе за заданный предел. Устройство сконструировано таким образом, что предохранительный клапан автоматически срабатывает при достижении заданного давления. Он просто позволяет избежать избыточного давления, чтобы предотвратить повреждение судна. Кроме того, он также гарантирует, что давление будет оставаться в пределах в будущем. Даже небольшое приращение давления поднимает предохранительный клапан, и он закрывается, как только давление уменьшается до заданного предела.

Разница между предохранительным клапаном и предохранительным клапаном

Определение сброса против предохранительного клапана

Предохранительный клапан, также известный как предохранительный клапан (PRV) или предохранительный клапан, является типом предохранительного клапана, используемого для ограничения или контроля уровня давления в системе в пределах безопасного порогового предела, чтобы избежать условия избыточного давления. Проще говоря, предохранительный клапан представляет собой устройство, предназначенное для управления давлением в сосуде или системе до определенного заданного уровня. С другой стороны, предохранительный клапан представляет собой устройство, используемое для отвода избыточного давления от сосуда или оборудования, когда давление пересекает определенный предопределенный предел. Это просто позволяет жидкости или газы убегать, если давление становится слишком высоким, чтобы предотвратить любой ущерб.

функция

Предохранительные клапаны в основном используются в гидравлических системах, чтобы ограничить давление в системе до определенного заданного уровня, а когда давление достигает предела безопасности, предохранительный клапан реагирует, освобождая избыточный поток от вспомогательного прохода от системы до чтобы предотвратить отказ оборудования. Основной целью предохранительного клапана является защита жизни, имущества и окружающей среды от отказа в давлении системы управления. Проще говоря, предохранительный клапан открывается, когда давление превышает заданный предел заданного давления.

Работа предохранительного клапана и предохранительного клапана

Для предохранительного клапана отверстие прямо пропорционально увеличению давления в сосуде. Это означает, что открытие клапана довольно постепенное, чем внезапное, что позволяет открывать его только при заданном уровне давления и отпускать жидкости до тех пор, пока давление не упадет до желаемого заданного давления. С другой стороны, предохранительный клапан открывается сразу же, когда давление в системе достигает установленного уровня давления для отказа системы. Это устройство безопасности, способное работать в любое время и в последнюю очередь предотвращает катастрофический сбой в системах в условиях избыточного давления.

Заданная

Клапан сброса давления предназначен для открытия при определенном уровне давления, который обычно называют «уставкой». Не следует путать заданное значение с заданным давлением. Фактически, заданное значение предохранительных клапанов регулируется до наименьшего максимального значения давления, что означает, что оно установлено ниже максимального давления в системе, разрешенного до состояния избыточного давления. Клапан начинает открываться, когда давление достигает некоторого уровня выше заданного значения. Уставка измеряется в фунтах на квадратный дюйм (PSIG) и не должна превышать максимально допустимое рабочее давление (MAWP). В предохранительных клапанах заданное значение обычно устанавливается на 3 процента выше рабочего уровня давления, тогда как в предохранительных клапанах оно устанавливается на уровне 10 процентов.

Читать еще: Дать определение сплавам их классификация и свойства

Предохранительный клапан против предохранительного клапана: сравнительная таблица

Резюме Рельефа против предохранительного клапана:

Оба предохранительных клапана и предохранительные клапаны представляют собой высокоэффективные чувствительные к давлению предохранительные устройства, предназначенные для управления или ограничения давления внутри системы или сосуда, высвобождая избыточное давление из вспомогательного прохода из системы. Хотя оба варианта являются общими для предохранительных клапанов, разница в основном заключается в мощности и уставки. В то время как первый используется с помощью оператора и предназначен для сброса давления во избежание состояния избыточного давления, последний является самодействующим устройством, которое открывается автоматически при достижении максимально допустимого давления. Предохранительные клапаны в основном используются в системах с флюидом или сжатым воздухом, тогда как предохранительные клапаны в основном используются для выпуска пара или пара в атмосферу.

Клапан предохранительный – все о типах, принципе работы и устройстве

Обязательным элементом каждой гидросистемы, функционирующей под высоким давлением, считается предохранительный клапан. Устройство специально предназначено для защиты систем от чрезмерного превышения давления, ограничивая его предельную границу. При приближении к опасной отметке сбросной клапан срабатывает, осуществляя сброс рабочей среды до момента нормализации внутрисистемного давления.

Устройство предохранительных клапанов

Предохранительный клапан – это специальная трубопроводная арматура, функционирующая от рабочей среды. Существуют различные типы предохранительных устройств, но сбросные клапаны пользуются наибольшей популярностью благодаря эффективности работы при относительной несложности конструкции.

Конструкция предохранительного клапана зависит от его типа, но чаще применяются клапаны с пружинным механизмом прямого действия, обязательными компонентами которых являются задатчик с запорным органом. Задатчик отвечает за силовое воздействие на чувствительный элемент, непосредственно связанный с запорным органом, состоящим из запора и седла. В роли затвора обычно выступает золотник, а в качестве задатчика используется стальная пружина.

Принцип работы

Когда клапан пребывает в закрытом положении, чувствительный элемент находится под воздействием рабочего давления системы. Когда в системе начинают возникать процессы, провоцирующие повышение уровня давления выше рабочего, сила притяжения золотника к седлу снижается. В момент, когда сила равняется нулю, наступает уравновешивание рабочих сил от воздействия давления внутри системы и задатчика на чувствительный элемент. Начинается открытие запорного клапана. Если внутрисистемное давление продолжает расти, осуществляется выпуск рабочей среды через открытый клапан. Когда давление в системе постепенно падает и приходит в норму после сброса рабочей среды, запорный орган под воздействием усилия задатчика закрывается.

Чтобы клапан закрылся, давление должно опуститься до отметки на 10-15% ниже, нежели уровень нормального давления в системе. Это связано с тем, что для возвращения запорного элемента в герметичное положение требуется усилие значительно большее, нежели то, которого было достаточно для поддержания его в закрытом положении до момента открытия.

Разновидности клапанов предохранительного типа

Существуют разные типы предохранительных клапанов, которые классифицируются по наличию определенных признаков.

По принципу действия выделяют два типа сбросных клапанов:

Клапаны прямого действия срабатывают непосредственно под воздействием рабочей среды.
Клапаны сбросные обратного действия реагируют на силу постороннего источника давления или открываются под воздействием электричества.

По типу подъема замыкающего органа сбросные предохранительные клапаны подразделяют на:

Устройства пропорционального действия, которые чаще используются для несжимаемой среды, хотя конструкция предусматривает возможность применения для сжимаемых сред. Клапаны открываются пропорционально росту давления в системе, с подъемом затвора клапан сбрасывает рабочую среду равномерно.
Устройства двухпозиционного действия моментально открываются на полный ход, когда достигается предельное давление клапана. Применяются для сжимаемых сред (пар, воздух, газы).

В зависимости от высоты подъема замыкающего органа:

Малоподъемные клапаны, высота подъема в которых составляет около 0,05 диаметра седла, характеризуются минимальной пропускной способностью, поэтому не подходят для мощных промышленных систем. Устройства обычно имеют пропорциональный механизм действия и отличаются простотой конструкции.
В полноподъемных клапанах, которые, как правило, функционируют на основании двухпозиционного механизма, высота подъема устройства равняется или превышает диаметр седла. Клапаны имеют высокую пропускную способность и характеризуются более сложной конструкцией, нежели малоподъемные устройства, поэтому их стоимость выше

По типу оказываемой нагрузки на золотник клапаны сбросные подразделяют на:

Рычажно-грузовые или грузовые клапаны – устройства, в которых давлению противодействует усилие, создаваемое рычажно-грузовым механизмом. В зависимости от массы груза и длины рычага определяется давление срабатывания и диапазон давлений.
В пружинных клапанах внутрисистемному давлению противодействует предохранительный пружинный механизм. Сила сжатия стальной пружины определяет давление, при котором срабатывает пружинный механизм. Диапазоны настройки пружинного клапана зависят от упругости пружины. Невысокая цена, простота и надежность конструкции делают пружинные клапаны оптимальным вариантом для различных инженерных систем и маломощных промышленных установок.

Регулировка предохранительных клапанов

Регулировка предохранительного клапана осуществляется после окончания процесса монтажа. При помощи стальной пружины клапан настраивают таким образом, чтобы усилие золотника прижимало устройство к седлу запорного органа и предотвращало несвоевременный сброс рабочей среды. Настройка предохранительного клапана пружинного осуществляется при помощи специального винта. Конструкция предохранительного клапана устроена таким образом, что затяжка пружины сверх установленной величины, полностью исключена.

Преимущества применения предохранительных клапанов

Сбросные клапаны активно используются для предохранения от возникновения неполадок в системах, работающих под высоким давлением.
Преимущества использования клапанов, обеспечивающих нормализацию давления в системе, очевидны:

Невысокая цена устройства при длительном сроке эксплуатации.
Простота конструкции и легкость в эксплуатации.
Несложность монтажа и выбора рабочих настроек.
Разнообразие типов и габаритных размеров позволяет подобрать наиболее подходящий сбросной клапан в зависимости от технических характеристик системы.
Возможность использования устройств в агрессивной среде.
В зависимости от типа устройства бывают клапаны, которые устанавливаются как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.

Предохранительный клапан – относительно недорогой и надежный элемент, который является обязательной частью любой системы, работающей под высоким давлением. Правильный выбор предохранительного устройства, профессиональный монтаж, своевременное обслуживание и устранение неполадок обеспечит бесперебойное функционирование системы на протяжении длительного времени.

Предохранительные клапаны

Предохранительные клапаны обычно устанавливаются в напорную линию параллельно. В случае достижения давления настройки предохранительный клапан открывается и пропуская поток (или часть потока) из напорной линии в сливную.

Принцип работы предохранительного клапана

На рисунке показан предохранительный клапана седельного типа.

Основными элементами предохранительного клапана являются:

корпус;
пружина;
запорно-регулирующий элемент;
седло.

В исходом состоянии усилие Fпр пружины 2 прижимает запорно-регулирующий элемент (конус) 3 к седлу 4. Напорная линия отделена от сливной.

В случае если сила Fг давления потока на запорно-регулирующий элемент превысит силу Fпр, конус сместится вверх, пропуская поток из напорной линии в сливную.

При отсутствии давления в линии слива величина усилия Fг определяется по формуле:

Где А — площадь уплотняемой поверхности.

Регулировка давления настройки предохранительного клапана осуществляется путем изменения предварительного поджатия пружины.

Предохранительные клапаны прямого действия

В клапанах прямого действия на запорно-регулирующий с одной стороны действует усилие пружины с противоположной — сила давления жидкости.

Пружину в таких клапанах называют силовой, т.к. именно она оказывает силовое воздействие, удерживающее запорно-регулирующий до момента открытия.

Предохранительный клапан седельного типа, рассмотренный ранее, является примером клапана прямого действия. К этому же типу относят клапаны золотникового типа.

В исходном состоянии золотник 3, установленный в корпусе 1, перекрывает каналы в напорной и сливной линиях. При увеличении силы давления до величины превышающей усилие пружины 2, золотник будет перемещаться вверх, открывая канал для прохода потока из напорной линии в сливную.

Характеристика клапана прямого действия

Характеристика предохранительного клапана прямого действия имеет достаточно большой подъем.

Капаны прямого действия склонны к автоколебаниям. При больших расходах и высоких давлениях размеры пружины должны быть очень большими.

Устройство демпфирования

На работу предохранительного клапана влияют не только статические, но и динамические нагрузки.

Для снижения негативного влияния автоколебаний подпружиненного запорно-регулирующего элемента в предохранительных клапанах прямого действия используют устройства демпфирования.

Наиболее распространенным устройством демпфирования является — демпфирующий поршень, который жестко связан с запорно-регулирующим элементом.

Для демпфирования в поршне может быть выполнен узкий канал или снята лыска, как в примере показанном на рисунке.

Во время движения поршня жидкость движется в малом зазоре. При этом возникает демпфирующее усилие направленное в сторону противоположную движению поршня.

В конструкции большинства современных гидравлических предохранительных клапанов прямого действия присутствует демпфирующий поршень.

Предохранительные клапаны непрямого действия

При увеличении расхода через предохранительный клапан необходимо увеличивать и диаметры подводных каналов и запорно-регулирующего элемента. Вследствие увеличения площади уплотняемой поверхности потребуется и увеличение усилия поджатия пружины, а значит и увеличение самой пружины.

Для обеспечения относительно небольших габаритов клапана при больших значениях расхода используют предохранительные клапаны непрямого действия, состоящие из основного и управляющего клапана.

Читать еще: Кабель для электродуховки какой нужен

Клапан управления представляет собой классический предохранительный клапан прямого действия. Этот клапан способен пропустить лишь небольшой расход. Однако при его открытии за счет возникшего перепада давления на постоянном дросселе 6 запорно-регулирующий элемент 5 переместится вверх соединив напорную линию со сливом.

Пружина 4 в этом клапане мягкая, она предназначена для возвращения запорно-регулирующего элемента в исходное состояние.

Настройка клапана осуществляется регулировочным винтом 1, который позволяет изменить предварительное поджатие силовой пружины 2.

Характеристика клапана непрямого действия

Характеристика предохранительного клапана непрямого действия более пологая, клапан этой конструкции имеет меньшие габариты, чем аналогичный клапан прямого действия.

Предохранительный клапан

Любая система, работающая под давлением, нуждается в защите от перегрузок по давлению, возникающих в нештатных или аварийных ситуациях. Для этого применяются предохранительные клапаны. Они различаются по конструкции и характеристикам, для каждой установки — газовой или жидкостной — можно подобрать подходящую предохранительную арматуру.

Назначение

Основное назначение предохранительного клапана – защита системы от повышенного давления, которое может привести к ее повреждению или даже разрушению. Клапан сбрасывает излишки рабочей среды при превышении предельного значения ее напора. Сброс происходит в дренажную систему или в атмосферу. После того, как давление в системе упадет до нормального, предохранительный клапан закрывается и сброс прекращается.

Принцип действия клапанов

Принцип работы любого предохранительного клапана чрезвычайно прост. Запирающий элемент прижимается к седлу пружиной. По мере роста давления оно начинает превозмогать силу сжатия пружины, сжимая ее и отодвигая запорный элемент от седла. В открытый просвет устремляются излишки жидкости или газа. По мере выхода напор снижается, пружина отжимает запорный элемент обратно к седлу.

Устройство закрывается и готово к следующему рабочему циклу. Сила сжатия пружины, а, следовательно, порог срабатывания регулируется винтом.

Классификация предохранительных клапанов

Специалисты классифицируют устройства по различным параметрам.

По принципу действия:

Прямого. Это классический механический предохранительный клапан.
Непрямого. Используется датчик давления, автоматика управления, дистанционно управляемый вентиль. Датчик с вентилем могут быть разнесены по разным местам конструкции.

По способу открытия затвора:

пропорционального (для малосжимаемых рабочих сред);
двухступенчатые (для газов).

По способу нагружения золотника:

пружинные;
рычажно-грузовые;
магнито-пружинные.

Существуют и другие типы аварийных предохранительных клапанов, применяемых в специальных промышленных установках.

Различия в конструкциях

Устройство различных предохранительных клапанов может различаться. Так, большая часть арматуры выпускается с одним седлом. Можно встретить и конструкции, в которых два седла (и два штока с пружинами) установлены рядом.

По отношению высоты подъема запорного элемента к его диаметру различают:

малого подъема: до 1/20;
среднего подъема: до 1/4;
полного подъема: свыше 1/4.

Чем выше степень подъема, тем быстрее срабатывает устройство. Малоподъемные модели применяются для жидкостей, там, где не требуется сбрасывать большие объемы для снижения давления до нормального. В них высота подъема пропорциональна напору среды. Полноподъемные называют также двухпозиционными. Они имеют два положения: «Открыто» и «Закрыто» и предназначены для:

жидкостных систем высокого давления;
газов.

Такая конструкция позволяет быстро сбросить значительный объем газа или жидкости и применяется в особо ответственных установках и технологических комплексах.

Самые серьезные конструктивные различия наблюдаются в способах приложения нагружающей силы к запорному органу.

Пружинные клапаны

Наиболее распространены в бытовых системах- водонагревательных, водопроводных, отопительных. Золотник прижимается к седлу силой сжатой пружины. Изменяя степень предварительного сжатия пружины регулировочным винтом, можно настраивать ее на разные предельные значения. Многие модели снабжаются рычагом принудительного ручного открытия затвора для того, чтобы время от времени проверять работоспособность. Для устройств, работающих в опасных и вредных для здоровья средах, ручная контрольная продувка не предусматривается. Пружины, седла и камера устройств, работающих в агрессивных жидкостях и газах, покрывается специальными антикоррозийными покрытиями.

Шток, проходящий через корпус, уплотняется двойным сальником из особо стойких материалов (специальные сорта резины, фторопласт), исключающим в нормальных условиях проникновение агрессивных веществ в помещение.

Рычажно-грузовые клапаны

Такие конструкции для противодействия силе напора используют силу земного притяжения. Они могут монтироваться только в строго определенном производителем положении относительно горизонта и не допущены к применению на транспортных средствах и других подвижных объектах. Вес груза передается через рычаг штоку золотника, уравновешивая его до тех пор, пока давление в трубопроводе ниже порогового.

При больших значениях напора заметно увеличиваются габариты рычагов и грузов. Кроме того, они могут входить в резонанс и создавать высокие уровни вибрации.

Чтобы избавиться от этих эффектов, и применяют двухседельные клапаны, каждый из которых невелик по габаритам и весу. Регулировка таких устройств проводится добавлением или удалением части груза, размещенного на рычаге. Они отличаются стабильностью параметров работы и отсутствием эффекта старения пружин, снижающих их упругость.

Магнито-пружинные клапаны

Современные конструкции относятся к изделиям непрямого действия. Запорный элемент приводится в действие соленоидом. В нормальном положении электромагнит прижимает его к седлу, а по достижении предельного напора автоматика управления отключает напряжение на катушке индуктивности. Давление среды отжимает золотник и затвор открывается.

В другой конструкции прижатие осуществляется мощной пружиной, а по достижении порогового значения напора управляющая команда включает соленоид, и он поднимает клапан.

Существует исполнение, в котором соленоид и прижимает золотник, и отжимает его под действием противоположно приложенного напряжения. В случае отключения питания устройство продолжает работать как обычное пружинное.

Главное преимущество магнитных устройств — для задания порогового значения нет необходимости в физическом доступе к арматуре. Порог можно изменить в настройках программы управления в зависимости от текущей ситуации или особенности данной стадии технологического процесса.

Такие конструкции стоят существенно дороже своих механических аналогов, но многократно окупают себя в сложных промышленных установках с большим чистом параметров и влияющих друг на друга элементов.

Технические требования к предохранительным клапанам

Основное требование, предъявляемое к аварийной арматуре- это надежность и четкость срабатывания. Достигается это за счет:

Быстрое открытие при достижении порога срабатывания.
Достаточная пропускная способность при открытии.
Четкое закрытие при снижении напора до допустимого уровня.
Гарантия герметичности и отсутствие утечек при нормальном напоре до и после срабатывания.
Безотказность в течении паспортного срока эксплуатации и проектного числа срабатываний. Стабильность параметров упругих элементов и качества поверхностей золотника и седла.

Вся предохранительная арматура обязательно должна периодически испытываться на работоспособность, целостность и качество уплотнений. Для этого ее демонтируют и направляют в сертифицированную поверочную лабораторию или испытательный центр. Для предохранителей, работающих в сложных установках непрерывного цикла, допускается проверка на месте. Ее проводят методом испытания в действии.

Правила и стандарты

Применение предохранительной арматуры регулируется национальными и отраслевыми стандартами, правилами эксплуатации и техническими указаниями.

Для сосудов, работающих под давление, применяют следующие регламентирующие документы:

(ПБ 03-576-03). Правила безопасности для сосудов и установок давления.
«Boiler & Pressure Vessel Code» Американский стандарт.
ГОСТ 24570-81 Национальный стандарт по предохранительным клапанам.

Скачать ГОСТ 24570-81

Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, представляют собой значительную угрозу производственной и общественной безопасности. Поэтому их проектирование, комплектация, монтаж, эксплуатация курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и стандартов на всех этапах жизненного цикла оборудования. В РФ это поручено Ростехнадзору.

Выбор аварийной арматуры

При проектировании системы водоснабжения, отопления или технологической установки необходимо четко определить предельные значения давления, допустимые для ее компонентов или участков сети. При этом учитываются такие параметры, как:

производительность бойлера или главного насоса;
объем и рабочая температура рабочей среды;
особенности ее циркуляции.

Исходя их этого, определяют тип, сечение, пропускную способность, пороговое значение срабатывания, скорость срабатывания и время возвращения в исходное состояние, а также количество и места монтажа предохранительной арматуры.

В бытовых отопительных системах чаще всего применяются пружинные клапаны. Для жидкостных сред вполне достаточно использовать устройства низкого или среднего подъема. Пропускная способность должна обеспечивать быстрый сброс напора до допустимых величин.

Конструкция корпуса определяется местом сброса излишнего количества рабочей среды. Если она будет сбрасывать непосредственно в окружающую среду- достаточно клапана открытого типа. Если сброс должен происходить в дренаж- потребуется корпус с выходным патрубком соответствующего типа присоединения. Чаще всего используют резьбовой или ниппельное.

Ни в коем случае нельзя приобретать клапан с завышенным относительно расчетного порогом срабатывания. Такое устройство не откроется в нужный момент. Это может привести к повреждению оборудования или даже к полной аварии системы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Предохранительный клапан

Избыточное давление и высокие показатели напора в трубопроводе являются опасными факторами разрушения системы. Для предотвращения преждевременного износа, а также продления срока эксплуатации трубопроводных систем, используется арматура специального назначения – предохранительный клапан.

Данное устройство отличается максимально надежной, но при этом достаточно простой конструкцией. Обязательной считается установка предохранительных клапанов на трубопроводы с высоким давлением рабочей среды. Специалисты ценят предохранительную клапанную арматуру за ее простой монтаж и легкую настройку, а также разнообразие модельных типов, качественные технические характеристики и компактные размеры. Специфической особенностью данных клапанов также является их универсальность и возможность установки практически на любых типах трубопроводных систем.

Читать еще: Как точить ножи электрорубанка

Принцип работы предохранительного клапана

При высоком давлении в трубопроводе формируются излишки воздуха. Действие предохранительного клапана направлено на то, чтобы извлечь воздушные пузыри на участках их скопления в жидкости под давлением. Тем самым, происходит активное предотвращение преждевременного износа трубопровода, а также появления прорывов, поломок и протеканий.

Основными причинами возникновения аварийных ситуаций, предотвращаемых посредством установки предохранительного клапана, являются:

скачки давления и напора содержимого трубопровода;
неквалифицированная настройка оборудования;
неверно выполненный монтаж трубопроводной системы;
влияние внешних факторов;
неправильная сборка элементов, некачественные составляющие.

Клапан предохранительный в прямом смысле «предохраняет» трубопровод от накопления в нем воздушных «пломб» в случае внезапного повышения давления. Если запорная арматура общего назначения ликвидирует экстренные ситуации уже по факту их возникновения, то установка предохранительного клапана выступает в качестве предупреждающей меры к их возникновению.

Конструкция клапана трубопроводной арматуры

Прежде всего, стоит отметить, что трубопроводный клапан предохранительного типа чаще всего устанавливается на газовые трубопроводы. Газовый запорно-предохранительный агрегат обладает надежной комплектацией. Очень важно, чтобы каждая деталь данного механизма была выполнена из качественных материалов в заводских условиях.

Основные детали запорного клапана с предохранительной функцией:

надежный металлический корпус с верхней открывающейся крышкой;
фланцевое соединяющее крепление;
комплект элементов для настройки и регулировки клапана;
соединительный клапанный шток;
тщательно настроенные пружинные элементы.

Конструкция предохранительного клапана в деталях может отличаться, в зависимости от сферы применения клапана в трубопроводе того или иного типа. К слову, клапаны устанавливаются как на отопительном, так и на газовом, паровом или водном трубопроводных контурах.

Основная схема работы предохранительного клапана в любой системе состоит в следующем:

под воздействием контролируемых показателей давления в системе, содержимое трубопровода сталкивается с шарикообразным элементом, который направляет поток в торец гильзы, где происходит подготовка к дальнейшему процессу;
на первом этапе срабатывает пружина клапана, предварительно настроенная специалистами в заводских условиях;
если пружинный механизм слишком слаб для удержания содержимого под натиском давления, срабатывает защитная мембрана с регулирующим механизмом;
регулятор мембраны под действием штока выталкивает шаровой элемент вверх, отправляя его в канал сцепления с гильзой;
затем клапан начинает перекрывать поступление содержимого трубопровода, когда шток перемещается в сторону под действием пружины – в этот момент давление должно снизится;
если давление по плану действия клапана снижается, регулируемый рычаг мембранного механизма смещает шток вниз;
второй шток перемещает шариковый механизм в канал втулки, тем самым открывая проход содержимому трубопровода и прекращая сцепление с гильзой;
в противном случае (при воздействии чрезмерно высокого давления), пружинный механизм срабатывает, направляя один из двух штоков для полного перекрытия потока содержимого трубопровода.

Достаточно сложный механизм клапанной системы обладает при этом простым набором прочных элементов, которые за счет обычного механического воздействия гарантируют предотвращение износа трубопровода и его разрывов на отдельных участках системы.

Разновидности предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны, предотвращающие возникновение экстренных ситуаций, классифицируются по способу действия, а также по объемным показателям и величине нагрузки на золотник.

Итак, по способу воздействия на функции регулирования давления напора в трубопроводе, предохранительные клапаны разделяют на:

агрегаты с прямым воздействием – такой клапан срабатывает непосредственно под давлением рабочей среды содержимого трубы;
приборы непрямого воздействия – функция работы клапана имеет импульсный характер. При этом клапанная система реагирует на посторонние факторы или электрический импульс;
клапаны пропорционального типа действия – устанавливаются в трубопроводах с содержимым, не поддающимся сжатию (с отсутствием давления);
комбинированные клапаны – агрегаты с двумя типами действия из перечисленных выше.

Следующая классификация запорно-предохранительной арматуры разделяет клапанное оборудование по параметрам высоты органа замыкания. К приборам данного типа относят:

клапаны с полным подъемом замыкающего органа – высота подъема механизма замыкания составляет ¼ седельного объема. Прибор открывается сразу с полным оборотом «тарелки»;
клапаны с малым подъемом – запирающий элемент поднимается всего на 1/20 диаметра объема седельного элемента;
среднеподъемные клапаны – при работе клапана, запирающий механизм открывается в среднем значении между значениями устройств двух предыдущих типов.

Самыми популярными модификациями указанной арматуры являются полноподъемные клапаны. Специалисты рекомендуют их к обязательному использованию в трубопроводах с жидкими и газовыми средами.

Еще одной распространенной классификацией клапанов запорно-предохранительного типа можно считать различие по нагрузке на золотник. В соответствии с данной характеристикой, выделяют:

магнитные клапаны с пружиной – устанавливаются в трубопроводах со сложной конфигурацией. Они, как правило, оснащены электромагнитным приводом и выполняют функции импульсных регуляторов управления содержимым и давлением потока;
клапаны рычажно-грузового типа – агрегаты, в которых баланс нагрузки на золотник компенсируется посредством груза. Давление груза, в свою очередь, формируется при воздействии рычажного элемента на клапанный механизм штока.

Последний вид предохранительных клапанов запрещено устанавливать на сосуды передвигающегося типа!

Предохранительные клапаны с приводом

Запорно-предохранительная клапанная арматура часто оснащается различными приводами для удобства ее эксплуатации и контроля параметров содержимого трубопровода. Самыми распространенными видами приводов для установки совместно с регулирующими предохранительными клапанами, являются пневматический, а также электрический.

Прочный корпус, являющийся очень важным параметром при выборе клапанов предохранительного типа для различных трубопроводов, может быть выполнен в различной форме: угловой, прямоточной или проходной. В зависимости от формы корпуса, клапаны могут использоваться в различных трубопроводных системах (газового, водного и парового типа).

Проходная конструкция обладает преимуществом пропускания содержимого в обоих направлениях – прямом и обратном. То есть, в такой конструкции клапана поток содержимого находится в одинаковых условиях на входе и выходе из агрегата. Угловой клапан «поворачивает» поток содержимого на 90 градусов, при этом снижая гидравлическое сопротивление. В прямоточной конструкции изделия направление потока не меняется, однако шпиндельная ось располагается под наклоном.

Помимо клапанов с золотником (тарельчатой конструкции) также выделяют игольчатые клапаны с коническим затвором. Затвор конической формы, обычно, не превышает в диаметре 25 мм и рассчитан на максимальное давление рабочей среды в 16 МПа.

Преимущества установки клапана предохранения

Клапаны любой классификации запорно-предохранительного типа обладают неоспоримыми преимуществами для использования на всех видах трубопроводных систем. Это выражается в следующем:

данные агрегаты обеспечивают надежную герметизацию системы;
приборы обладают надежной и простой конструкцией;
клапаны просты в применении, не требуют сложной настройки и монтажа;
характеризуются универсальностью в эксплуатации с любым типом трубопровода;
имеют высокую стойкость к износу, надежный уплотнитель в клапанной конструкции;
отличаются оптимальными параметрами строительной высоты благодаря небольшой массе и малому ходу затвора при открытии;
обеспечивают возможность выдерживать высокие нагрузки, действие агрессивных сред и температурных перепадов;
допускают возможность уплотнения арматуры сильфоном для усиления сопротивления износу при внешнем воздействии негативных факторов.

Конструкция и работа регулирующего клапана

Одним из наиболее популярных типов предохранительных клапанов выступают клапаны регулирующего типа. Функция регулирования потока содержимого – это очень важная составляющая нормальной работы трубопровода, снижающая риск возникновения нештатных ситуаций.

Принцип работы регулирующих клапанов заключается в том, что данный механизм контролирует изменение расхода рабочей среды в трубопроводе. За счет этого осуществляется активная регулировка потока. Как правило, такие клапаны оснащаются приводами автоматического действия – пневматическим, электрическим, гидравлическим и электромагнитным. Однако для более простых систем также используется и ручное регулирование, требующее наличие обслуживающего персонала на трубопроводе.

Особая конструкция регулирующих клапанов обязательно предполагает наличие специального устройства – плунжера. Это механизм, к которому крепится регулирующий клапан и выступающий в качестве основного подвижного элемента. Сам клапан может монтироваться к трубопроводу самыми различными способами, включая фланцевое соединение, муфту, штуцер, сварку или цапковый метод монтажа.

Особенности клапана обратного типа

Предохранительные клапаны обратного типа действия отличается от регулирующих тем, что они пропускают поток содержимого трубопровода в одном направлении и одновременно перекрывают его в другом. Обратные клапаны устанавливаются на сосуды и трубы с высокими показателями давления перекачиваемого содержимого.

По своей конструкции обратные клапаны делятся на приемные, шаровые, стальные и невозвратно-запорного типа. Между собой обратные клапаны различной классификации разнятся сферой применения (типами трубопроводов). Основные отличия в существующих модификациях: особый диаметр соединительных элементов, угол поднятия запора, наличие сетки и регулирующего механизма.

Главными преимуществами обратных клапанов является прочный металлический корпус, который обычно выполняется из латуни, чугуна, стали, бронзы, титана и прочих материалов высокого качества. Еще одним важным достоинством клапанов именно невозвратно-запорного типа является функция принудительного открытия и закрытия.

Параметры правильной настройки клапана

Настраивать предохранительный клапан следует сразу же после его монтажа, а также после выполнения первичной промывки системы. Настройку параметров клапанной системы должен выполнять только специалист с надлежащей квалификацией. Суть данного процесса заключается в регулировании рабочего давления в системе. Для правильной работы предохранительного клапана следует отрегулировать чувствительность клапана к повышенным параметрам давления потока.

При выборе и настройке клапана необходимо обязательно учитывать плотность корпуса изделия, герметичность соединений в трубопроводе, а также возможное отклонение наклона затвора при полном закрытии и открытии клапанной задвижки.