Места установки предохранительных клапанов и режимы их работы

Предохранительный клапан для котла предупреждает аварийную опасность. Это происходит, когда происходит перегрев воды и растёт давление, в результате чего разрывается магистраль или обшивка теплогенератора. Поэтому следует знать как правильно выбрать, установить и настроить этот важный элемент котла.

СодержаниеПоказать

1 Устройство и принцип действия клапана
2 Виды предохранительных клапанов
3 Как выбрать надежный клапан
4 Место установки предохранительных клапанов
5 Настройка предохранительных клапанов
6 Акт настройки

Устройство и принцип действия клапана

Ustrojstvo 1

Устройство клапана

Устройство предохранительного клапана:

защитной крышки;
выпускного отверстия;
пломбы;
пружины сжатия;
конуса;
седла;
напорной камеры.

Корпус изготавливается по технологии горячего штампования, обычно используют латунь, поэтому имеет большой срок эксплуатации. Регулирующий блок выполняется из термостойкого пластика, он не изменяет свою форму.
Существуют разные виды предохранительных клапанов, но принцип действия один.
На седло воздействует пружинный механизм и оно находится в закрытом состоянии. Если напор в трубопроводе будет сильнее усилия пружины сжатия, то откроется седло и произойдёт выброс теплоносителя.

Виды предохранительных клапанов

Данные элементы защиты классифицируют по-разному.

	Принцип работы	Высота подъёма затвора	Способ открытия затвора	Способ нагружения золотника
1	Прямого действия	Малоподъёмные	Пропорциональные	Пружинные
2	Непрямого действия	Полноподъёмные	Двухступенчатые	Рычажно-газовые
3				Импульсные

Пружинные – самые распространённые, используются для котельных небольшого размера. Они имеют простую и надёжную конструкцию и возможность лёгкой регулировки рабочего давление в системе. Также из преимуществ можно выделить низкую стоимость.
Рычажные предохранительные устройства не пользуются особой популярностью, потому что, в основном, модельный ряд представлен диаметрами от 50 мм. Их используют в промышленной сфере.
Импульсные устройства используют на паровых котлах с давлением больше 39 кгс/кв.см (3,9 МПа). На каждый котел устанавливают, как минимум, по 2 шт. (контрольный и рабочий).
Малоподъёмные имеют высоту подъёма затвора от 5% от диаметра седла, поэтому имеют низкую пропускную способность. Из достоинств можно выделить: несложную конструкцию, доступную цену.

Malopodemnyj i polnopodemnyj

Малоподъемный и полноподъемный

В полноподъёмных затвор поднимается на высоту не менее 25% диаметра седла. Их относят к двухступенчатым. Характеризуются большой пропускной способностью, высокой стоимостью и сложной конструкцией.

Полноподъёмные защитные устройства имеют колокол. Его задача состоит в том, чтобы помочь затвору достигнуть полного подъёма. Полноподъёмные используют, в основном, в тех системах, в которых среда сжимается.
Пропорциональные открывают затвор соразмерно увеличению давления и объём сбрасываемой среды пропорционально увеличивается с подъемом затвора. Эти защитные устройства применяют для воды и других жидких сред.

Polnoprohodnoj

Из преимуществ использования пропорционального клапана можно выделить:

открытие затвора согласно необходимости;
лёгкую конструкцию;
низкую стоимость;
автоматически возникают колебания.

Двухступенчатые предохранительные устройства открывают затвор мгновенно. Их запрещено устанавливать в контуре ГВС, так как это приводит к падению давления в системе, а после этого устройство мгновенно закрывается, провоцируя гидравлический удар.

Недостаток двухступенчатых устройств – автоколебание затвора. Причина этого – превышение типоразмера или переменный аварийный расход среды.

Как выбрать надежный клапан

В проекте отопительной системы нужно чётко определять предельные допустимые значения давления. Также учитывается продуктивная способность бойлера или насоса, объём, особенности циркуляции температуры рабочей среды. Исходя из этого подбирается тип и конструктивные особенности.
Из ранее перечисленных видов пользователям рекомендуется использовать пружинные предохранительные клапаны. Они отлично подойдут для котлов с небольшой мощностью. Также используют устройства с низким или средним подъёмом для водогрейных систем.

Ustanovka 1
Если рабочая среда сбрасывается в окружающую среду, то следует выбрать устройство открытого вида. Если сброс происходит в дренаж, то используется конструкция корпуса с выходным патрубком резьбового присоединения.

Запрещено устанавливать защитное устройство с завышенным порогом срабатывания. Оно не сработает, когда это необходимо.

Традиционный подрывной клапан имеет доступную цену, легко устанавливается. Это устройство хорошо защищает закрытую систему отопления с газовым илиэлкетрическим котлом, так как при возникновении аварии нагрев прекращается сразу.
Также не рекомендуется приобретать дешёвую китайскую арматуру. Она ненадёжна и протекает сразу, после первого подрыва.

Место установки предохранительных клапанов

При выборе места для установки предохранительных устройств необходимо соблюдать ряд правил:

Импульсные клапаны нужно монтировать в закрытых помещениях, при этом учитывать для какого климата они предназначены (умеренного или тропического).
Для обслуживания, ремонта, сборки и разборки изделий рекомендуется организовать так место, чтобы эти действия были без вырезки из системы водопровода.
Выполнять установку, соблюдая проектные рабочие чертежи.
Главный клапан монтируют приваривая к штуцеру только вверх вертикально. Возможно отклонение, но не больше 0,2 мм на 100 мм высоты защитного устройства.
При приваривании исключить возможность попадания в его полость брызг, грата, окалины.
Швы после варки нуждаются в термообработке, основываясь на требования действующей инструкции по монтажу оборудования системы водопровода.
На трубах, которые подходят к клапану и трубопроводах сброса напора, запрещено устанавливать запорные устройства и фильтры.
Рычаг клапана устанавливается горизонтально.
Для того, чтобы контролировать напор, перед фитингом нужно поставить манометр.
Клапан для системы отопления можно монтировать в нескольких местах трубопровода.

Настройка предохранительных клапанов

Klapan

Настройку защитных устройств выполняют после установки и промывки системы.

Проверка предохранительных клапанов проходит в несколько этапов:

Настройка давления, которое устанавливается немного выше предельного рабочего давления.
Проверка напора при открытии, оно не должно превышать минимальное. Соответствует нормальному режиму работы. Настроить давление в пружинном предохранительном клапане можно с помощью вращения регулирующего винта, который сжимает пружину. Рычажной настраивается изменением массы груза.
Проверка полного открытия и закрытия.

Настройку можно не проводить для предохранительных устройств, в которых давление фиксируется заводом изготовителем.
Предохранительный клапан можно считать готовым к эксплуатации, если обеспечена воздухо- и водонепроницаемость, хорошо открывается и закрывается затвор, давление начала открытия и закрытия имеют отклонения в пределах допустимого для данного вида (смотреть паспорт устройства).

Периодичность проверки предохранительных клапанов – 1 раз в квартал.

После всех манипуляций по настройке обязательно следует пломбировка, присвоение номера и нанесение его на корпус защитного устройства (или на табличку, приваривается она к корпусу клапана на ней указывается: место монтажа, давление), составить эксплуатационную карточку или технологический паспорт.

Акт настройки

Акт настройки предохранительного клапана– обязательный документ. Его пишут на каждый клапан. Форму акта можно корректировать.

Если меняются условия регулировки устройства, то обязательно вносятся записи в документ. В акте нужно заполнять все пункты. Если нет отдельных данных, пишут: «Данные не требуются».
В акте также указывается комиссия, которая принимает готовность устройства к работе. В конце документа являются обязательным подписи членов этой комиссии.

Скачать образец акта.

Источник

Основные правила монтажа и эксплуатации предохранительных клапанов

Для
предотвращения разрушения оборудования
из-за чрезмерного повышения давления
необходимо не только правильно выбрать,
установить и эксплуатировать
предохранительные клапаны, но и правильно
транспортировать их и хранить.
Предохранительный клапан не может быть
использован для регулирования
технологического процесса в сосуде или
аппарате, для этих целей должна быть
использована специальная регулирующая
арматура. Поэтому главное внимание при
проектировании сосудов или аппаратов
должно быть уделено Правильному выбору
установочного давления предохранительного
клапана, которое исключало бы его
срабатывание в результате случайных
отклонений в технологическом процессе.

Источниками
давления в сосудах и аппаратах могут
быть химические реакции, обогрев, подача
продукта насосами и компрессорами.
Предохранительные клапаны должны
непосредственно сообщаться с паровым
пространством защищаемого сосуда. Если
по конструкции сосуда или по условиям
производства такая установка невыполнима,
предохранительные клапаны следует
устанавливать в непосредственной
близости от сосуда на трубопроводе или
на специальном отводе. Установка
каких-либо запорных устройств между
предохранительным клапаном и сосудом
запрещается.

В системе
аппаратов одного агрегата, соединенных
между собой трубопроводами без какой-либо
запорной арматуры на них, разрешается
установка одного предохранительного
клапана на всю группу этих аппаратов.

Если
при выходе из строя предохранительного
клапана необходимо остановить на
длительное время всю установку или
возможна закупорка клапана, следует
предусматривать установку двух
предохранительных клапанов. Каждый из
клапанов должен быть рассчитан на полную
пропускную способность для обеспечения
безопасности сосуда, а переключающее
устройство не должно допускать отключение
одновременно обоих клапанов, хотя бы
на мгновение. На аппаратах колонного
типа с большим числом тарелок при
возможном резком увеличении их
сопротивления за счет нарушения
технологического процесса (это приводит
к большой разнице между давлениями в
различных частях аппарата) следует
устанавливать несколько предохранительных
клапанов для безопасности каждой части
аппарата.

Предохранительные
клапаны закрытого типа можно устанавливать
в любом месте технологических цехов и
установок, предохранительные клапаны
открытого типа — только вне помещений,
за исключением водяного пара и сжатого
воздуха.

Установка
предохранительных клапанов на защищаемый
сосуд должна обеспечивать свободный
доступ для обслуживания, а также монтажа
и демонтажа.

В
вертикальных аппаратах предохранительные
клапаны следует устанавливать на верхнее
днище, а в горизонтальных — на верхней
образующей цилиндра. Диаметр штуцера
на аппарате или трубопроводе для
установки предохранительного клапана
должен быть не менее диаметра приемного
патрубка предохранительного клапана.

При
сбросах давления в атмосферу следует
применять короткие вертикальные трубы.
Верхний обрез выхлопных труб от
предохранительных клапанов, установленных
на технологических аппаратах, следует
располагать на высоте не менее 3 м от
самой высокой точки здания или от самой
высокой рабочей площадки наружной
установки, расположенной в радиусе 15 м
от выхлопной трубы, но не более 6 м от
уровня земли. Верхний обрез выхлопных
»свечей» от предохранительных клапанов,
установленных на емкостях сжиженных
газов, должен располагаться на высоте
не менее 30 м от земли. Предпочтительно
иметь отдельную выхлопную трубу для
каждого предохранительного клапана.
Допускается объединение выхлопных труб
от предохранительных клапанов в общий
коллектор.

При
разработке сбросных трубопроводов от
предохранительных клапанов следует
помнить:

— при
сбросах в атмосферу через стояки или
»свечи» сопротивление сбросного
трубопровода должно быть минимальным;

— при
сбросах в закрытую систему давление в
сбросном трубопроводе должно быть
постоянным.

На
выхлопных стояках предохранительных
клапанов, предназначенных для сброса
паров, с учетом возможной их конденсации
в нижней точке стояка следует
предусматривать дренаж. Горизонтальные
участки объединенных коллекторов сброса
паров, после предохранительных клапанов
должны прокладываться с уклоном и в
нижней точке иметь дренажное устройство.
Гидравлические »мешки» на этих
трубопроводах не допускаются.

Выхлопные
трубы предохранительных клапанов должны
иметь соответствующие крепления,
разгружающие предохранительный клапан
и штуцер, на котором он установлен, от
чрезмерной нагрузки как от массы самих
труб, так и от всех возможных усилий
(например, от реактивных сил, возникающих
в потоке газа через сработавший клапан).

После
выбора схемы установки предохранительных
клапанов необходимо определить проходное
сечение клапанов и их число, необходимое
для защиты аппарата или системы от
повышения давления. Это рекомендуется
выполнить в следующей последовательности:

1)
Определение количества паров (газов)
или жидкости, подлежащих выбросу через
предохранительный клапан.

2)
Определение необходимого проходного
сечения предохранительного клапана.

3) Выбор
типа (марки) предохранительного клапана.

4)
Определение необходимого числа рабочих
предохранительных клапанов выбранного
типа.

Продолжительность
работы предохранительных клапанов
главным образом определяется правильной
эксплуатацией, а также своевременным
их ремонтом.

Во время
эксплуатации предохранительных клапанов
особое внимание должно быть уделено
срокам ревизии, которые следует неуклонно
выполнять. Срок ревизий устанавливают
соответствующей организацией, исходя
из особенностей производства данной
отрасли промышленности.

После
ревизии предохранительный клапан
регулируют на заданное установочное
давление и проверяют его герметичность.
Затем клапан пломбируют; устанавливать
неопломбированные клапаны категорически
запрещается.

Каждому
предохранительному клапану при
эксплуатации должен быть присвоен
номер, который может быть выбит на
корпусе или на специальной табличке из
нержавеющей стали, приваренной к корпусу
клапана, в которой указывается: место
установки (наименование объекта и
технологический номер аппарата);
установочное давление: номер пружины.

На все
предохранительные клапаны следует
составлять технологический паспорт
или эксплуатационные карточки.

Полученные
с завода-изготовителя клапаны необходимо
хранить в сухом закрытом помещении в
вертикальном положении на подкладках.
Приемные и выкидные штуцера клапанов
при хранении должны быть плотно закрыты.
При длительном хранении пружин
предохранительных клапанов необходимо
их устанавливать в сухом помещении на
стеллажах или в ящиках в вертикальном
положении, завернутыми в бумагу и
смазанными.

Наиболее
общие дефекты или неисправности при
неправильной эксплуатации клапанов —
утечка, пульсация и задиры движущихся
частей.

Утечка
среды, т. е. пропуск среды через затвор
клапана при давлениях, более низких,
чем установочное. Причинами, вызывающими
ее, могут быть: а) попадание на уплотнительные
поверхности посторонних предметов
(окалина, твердые частицы и т. д.) —
устраняется продувкой; б) повреждение
уплотнительных поверхностей —
восстанавливается притиркой или
проточкой с последующей притиркой и
проверкой герметичности; в) нарушение
соосности клапана от чрезмерной нагрузки
от выкидной трубы — устраняется правильным
монтажом; г) деформация пружины —
устраняется заменой пружины; д) занижение
установочного давления — повышается
новой регулировкой предохранительного
клапана.

Пульсация,
т. е. быстрое и частое открытие и закрытие
предохранительного клапана. Пульсация
— это обычно результат, во-первых,
чрезмерно большой пропускной способности
предохранительных клапанов; во-вторых,
суженное сечение подводящего к приему
клапана патрубка сосуда; в-третьих,
неправильная установка отводящей трубы.
Устранить пульсацию предохранительных
клапанов можно правильным выбором
пропускной способности клапана, сечения
подводящего патрубка сосуда или выкидного
патрубка предохранительного клапана.

Задиры
движущихся
деталей предохранительных клапанов
происходит в результате неправильной
сборки или установки клапанов вследствие
перекосов. Задиры удаляют механической
обработкой, а их причины — квалифицированной
сборкой предохранительных клапанов.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Предохранительный клапан водогрейного котла применение

Клапан предохранительный 17с28нж

Предохранительный клапан является основным устройством безопасности при эксплуатации оборудования, работающего под давлением.

В данной статье мы рассмотрим требования, предъявляемые к водогрейным котлам с температурой нагрева теплоносителя не более 115 градусов и устанавливаемые в промышленных отопительных и производственных котельных.

Предохранительные клапаны для водогрейных котлов — марки

Наиболее распространенные модели клапанов для водогрейных котлов OR.1832 и 17с28нж.

Технические характеристики

Марка клапана	OR.1832	17с28нж
Диаметр, мм	13 — 77	25 — 80
Условное давление, МПа	16	16
Диапазон регулирования, МПа	0.05 — 1.6	0.05 — 1.6
Максимальная рабочая температура	От 0 до 150 С°	От 0 до 425 С°
Рабочая среда	Вода, пар, сжатый воздух, газообразные среды	Вода, пар, сжатый воздух, газообразные среды
Присоединение к трубопроводу	Резьба	Фланцевое
Применение с котлами КВ	От 0.15 до 1.5 МВт	От 1.6 до 4 МВт

Конструкция предохранительных клапанов должна предусматривать возможность проверки их действия в рабочем состоянии путем принудительного открывания клапана.

Число предохранительных клапанов на водогрейном котле

Предохранительные клапаны должны защищать котлы от превышения в них давления более чем на 10% расчетного (разрешенного) значения.

Клапан предохранительный OR.1832

Водогрейные котлы мощностью 400 КВт и менее оборудуются одним предохранительным клапаном.

Водогрейные котлы мощностью более 400 КВт должны иметь не менее чем два предохранительных клапана диаметром не менее 40 мм.

При установке на котле двух предохранительных клапанов один из них — контрольный.

Число и размеры предохранительных клапанов рассчитывают по следующим формулам:

а) для водогрейных котлов с естественной циркуляцией ndh = 0,5l6Q;

б) для водогрейных котлов с принудительной циркуляцией ndh= 0,258Q, где:

n — число предохранительных клапанов, шт;

d — диаметр клапана, мм;

h — высота подъема клапанов, мм;

Q — максимальная производительность котла, кВт.

В вопросе расчетов количества и диаметров предохранительных устройств лучше всего довериться заводу изготовителю водогрейного котла. Для всех прошедших сертификацию котлов, расчет клапанов и комплектация котла является обязательными в соответствии с действующими нормами и эти расчеты приведены в паспорте котла.

Место установки предохранительных клапанов

Установка предохранительного клапана

Предохранительные клапаны устанавливают на патрубках, непосредственно присоединенных к котлу или трубопроводу без промежуточных запорных органов. При расположении на одном патрубке нескольких предохранительных клапанов площадь поперечного сечения патрубка должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на этом патрубке.

Контрольный клапан должен иметь защиту, не позволяющую обслуживающему персоналу котельной регулировать клапан, но не препятствующею проверке его состояния.

Предохранительные клапаны должны иметь устройства (отводные трубы) для защиты обслуживающего персонала от ожогов при срабатывании клапанов. Среду, выходящую из предохранительных клапанов, отводят за пределы помещения. Конфигурация и сечение отвода должны быть такими, чтобы за клапаном не создавалось противодавление. Отводящие трубопроводы должны быть защищены от замерзания и оборудованы устройствами для слива конденсата, причем как на отводящих трубопроводах, так и на сливных устройствах не должно быть запорных органов.

Трубы от предохранительных клапанов для водогрейных котлов с температурой теплоносителя ниже 100 °С выводят в канализацию, для котлов не выше 115 °С — через пароводоотделитель — в атмосферу и канализацию.

Проверка исправности предохранительного клапана

Проверку исправности действия предохранительных клапанов следует проводить:

не реже одного раза в смену на котлах с рабочим давлением до 1,4 МПа включительно
не реже одного раза в сутки на котлах с рабочим давлением свыше 1,4 МПа.

Техническое обслуживание предохранительных клапанов

В процессе эксплуатации следует производить периодические осмотры в сроки, установленные графиком, в зависимости от режима работы системы, но не реже одного раза в 6 месяцев.

При осмотре необходимо произвести:

проверку сохранности пломб;
проверку работоспособности клапана;
очистку наружных частей клапана от загрязнения.

Проверка исправности действия клапана должна производиться:

при остановке котла на плановый ремонт;
в период эксплуатации — в сроки, установленные на данном объекте.

Проверка предохранительных клапанов производится при рабочем давлении в котле поочередным принудительным подрывом каждого клапана.

Плановый контроль состояния (ревизия) и ремонт клапанов производится одновременно с оборудованием, на котором они установлены, не реже одного раза в год. Контроль состояния должен включать в себя разборку, очистку и дефектацию деталей, проверку герметичности затвора.

При осмотре уплотнительных поверхностей деталей затвора -диска и седла необходимо обратить внимание на их состояние (отсутствие трещин, вмятин, рисок и др. дефектов). Должно быть проверено состояние резьбы всех крепежных деталей и регулировочных винтов на отсутствие забоин, задиров, выкрашиваний ниток. Детали, имеющие дефектную резьбу, подлежат замене.

Следует проверить состояние и упругость цилиндрических пружин, для чего провести визуальный контроль состояния поверхности на наличие трещин, глубоких рисок, измерить высоту пружины в свободном состоянии и сопоставить ее с требованиями паспорта пружины.

Клапаны предохранительные водогрейных котлов наш завод поставляет в числе комплектующих к котлу. Купив на заводе водогрейный котел полной комплектации, вы можете быть уверены в полной совместимости оборудования и безопасности его работы.

Источник

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.

Предохранительный клапан

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.

Принцип работы

Назначение

Принцип действия клапанов

Принцип работы

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.

Двухступенчатый электромагнитный клапан

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.

Клапан двухпозиционный фланцевый

Различия в конструкциях

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.

жидкостных систем высокого давления;
газов.

Клапан двухпозиционный фланцевый

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.

Пружинный клапан

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.

Предохранительный клапан прямого действия

Рычажно-грузовые клапаны

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

Магнито-пружинные клапаны

Технические требования к предохранительным клапанам

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.

Предохранительный клапан прямого действия

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.

Источник

При эксплуатации любой системы в трубопроводах из-за сбоя в работе может возникнуть высокое давление, которое способно привести к разрушению оборудования. Для защиты агрегатов в систему устанавливают предохранительный клапан, который, если в трубопроводах повысится давление выше номинального, производит сброс избытка рабочей среды, и в системе восстанавливается номинальное давление.

Принцип действия предохранительных клапанов

Защитное устройство от высокого давления устанавливается в трубопроводах и сосудах, находящихся под давлением. В зависимости от назначения конструкция предохранительных элементов может быть разным, но схема и принцип работы у всех одинакова.

При нормальной работе оборудования седло под действием пружинного механизма закрыто и не оказывает никакого воздействия на систему. Давление настройки клапана равно рабочему давлению в системе. Когда напор в трубопроводах превысит усилие пружинного элемента, закрывающего отверстие, то седло откроется и произойдет выброс проводимой среды. В результате давление упадет и седло опять закроется.

Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы Схема предохранительного клапана

Рабочая среда может быть разной, вода, пар, газообразные фракции, смазочные и гидравлические масла и нефтепродукты. Поэтому и сброс излишек напора может производится в атмосферу, например, пар, воздух, вода, или обратно в сливную магистраль для агрессивных материалов.

Предохранительный клапан начинает приоткрываться для сброса давления при напоре на 3% ниже номинального. Сброс рабочей среды вначале небольшой, но если этого недостаточно и напор растет, то седло откроет доступ к сливу при показателях 110-115% от рабочего.

После того как напор упадет, седло перекроет доступ, и система продолжит работу в нормальном режиме.

Применение предохранительных устройств

Для обеспечения безопасной работы предохранительный фитинг является обязательным элементом любой системы, работающей под давлением.

В зависимости от назначения они могут устанавливаться в следующих местах:

Горячее водоснабжение и отопление. Предохранительный клапан для системы отопления устанавливается на трубопроводах после подающего насоса. Так как горячая вода агрессивна, сброс должен направляться в безопасное место, обычно в канализацию. При больших расходах количество агрегатов может доходить до 2 и больше.
Фитинг сантехнический для водопровода холодной воды устанавливается в трубопроводах водоснабжения питьевой водой. Сброс производится непосредственно на землю.
Фитинг сантехнический для водопровода
Гидросистема. В качестве рабочей жидкости используются гидравлические масла. Гидросистема служит для привода рабочих механизмов: гидромоторов, гидроцилиндров. Предохранительный фитинг устанавливается на трубах, или может быть в составе насоса или гидрораспределителя. Сброс масла производится в сливную магистраль.
Трубопроводы газоснабжения. Повышение напора в трубах может привести к аварийной ситуации – это отрыв пламени от горелок, накапливание излишка газа и взрыв в помещении. Поэтому арматура устанавливается сразу после регулятора напора, а сброс производится в атмосферу.
Система воздушная, компрессоры. Защитное устройство устанавливается в корпусе компрессора, сброс происходит в атмосферу.

Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы Предохранительный фитинг компрессора

Виды защитных механизмов

В промышленности применяются различные конструкции защитных устройств труб, в зависимости от их места установки и проводимой среды. Это могут быть пружинные, рычажные, мембранные, двухпозиционные и другие виды применяемых предохранительных клапанов.

Рассмотрим подробнее их устройство и принцип работы.

Клапан предохранительный пружинный

Самый широко используемый предохранительный клапан, особенно для систем отопления. Основные его преимущества, простота конструкции и возможность легко отрегулировать на рабочее давление в системе. Различают следующие разновидности защитных пружинных механизмов:

прямого действия – устройство срабатывает при непосредственном воздействии рабочей среды;
непрямого действия – сброс повышенного напора производится внешним управлением, например, электрическим сигналом;
двухпозиционные агрегаты – открытие фитинга происходит сразу резко на полный ход, после сброса напора фитинг резко закрывается, что может вызвать автоколебания седла и вибрацию механизма.

Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы Двухпозиционный фитинг

Защитный механизм рычажного типа

Механизм данного фитинга состоит из рычага, соединенного с золотником, который закрывает отверстие выпуска. На рычаг подвешивается груз, и, в зависимости от веса груза и места крепления на рычаге, регулируется настройка механизма.

Груз фиксируется на рычаге от случайного смещения и изменения настройки. Недостатком данной конструкции является ее громоздкость, поэтому применение таких механизмов производится в системах с большим диаметром труб, больше 50 мм.

Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы Защитное устройство рычажного типа

Клапан предохранительный мембранный

Основным элементом такой конструкции является мембрана. Принцип работы состоит в том, что при возникновении аварийного напора в трубах мембрана разрывается и производится сброс рабочей среды. Мембранные устройства просты в изготовлении, герметичны и быстро срабатывают.

Важно! У них есть существенный недостаток, после каждого срабатывания мембрану надо менять на новую. Поэтому всегда рядом с таким устройством ставят и обычный фитинг.

В зависимости от конструкции, такие устройства могут быть с разрывной мембраной и с хлопающей мембраной:

Механизмы с разрывной мембраной применяют в системах с жидкими и газообразными рабочими средами. Форма мембраны плоская или куполообразная, при резком изменении давления выше рабочего устройство срабатывает, и мембрана разрушается.
Механизмы с хлопающей мембраной используются чаще всего в системах с газообразной рабочей средой. Мембрана изготавливается из каучукообразной ткани и предохраняет трубы как от повышения, так и опасного снижения давления. Для этого сверху и снизу мембраны расположены ножи. При изменении давления мембрана выгибается, и когда, при резком перепаде в системе, касается ножей, то происходит разрез оболочки. При этом в зависимости от величины напора происходит или сброс, или пополнение от дополнительной емкости.

Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы Предохранительное мембранное устройство

Установка и монтаж

Для обеспечения безопасной эксплуатации газовых и водяных трубопроводов, при установке защитных агрегатов, рекомендуется соблюдать следующие требования:

На трубах, подходящих к защитному механизму, и трубопроводах сброса напора нельзя устанавливать запорную арматуру и фильтра.
Ось пружинного фитинга должна устанавливаться вертикально. К агрегату должен быть обеспечен свободный доступ для замены и регулировки.
Рычаг защитного механизма рычажного типа при установке должен располагаться горизонтально.
Перед фитингом для контроля напора необходимо установить манометр.
Установка манометра на трубопровод
В зависимости от рабочей среды отводящая труба может быть направлена: в атмосферу для пара и газообразных неагрессивных сред. Для горячей воды слив должен быть направлен в специальную емкость, или обратно в систему. Если в трубах агрессивная среда, то сброс должен сливаться только в закрытый резервуар.
Длина трубы от оборудования до установки защитного агрегата должна быть минимальной. На этом участке не допускается подключение ответвлений для отбора рабочей среды.
Предохранительный клапан для системы отопления может устанавливаться в нескольких местах на трубопроводе, при этом расход рабочей среды через трубопровод должен быть на 1,25 раз больше, чем суммарный расход устанавливаемых устройств.
Установка оборудования в котельной
Перед сдачей системы в эксплуатацию обязательно проверяют правильность настройки предохранительного клапана, а также его способность возврата в начальное положение и обеспечения герметичности.

Эксплуатация

Долговечность работы защитных механизмов зависит от соблюдения всех условий технической эксплуатации. При работе защитного агрегата из-за износа основных частей могут возникать следующие дефекты:

Негерметичность седла. Дефект может возникнуть в результате попадания металлической стружки и наличие рисок на седле. Дефект устраняется притиркой седла или его заменой на аналогичный фитинг.
Заниженное давление открытия устройства вследствие потери пружиной клапана своих упругих свойств или разрегулировка настройки. Для устранения отказа надо заменить пружину или сам фитинг, настроить давление, проверить в работе и поставить пломбу.
Если необходимо произвести замену агрегата для ремонта, то на его место нельзя временно ставить заглушку или вентиль. Необходимо, для безопасности объекта, предварительно произвести подбор клапана с точно такими же характеристиками, и только его устанавливать вместо снятого.
Если возникает пульсация при работе, быстрое открытие и закрытие затвора устройства, то такой дефект может вызывать нежелательную вибрацию трубопроводов, что может привести к их деформированию. Причиной может быть несоответствие размеров сечений основного трубопровода и трубопровода, подключенного к агрегату. Для устранения дефекта надо при монтаже устанавливать трубы одинакового сечения.

Источник: https://ZnatokTepla.ru/truby/osnovnye-tipy-predohranitelnyh-klapanov-i-ih-primenenie.html

Устройство и принцип работы пружинного предохранительного клапана

На рынке предохранительной арматуры для котлов и систем отопления основную нишу занимают пружинные предохранительные клапана. Многие производители изготавливают модели самых разных диаметров и на различные диапазоны настройки.

Основным назначением предохранительного клапана является защита трубопроводных систем и котлов от превышения давления. Достоинством данного оборудования является его работа в автоматическом режиме. При превышении настроечного давления теплоносителя клапан открывается и начинает сбрасывать излишки теплоносителя в отводной трубопровод.

Когда давление опускается в рабочие пределы, то клапан автоматически закрывается и прекращает сброс теплоносителя.

Устройство пружинного предохранительного клапана

Предохранительный клапан пружинного типа представляет собой изготовленный из латуни или бронзы корпус, внутри которого находится предохранительный пружинный механизм.

В основе данного механизма лежит стальная пружина, защищенная от внешнего воздействия пластиковым колпачком, который также выполняет функцию проверочной ручки. Проверочная ручка позволяет в случае необходимости в ручном режиме осуществить принудительное открытие клапана для проверки его работоспособности.

Для надежной защиты пружинного механизма от попадания в него теплоносителя имеется мембрана, изготовленная из этилпропиленовой резины.

Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы Устройство пружинного предохранительного клапана Valtac VT 490: 1 — латунный корпус; 2 — пластиковая крышка корпуса; 3 — пластиковая проверочная ручка; 4 — пластиковая заглушка; 5 — алюминиевая шильда; 6 — латунный шток; 7 — нейлоновая втулка подстройки; 8 — стальной фиксатор штока; 9 — стальная пружина; 10 — каучуковая золотниковая обойма; 11 — пластиковый золотник

Принцип работы пружинного предохранительного клапана

Предохранительный клапан: устройство, назначение, работа, типы Принцип действия пружинного предохранительного клапана

В основе принципа работы предохранительного клапана лежит взаимное противодействие на затворе давления воды, стремящегося открыть клапан и усилия пружины, направленного на удержание затвора в закрытом положении. Предохранительный клапан будет закрыт до тех пор, пока давление воды на затворе не превысит усилие пружины.

Необходимо отметить, что клапан начинает срабатывать уже при давлении примерно на 3% меньшем, чем настроечное. Если давление в системе продолжает расти, то это приводит к дальнейшему подъёму затвора (пропорционально давлению теплоносителя) и равномерному увеличению объёма сбрасываемой воды.

Полное открытие предохранительного клапана наступает при давлении примерно 110-115% от настроечного (в зависимости от модели). После сброса излишков теплоносителя давление в системе начнёт снижаться и как только усилие пружины предохранительного клапана преодолеет статическое и динамическое давление вытекающей воды, затвор закроется.

Полное закрытие предохранительного клапана наступит при снижении давления в системе до 80% от настроечного.

Настройка пружинного предохранительного клапана

Настройка предохранительного клапана выполняется по месту установки, после завершения всех монтажных работ и промывки отопительной системы.

Настройку давления в пружинном предохранительном клапане выполняют вращением специального регулировочного винта, сжимающего пружину, которая прижимает затвор к седлу. После этого проверяется давления срабатывания клапана, полного его открытия и закрытия.

В некоторых предохранительных клапанах производителем в заводских условиях уже настроено и зафиксировано давление срабатывания, поэтому самостоятельная регулировка давления в них уже невозможна.

В них имеется специальная неснимаемая крышка, которая защищает от перенастройки клапана.

Фирмы-изготовители для удобства пользования вводят цветовую маркировку крышек в соответствии с давлением настройки: черный цвет – 1,5 бар, красный – 3 бар, желтый – 6 бар (предохранительные клапана Valtec VT 490).

Производители рекомендуют периодически прочищать предохранительные клапана в случаях, когда система отопления работает стабильно, без превышения давления.

Это обусловлено тем, что клапан находится без работы в течение длительного времени, что может стать причиной его засорения различными загрязнениями. Для прочистки предохранительного клапана («подрыва») необходимо провернуть колпачок по направлению стрелки до характерного щелчка.

Данная процедура позволяет избежать течей, большая часть которых вызвана именно засорением и последующим неплотным прилеганием затвора к седлу клапана.

Источник: http://teplovichek.com/ustroistvo-princip-raboty-pruzhinnogo-predohranitelnogo-klapana/

Клапан предохранительный. Принцип действия, назначение, классификация и конструкции.. Статьи компании «ООО «УралПневмоИнжиниринг»»

Предохранительный клапан — трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением, путём автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов

Предохранительный клапан в дежурстве.

Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления.

Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкций защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия.

Опасное избыточное давление может возникнуть в системе как в результате сторонних факторов (неправильная работа оборудования, передача тепла от сторонних источников, неправильно собранная тепломеханическая схема и т. д.

), так и в результате внутренних физических процессов, обусловленных неким исходным событием, не предусмотренным нормальной эксплуатацией.

ПК устанавливаются везде, где может это произойти, то есть практически на любом оборудовании, но в особенности они важны в сфере эксплуатации промышленных и бытовых сосудов, работающих под давлением.

Существуют и другие виды предохранительной арматуры, но клапаны используются наиболее широко вследствие простоты своей конструкции, лёгкости настройки, разнообразия видов, размеров и конструктивных исполнений

Содержание

1 Принцип действия
2 Классификация предохранительных клапанов
3 Различия в конструкциях
- 3.1 Пружинные клапаны
- 3.2 Рычажно-грузовые клапаны
- 3.3 Магнито-пружинные клапаны
4 Технические требования к предохранительным клапанам
5 Правила и стандарты
6 Примечания

Принцип действия

На поясняющем рисунке — чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию.

С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана.

Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием.

Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду.

Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия

Классификация предохранительных клапанов

По принципу действия

клапаны прямого действия — обычно именно эти устройства имеют в виду, когда используют словосочетание предохранительный клапан, они открываются непосредственно под действием давления рабочей среды;
клапаны непрямого действия — клапаны с управлением путём использования постороннего источника давления или электроэнергии, общепринятое название таких устройств импульсные предохранительные устройства;

По характеру подъёма замыкающего органа

клапаны пропорционального действия (используются на несжимаемых средах)
клапаны двухпозиционного действия

По высоте подъёма замыкающего органа

малоподъёмные
среднеподъёмные
полноподъёмные

По виду нагрузки на золотник

грузовые или рычажно-грузовые
пружинные
рычажно-пружинные
магнито-пружинные

Различия в конструкциях

Двухсёдельная конструкция.
Предохранительные клапаны как правило имеют угловой корпус, но могут иметь и проходной, независимо от этого клапаны устанавливаются вертикально так, чтобы при закрывании шток опускался вниз.
Большинство предохранительных клапанов изготавливаются с одним седлом в корпусе, но встречаются конструкции и с двумя сёдлами, установленными параллельно

Малоподъемными называются предохранительные клапаны, у которых высота подъема запирающего элемента (золотника, тарелки) не превышает 1/20 диаметра седла, полноподъемными — клапаны, у которых высота подъема составляет 1/4 диаметра седла и более. Существуют также клапаны с высотой подъема тарелки от 1/20 до 1/4, их обычно называют среднеподъемными. В малоподъемных и среднеподъемных клапанах подъем золотника над седлом зависит от давления среды, поэтому условно их называют клапанами пропорционального действия, хотя подъем не пропорционален давлению рабочей среды. Такие клапаны используются, как правило, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность. В полноподъемных клапанах открытие происходит сразу на полный ход тарелки, поэтому их называют клапанами двухпозиционного действия. Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как на жидких, так и на газообразных средах.

Наибольшие различия в конструкциях предохранительных клапанов заключаются в видах нагрузки на золотник.

Пружинные клапаны

Хорошо видны рычаг и пружина.

В них давлению среды на золотник противодействует сила сжатия пружины. Один и тот же пружинный клапан может быть использован для различных пределов настройки давления срабатывания путём комплектации различными пружинами. Многие клапаны изготавливаются со специальным механизмом (рычагом, грибком и др.) ручного подрыва для контрольной продувки клапана.

Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как во время эксплуатации могут возникнуть различные проблемы, например прикипание, примерзание, прилипание золотника к седлу.

Однако в некоторых производствах в условиях агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка может быть очень опасной, поэтому для таких клапанов возможность ручной продувки не предусматривается и даже запрещается.

Чаще всего пружины подвергаются воздействию рабочей среды, которая сбрасывается из трубопровода или ёмкости при срабатывании, для защиты от слабоагрессивных сред применяют специальные покрытия пружин. Уплотнение по штоку в таких клапанах отсутствует.

В случаях же работы с агрессивными средами в химических и некоторых других установках пружину изолируют от рабочей среды при помощи уплотнения по штоку сальниковым устройством, сильфоном или эластичной мембраной.

Сильфонное уплотнение применяется также в тех случаях, когда утечка среды в атмосферу не допускается, например на АЭС.

Рычажно-грузовые клапаны

Конструкция рычажного-грузового клапана.

В таких клапанах усилию на золотник от давления рабочей среды противодействует сила от груза, передаваемая через рычаг на шток клапана. Настройка таких клапанов на давление открытия производится фиксацией груза определённой массы на плече рычага. Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Такие устройства запрещено использовать на передвижных сосудах.

Для герметизации сёдел больших диаметров требуются значительные массы грузов на длинных рычагах, что может вызвать сильную вибрацию устройства, в этих случаях применяются корпуса, внутри которых сечение сброса среды образовано двумя параллельно расположенными сёдлами, которые перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами. Таким образом, в одном корпусе монтируются два параллельно работающих затвора, что позволяет уменьшить массы груза и длины рычагов, обеспечивая нормальную работу клапана.

Магнито-пружинные клапаны

В этих устройствах используется электромагнитный привод, то есть они не являются арматурой прямого действия.

Электромагниты в них могут обеспечивать дополнительное прижатие золотника к седлу, в этом случае при достижении давления срабатывания по сигналу от датчиков электромагнит отключается и давлению противодействует лишь пружина, клапан начинает работать как обычный пружинный. Также электромагнит может создавать усилие открытия, то есть противодействовать пружине и принудительно открывать клапан. Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения электропитания, при обесточении такие устройства начинают работать как пружинные клапаны прямого действия.

Магнито-пружинные клапаны применяются чаще всего в сложных импульсных предохранительных устройствах в качестве управляющих или импульсных клапанов.

Технические требования к предохранительным клапанам

Главным и наиболее ответственным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является высокая надёжность, включающая в себя:

безотказное и своевременное открытие клапана при заданном превышении рабочего давления в системе;
обеспечение клапаном в открытом положении требуемой пропускной способности;
осуществление своевременной обратной посадки (закрытия) с требуемой степенью герметичности при заданной величине падения давления в системе после аварийного срабатывания и сохранения установленной степени герметичности при последующем возрастании давления до величины рабочего;
обеспечение стабильности работы, то есть сохранение в течение всего срока эксплуатации и заданного числа циклов срабатывания параметров настройки и требуемой степени герметичности запорного органа при рабочем давлении.

Предохранительные клапаны подлежат периодической проверке в специализированной организации или испытанию в действии. Все клапаны должны быть испытаны на прочность, плотность, а также герметичность сальниковых соединений и уплотнительных поверхностей

Правила и стандарты

В связи с широчайшим распространением предохранительных клапанов стандарты и правила, применяемые к ним, находятся во всех документах, которые регулируют использование всего оборудования, защищаемого ими.

Например «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)» в России или «Boiler & Pressure Vessel Code» в США.

Также существуют отраслевые документы, посвящённые исключительно предохранительным клапанам в применении к какому-либо оборудованию, например «Клапаны предохранительные паровых и водогрейных котлов. Технические требования (ГОСТ 24570-81)»

В связи с особой ответственностью предохранительных клапанов в обеспечении безопасности систем, которые ими обслуживаются, надзор за их использованием и утверждение правил и стандартов производят организации, специально уполномоченные государством, например в России это Ростехнадзор.

Примечания

Источник: https://upi.tiu.ru/a136347-klapan-predohranitelnyj-printsip.html

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.

Телефон: +7 (4725) 46-93-70, 46-94-70
E-mail: zavod@saz-avangard.ru, tpa@saz-avangard.ru
Адрес: Котел, Промузел, площадка «Монтажная», проезд Ш-6, стр. 19
Часы работы: С пн. по пт.: с 8:00 до 17:00, пятница — сокращенный день на 1 час.

Телефон: +7 (495) 229-45-77, 648-91-91
E-mail: sales@saz-avangard.ru
Часы работы: С пн. по пт.: с 9:00 до 18:00, пятница — сокращенный день на 1 час.

Казань:

Телефон: +7 (843) 533-16-67, 570-00-47
E-mail: kazan@saz-avangard.ru
Часы работы: С пн. по пт.: с 8:00 до 17:00, пятница — сокращенный день на 1 час.

Источник: https://saz-avangard.ru/poleznaya-informatsiya/klapan-predokhranitelnyy-vse-o-tipakh-printsipe-raboty-i-ustroystve/

Клапан предохранительный. Принцип действия, назначение, классификация и конструкции

11.11.2014

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан в дежурстве.

Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления.

Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкций защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия.

Содержание

1 Принцип действия
2 Классификация предохранительных клапанов
3 Различия в конструкциях
- 3.1 Пружинные клапаны
- 3.2 Рычажно-грузовые клапаны
- 3.3 Магнито-пружинные клапаны
4 Технические требования к предохранительным клапанам
5 Правила и стандарты
6 Примечания

Принцип действия

Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина.

С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию.

Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду.

Классификация предохранительных клапанов

По принципу действия

клапаны прямого действия — обычно именно эти устройства имеют в виду, когда используют словосочетание предохранительный клапан, они открываются непосредственно под действием давления рабочей среды;
клапаны непрямого действия — клапаны с управлением путём использования постороннего источника давления или электроэнергии, общепринятое название таких устройств импульсные предохранительные устройства;

По характеру подъёма замыкающего органа

клапаны пропорционального действия (используются на несжимаемых средах)
клапаны двухпозиционного действия

По высоте подъёма замыкающего органа

малоподъёмные
среднеподъёмные
полноподъёмные

По виду нагрузки на золотник

грузовые или рычажно-грузовые
пружинные
рычажно-пружинные
магнито-пружинные

Различия в конструкциях

Двухсёдельная конструкция.
Предохранительные клапаны как правило имеют угловой корпус, но могут иметь и проходной, независимо от этого клапаны устанавливаются вертикально так, чтобы при закрывании шток опускался вниз.
Большинство предохранительных клапанов изготавливаются с одним седлом в корпусе, но встречаются конструкции и с двумя сёдлами, установленными параллельно

Существуют также клапаны с высотой подъема тарелки от 1/20 до 1/4, их обычно называют среднеподъемными.

В малоподъемных и среднеподъемных клапанах подъем золотника над седлом зависит от давления среды, поэтому условно их называют клапанами пропорционального действия, хотя подъем не пропорционален давлению рабочей среды.

Такие клапаны используются, как правило, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность. В полноподъемных клапанах открытие происходит сразу на полный ход тарелки, поэтому их называют клапанами двухпозиционного действия. Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как на жидких, так и на газообразных средах.

Наибольшие различия в конструкциях предохранительных клапанов заключаются в видах нагрузки на золотник.

Пружинные клапаны

Хорошо видны рычаг и пружина.

Рычажно-грузовые клапаны

Конструкция рычажного-грузового клапана.

В таких клапанах усилию на золотник от давления рабочей среды противодействует сила от груза, передаваемая через рычаг на шток клапана. Настройка таких клапанов на давление открытия производится фиксацией груза определённой массы на плече рычага. Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Такие устройства запрещено использовать на передвижных сосудах.

Магнито-пружинные клапаны

В этих устройствах используется электромагнитный привод, то есть они не являются арматурой прямого действия. Электромагниты в них могут обеспечивать дополнительное прижатие золотника к седлу, в этом случае при достижении давления срабатывания по сигналу от датчиков электромагнит отключается и давлению противодействует лишь пружина, клапан начинает работать как обычный пружинный.

Также электромагнит может создавать усилие открытия, то есть противодействовать пружине и принудительно открывать клапан.

Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения электропитания, при обесточении такие устройства начинают работать как пружинные клапаны прямого действия.

Магнито-пружинные клапаны применяются чаще всего в сложных импульсных предохранительных устройствах в качестве управляющих или импульсных клапанов.
Технические требования к предохранительным клапанам
Главным и наиболее ответственным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является высокая надёжность, включающая в себя:

безотказное и своевременное открытие клапана при заданном превышении рабочего давления в системе;
обеспечение клапаном в открытом положении требуемой пропускной способности;
осуществление своевременной обратной посадки (закрытия) с требуемой степенью герметичности при заданной величине падения давления в системе после аварийного срабатывания и сохранения установленной степени герметичности при последующем возрастании давления до величины рабочего;
обеспечение стабильности работы, то есть сохранение в течение всего срока эксплуатации и заданного числа циклов срабатывания параметров настройки и требуемой степени герметичности запорного органа при рабочем давлении.

Правила и стандарты

Также существуют отраслевые документы, посвящённые исключительно предохранительным клапанам в применении к какому-либо оборудованию, например «Клапаны предохранительные паровых и водогрейных котлов. Технические требования (ГОСТ 24570-81)»

Примечания

↑ Д. Ф. Гуревич. Трубопроводная арматура.Справочное пособие. — Москва: ЛКИ, 2008. — С. 368. — ISBN 978 5 382 00409 9
↑ Перейти к:1 2 3 Под общей редакцией С. И. Косых. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением.Справочник. — Ленинград: Машиностроение, 1982.
↑ Перейти к:1 2 Арматура трубопроводная.Термины и определения. ГОСТ Р 52720-2007. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Проверено 10 июня 2010. Архивировано из первоисточника 2 марта 2012.
↑ Перейти к:1 2 А. И. Гошко. Арматура промышленная общего и специального назначения. Справочник. — Москва: Мелго, 2007.
↑ Перейти к:1 2 3 4 Р. Ф. Усватов—Усыскин. Поговорим об арматуре. — Москва: Vitex, 2005.
↑ Перейти к:1 2 Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-008-89)
↑ Перейти к:1 2 Технологические системы реакторного отделения. БАЭС: ЦПП, 2000.
↑ Перейти к:1 2 3 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)

Источник: https://upe.pulscen.ru/articles/119095

Источник