Клапан для предохранения

Любая система, работающая под давлением, нуждается в защите от перегрузок по давлению, появляющихся в нештатных или ситуациях на случай аварий. Для этого используются предохранительные клапаны. Они отличаются по конструкции и свойствам, для каждой установки — газовой или жидкостной — можно выбрать подходящую предохранительную арматуру.

Назначение

Главное назначение клапана предохранительного – защита системы от очень высокого давления, способное привести к ее повреждению либо даже разрушению. Клапан сбрасывает остатки среды работы при превышении максимального значения ее напора. Сброс происходит в специальную водоотводную конструкцию или в атмосферу. После того, как системное давление упадет до нормального, клапан для предохранения закрывается и сброс заканчивается.

Рабочий принцип клапанов

Рабочий принцип любого клапана предохранительного чрезвычайно прост. Замыкающий компонент прижимается к седлу пружиной. По мере роста давления оно начинает превозмогать силу сжатия пружины, сжимая ее и отодвигая элемент запорный от седла. В открытый просвет устремляются остатки жидкости или газа. По мере выхода напор уменьшается, пружина отжимает элемент запорный обратно к седлу.

Устройство закрывается и готово к следующему рабочему циклу. Сила сжатия пружины, а, поэтому, предел срабатывания изменяется винтом.

Классификация предохранительных клапанов

Профессионалы отмечают устройства по самым разным показателям.

По принципу действия:

• Прямого. Это традиционный механический клапан для предохранения.
• Непрямого. Применяется измеритель давления, автоматика управления, на расстоянии управляемый вентиль. Измеритель с вентилем могут быть разнесены по самым разнообразным местам конструкции.

По методу открытия затвора:

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

По методу нагружения золотника:

• пружинные;
• рычажно-грузовые;
• магнито-пружинные.

Есть и иные типы аварийных предохранительных клапанов, используемых в специализированных промышленных установках.

Различия в конструкциях

Устройство самых разных предохранительных клапанов может отличаться. Так, подавляющая часть арматуры выпускается с одним седлом. Можно повстречать и конструкции, в которых два седла (и два штока с пружинами) установлены рядом.

В отношении высоты подъема запорного элемента к его диаметру отличают:

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

Чем выше степень подъема, тем быстрее срабатывает устройство. Малоподъемные модели используются для жидкостей, там, где не требуется сбрасывать значительные объемы чтобы давление сделать меньше до нормального. В них подъемная высота пропорциональна напору среды. Полноподъемные называют также двухпозиционными. Они имеют два положения: «Открыто» и «Закрыто» и предназначаются для:

• жидкостных систем большого давления;
• газов.

Подобная конструкция дает возможность быстро скинуть большой объем газа или жидкости и используется в особо ответственных установках и технологических комплексах.

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

Пружинные клапаны

Самые популярные в бытовых системах- водогрейных, водопроводных, отопительных. Золотник прижимается к седлу силой сжатой пружины. Меняя степень предварительного сжатия пружины регулировочным винтом, можно настраивать ее на разнообразные предельные значения. Большинство моделей снабжены рычажком принудительного ручного открытия затвора для того, чтобы иногда проверять трудоспособность. 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 специализированными покрытиями против коррозии.

Шток, который проходит через корпус, уплотняют двойным сальником из особо устойчивых материалов (специализированные сорта резины, фторопласт), исключающим в нормальных условиях проникновение агрессивных веществ в пространство помещения.

Рычажно-грузовые клапаны

Подобные конструкции для противодействия силе напора применяют силу земного притяжения. Они устанавливаются только в строго определенном изготовителем положении относительно горизонта и не допущены к использованию на транспортных средствах и прочих подвижных объектах. Вес груза подается через рычажок штоку золотника, уравновешивая его до той поры, пока водопроводное давление ниже порогового.

При больших значениях напора ощутимо становятся больше размеры рычагов и грузов. Плюс к этому, они входят в отклик и создавать большие уровни вибрации.

Чтобы освободится от данных эффектов, и используют двухседельные клапаны, любой из них невысокий по размерам и весу. Регулировка данных устройств проходит прибавлением или удалением части груза, расположенного на рычаге. Они выделяются стабильностью рабочих параметров и отсутствием эффекта состаривания пружин, уменьшающих их упругость.

Магнито-пружинные клапаны

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

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

Есть исполнение, в котором соленоид и жмет золотник, и отжимает его под воздействием противоположно приложенного напряжения. В случае размыкания устройство продолжает работать как простое пружинное.

Важное преимущество магнитных устройств — для задания порогового значения нет надобности в физическом доступе к арматуре. Порог можно скорректировать в настройках программы управления в зависимости от текущей ситуации или характерности этой стадии тех. процесса.

Подобные конструкции стоят не дешево собственных механических заменителей, но неоднократно окупают себя в трудных промышленных установках с большим чистом показателей и влияющих один на один компонентов.

Требования в техническом плане к предохранительным клапанам

Ключевое условие, которое предъявляется к аварийной арматуре- это надежность и четкость срабатывания. Это достигается за счёт:

• Быстрое открытие при достижении порога срабатывания.
• Достаточная пропускная способность при открывании.
• Четкое закрытие при снижении напора до возможного уровня.
• Гарантия герметичности и отсутствие утечек при нормальном напоре до и после срабатывания.
• Безотказность в течении паспортного эксплуатационного периода и проектного числа срабатываний. Стабильность показателей упругих компонентов и качества поверхностей золотника и седла.

Вся предохранительная арматура должна обязательно иногда испытываться на трудоспособность, целость и качество уплотнений. Для этого ее разбирают и направляют в сертифицированную поверочную лабораторию или экспериментальный центр. Для предохранителей, работающих в трудных установках непрерывного цикла, разрешается проверка на месте. Ее проводят методом проверки в действии.

Правила и нормы

Использование предохранительной арматуры изменяется национальными и отраслевыми стандартами, эксплуатационными правилами и техническими указаниями.

Для сосудов, которые работают под давление, используют следующие регламентирующие документы:

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

Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, собой представляют существенную опасность производственной и общественной безопасности. По этому их проектирование, комплектация, монтаж, работа курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и параметров на всех стадиях цикла жизни оборудования. В Российской Федерации это вверено Ростехнадзору.

Выбор аварийной арматуры

Во время проектирования системы снабжения воды, отопления или технологичной установки нужно четко определить предельные значения давления, возможные для ее элементов или участков сети. При этом берутся во внимание эти параметры, как:

• продуктивность накопительного водонагревателя или основного насоса;
• объем и температура работы среды работы;
• характерности ее циркуляции.

Исходя их этого, формируют вид, сечение, способность пропуска, пороговое значение срабатывания, скорость срабатывания и время возвращения в исходное состояние, а еще кол-во и места монтажа предохранительной арматуры.

В бытовых системах отопления очень часто используются пружинные клапаны. Для жидкостных сред в полной мере достаточно применять устройства невысокого или среднего подъема. Пропускная способность должна гарантировать быстрый сброс напора до возможных величин.

Конструкция корпуса устанавливается местом сброса лишнего количества среды работы. Если она окажется сбрасывать конкретно в среду которая нас окружает- достаточно клапана открытого типа. Если сброс должен происходить в водоотвод- потребуется корпус с выходным отрезком трубы соответствующего типа присоединения. Очень часто применяют резьбовой или ниппельное.

Нельзя ни в коем случае покупать клапан с очень высоким относительно расчетного порогом срабатывания. Данное устройство не откроется в определенный момент. Это приведет к повреждению оборудования либо даже к полной аварии системы.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.