вид
25 Апреля 2024г, Четверг€ — 98.9118, $ — 92.5058
Следует отметить, что предохранительные клапаны не могут использоваться для регулирования давления в системе (иногда приходится встречаться с такими пожеланиями заказчика).
Основными элементами конструкции предохранительных клапанов являются: КОРПУС, КРЫШКА, ЗОЛОТНИК, ШТОК И ПРУЖИНА ИЛИ ГРУЗ. Корпус, как правило - угловой. Входной (приемный) нижний патрубок присоединяется к трубопроводу или емкости, а выходной боковой патрубок служит для сброса среды в атмосферу или в отводной трубопровод. В корпусе со стороны входного патрубка имеется седло, перекрываемое золотником. Золотник через шток прижимается к седлу усилием пружины или груза. В случае применения пружин клапан называют пружинным, при использовании для этих же целей груза, размещаемого на рычаге – рычажно-грузовым.
Принцип действия ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ состоит в следующем. На золотник клапана снизу действует давление рабочей среды, а сверху – усилие от пружины или груза. Это усилие должно быть отрегулировано таким образом, чтобы с одной стороны при нормальном рабочем давлении обеспечивалась герметичность затвора клапана, а с другой – чтобы при повышении давления сверх допустимого золотник поднимался, открывая проход для сброса необходимого количества среды из системы. После того, как рабочее давление станет нормальным, пружина или груз обеспечивают посадку золотника на седло, создавая герметичность затвора. Такой цикл срабатывания может происходить многократно.
Предохранительные клапаны устанавливают только на горизонтальных участках трубопровода. При этом рычажно-грузовые – крышкой вверх с горизонтальным расположением рычага (рычагов), а пружинные – вертикально колпаком вверх.
Предохранительные клапаны прямого действия выпускаются с PN до 250 (редко – до 400 для энергетики) на рабочие давления до 25 МПа и температуры до 600 °С.
В связи с особой ответственностью предохранительных клапанов в обеспечении безопасности систем, которые ими обслуживаются, применение клапанов должно строго соответствовать правилам Госгортехнадзора и Госатомэнергонадзора России.
Предохранительные клапаны подразделяются на КЛАПАНЫ ПРУЖИННЫЕ И КЛАПАНЫ РЫЧАЖНО-ГРУЗОВЫЕ.
В КЛАПАНАХ ПРУЖИННЫХдавлению среды на золотник противодействует сила пружины.
Как правило, каждый клапан комплектуется одной из нескольких пружин для различных пределов настройки на давление срабатывания клапана. Так, например, Благовещенским заводом для комплектации каждого клапана может использоваться от трех до восьми различных пружин. В клапане устанавливается пружина с такими пределами настройки давления открытия, которое требуется заказчику с учетом конкретных условий эксплуатации клапана. Наиболее часто встречаемая комплектация клапанов – DN 50 и 80 PN 1,6 и 4 МПа. Эти клапаны могут комплектоваться одной из 5-7 пружин, каждая из которых обеспечивает срабатывание клапана только в определенном диапазоне рабочих давлений. Поэтому при заказе обязательно должно быть указано давление начала открытия PN (иногда вместо этого указывается номер пружины по заводской спецификации).
Выпускаемые клапаны, как правило, настроены на наименьшее давление срабатывания в данном диапазоне. Так, например, клапаны с пределами настройки от 10 до 16 кгс/см2 выпускаются отрегулированными. При этом потребитель может самостоятельно настроить клапан на то давление срабатывания, которое ему требуется по условиям эксплуатации. Поджатие пружин на нужное давление производится натяжным элементом (болтом или гайкой в зависимости от конструкции) при контроле отрегулированного давления начала открытия клапана.
Иногда при поставке возникает вопрос о возможности замены имеющейся пружины на другую, которая необходима. Как правило, такая замена возможна, однако, обратим внимание на то, что в редких случаях может быть несоответствие между диаметрами пружины и размерами опор на которые они устанавливаются. По высоте подъема золотника клапаны выпускаются ПОЛНОПОДЪЕМНЫМИ и МАЛОПОДЪЕМНЫМИ. У ПОЛНОПОДЪЕМНЫХ высота подъема золотника составляет не менее 0,25 диаметра седла. Это обеспечивает сечение щели, через которую сбрасывается среда, равное или большее, чем сечение отверстия седла. Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как на жидких, так и на газообразных средах. Для обеспечения необходимой высоты подъема, а также для регулирования давления подъема и посадки золотника пружинные клапаны снабжаются регулирующими резьбовыми кольцами: на затворе – верхнее кольцо и на седле – нижнее. В нижней части корпуса выполняется одно или два отверстия, закрытые специальным стопорными винтами (наличие этих винтов – признак, что клапан – полноподъемный). Через эти отверстия производится регулировка колец по высоте, после чего винты герметично закрывают отверстия и фиксируют кольца своими концами, входящими в пазы на наружной поверхности кольца.
КЛАПАНЫ МАЛОПОДЪЕМНЫЕ имеют высоту подъема золотника несколько большую или равную 0,05 диаметра седла, то есть сечение щели, через которую проходит среда, значительно меньшее чем сечение седла. Такие клапаны используются, как правило, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность.
Многие клапаны изготавливают с механизмом (или, как говорят – с рычагом) ручного подрыва для контрольной продувки клапана. Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как во время эксплуатации бывают случаи «прикипания», примерзания или прилипания золотника к седлу. Однако при эксплуатации клапанов в некоторых производствах в условиях агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений контрольная продувка становится весьма опасной. Поэтому у клапанов для таких производств возможность ручной продувки не предусматривается.
Как правило, пружины подвергаются воздействию рабочей среды, которая сбрасывается из трубопровода или емкости при срабатывании клапана. Защиту от слабоагрессивных сред выполняют в виде специальных покрытий пружин. Уплотнение по штоку в таких клапанах отсутствует. Однако в случае работы с агрессивными средами в химических и некоторых других установках пружину изолируют от рабочей среды при помощи уплотнения по штоку сильфоном или элластичной мембраной. Сильфонное уплотнение применяется также в тех случаях, когда утечка среды в атмосферу не допускается (например, на ядерных энергетических установках).
Для присоединения предохранительных клапанов к трубопроводу или емкости обычно используются соединения фланцевые. При этом следует еще раз отметить, что входной и выходной фланцы на корпусе клапана, как правило, разные. Входной фланец имеет такое же номинальное давление, что и трубопровод. Выходной – на одну или две ступени ниже, чем входной. Номинальный диаметр входного фланца – на одну ступень больше, чем входного. Заметим, что для PN 4 Мпа и выше могут быть различными и исполнения присоединительных поверхностей. Так, например, для клапанов 17с21нж (СППК4Р) DN 50 входной и выходной фланцы имеют следующие характеристики:
|
Фланцы |
РN, МПа |
DN |
Исполнение |
|
Входной Выходной |
4,0 1,6 |
50 80 |
3 1 |
Такие различия должны учитываться при комплектовании клапанов ответными фланцами.
Кроме фланцевых соединений для DN до 25 применяются и цапковые (с наружной резьбой на присоединительных концах корпуса) с такими же соотношениями между PN и DN для входного и выходного концов.
Здесь следует отметить, что каждому номинальному диаметру клапана соответствует определенная величина его пропускной способности – одной из важнейших характеристик клапана, обеспечивающих его нормальную работу. Выбор DN клапана производится проектировщиком установки на основе расчета, и произвольная его замена при поставке не допускается, как это иногда предлагается при отсутствии заданного DN.
В КЛАПАНАХ РЫЧАЖНО-ГРУЗОВЫХ 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 определенной массы на плече рычага. Рычаги также используются для ручной контрольной продувки клапана.
Отметим одну особенность рычажно-грузовых клапанов. Для герметизации седел больших диаметров требуются значительные массы грузов на длинных рычагах, что может вызывать серьезную вибрацию установки. В этих случаях применяются корпуса, внутри которых расчетное сечение для сброса среды образовано двумя параллельно расположенными седлами. Эти седла перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами. Таким образом, в одном корпусе монтируются два параллельно работающих затвора. Это позволяет уменьшить массы грузов и длину рычагов, обеспечивая нормальную работу клапана (примерами таких клапанов могут служить 17ч19бр с DN от 80 до 150).
Рычажно-грузовые клапаны делают неполноподъемными без уплотнения по штоку, с фланцевыми присоединительными концами.
В качестве материалов для корпусных деталей клапанов применяют латунь (Б), чугун (ч, кч) и сталь (с, нж).
Более подробная информация представлена в следующих видеороликах:
