Всі судини, що працюють під підвищеним тиском, повинні бути забезпечені запобіжними пристроями підвищення тиску. Для цього використовуються:

важільно-вантажні ПК;

запобіжні пристрої з мембранами, що руйнуються;

Важільно-вантажні ПК не допускаються до використання на пересувних судинах.

Принципові схеми основних типів ПК наведено малюнки 6.1 і 6.2. Вантаж на важільно-вантажних клапанах (див. рис. 6.1,6) повинен надійно фіксуватися у заданому положенні на важелі після тарування клапана. Конструкція пружинного ПК (див. рис. 6.1, в) повинна виключати можливість затягування пружини понад встановлену величину та передбачати пристрій для

Рис. 6.1. Принципові схеми основних типів запобіжних клапанів:

1 - вантажний з прямим навантаженням; б - важільно-вантажний; в - пружинний із прямим навантаженням; 1 - вантаж; 2 - важіль; 3 - відвідний трубопровід; 4 - Пружина.

перевірки справності дії клапана у робочому стані шляхом примусового відкриття його під час роботи. Пристрій пружинного запобіжного клапана показано на рис. 6.3. Кількість ПК, їх розміри та пропускна спроможністьповинні розраховуватися так, щоб у Мал. 6.2. Розривна запобіжна мембрана не перевищувала більш ніж на 0,05 МПа для судин з тиском до 0,3 МПа на

15% - для судин із тиском від 0,3 до 6,0 МПа, на 10% - для судин із тиском понад 6,0 МПа. При працюючих ПК допускається перевищення тиску в посудині не більше ніж на 25% за умови, що це перевищення передбачено проектом і відображено в паспорті судини.

Пропускна спроможність ПК визначається за ГОСТ 12.2.085.

На всі запобіжні пристрої мають бути паспорти та інструкції з експлуатації.

При визначенні розміру прохідних перерізів та кількості запобіжних клапанів важливе значення має розрахунок пропускної спроможності клапана на G(кг/год). Він виконується за методикою, викладеною в ССБТ. Для водяної пари величина розраховується за формулою:

G=10B 1 B 2 α 1 F(P 1 +0,1)

Рис. 6.3. Пристрій пружинного

запобіжного клапана:

1 – корпус; 2 - Золотник; 3 – пружина;

4 - відвідний трубопровід;

5 - судину, що захищається

де bi - коефіцієнт, що враховує фізико-хімічні властивості водяної пари при робочих параметрах перед запобіжним клапаном; може бути визначений за виразом (6-7); змінюється від 0,35 до 0,65; коефіцієнт, що враховує співвідношення тисків перед та за запобіжним клапаном, залежить від показника адіабати k та показника β, при β<β кр =(2-(k+1)) k/(k-1) коэффициент B 2 = 1, показатель β вычисляют по фор муле (6.8); коэффициент B 2 змінюється від 0,62 до 1,00; ? F- площа прохідного перерізу клапана, мм 2; Р 1 - максимальний надлишковий тиск перед клапаном, МПа;

B 1 =0,503(2/(k+1) k/(k-1) *

де V\ - питомий об'єм пари перед клапаном при параметрах P 1 і Т 1, ) м 3 /кг - температура середовища перед клапаном при тиску Р°С.

(6.7)

β = (P 2 + 0,1)/(P 1 +0,1), (6.8)

де P2 - Максимальний надлишковий тиск за клапаном, МПа.

Показник адіабати k залежить від температури водяної пари. За температури пари 100 °С k = 1,324, за 200 "З k = 1310 при 300 °С k= 1,304, за 400 "З k= 1,301, при 500 ° Ck= 1,296.

Сумарна пропускна спроможність всіх встановлених запобіжних клапанів повинна бути не менше максимально можливого аварійного припливу середовища в судину або апарат, що захищається.

Запобіжні мембрани (див. малюнки 6.2 і 6.4) є спеціально ослабленими пристроями з точно розрахованим порогом руйнування за тиском. Вони прості за конструкцією та в той же час забезпечують високу надійність захисту обладнання. Мембрани повністю герметизують скидний отвір судини, що захищається (до спрацьовування), дешеві і прості у виготовленні. До їх недоліків відносяться необхідність заміни після кожного спрацьовування, неможливість точного визначення тиску спрацьовування мембрани, що змушує підвищувати запас міцності устаткування, що захищається.

Мембранні запобіжні пристрої можуть встановлюватися замість важільно-вантажних та пружинних запобіжних клапанів, якщо ці клапани в умовах конкретного середовища не можуть бути використані внаслідок їхньої інерційності або інших причин. Вони встановлюються також перед ПК у разі, коли ПК що неспроможні надійно працювати внаслідок особливостей впливу робочого середовища у посудині (корозія, кристалізація, прикипання, примерзання). Мембрани встановлюються ще паралельно з ПК збільшення пропускну здатність систем скидання тиску. Мембрани встановлюються ще паралельно з ПК для збільшення пропускної спроможності систем скидання тиску. Мембрани можуть бути розривними (див. рис. 6.2), що ламаються, відривними (рис. 6.4), зрізними, що вилуговуються. Товщину розривних мембран А (в мм) розраховують за такою формулою:

PD/(8σ вр K t )((1+(δ/100))/(1+((δ/100)-1)) 1/2

де D - робочий діаметр; Р-тиск спрацьовування мембрани, σ вр - межа міцності матеріалу мембрани (нікель, мідь, алюміній та ін) при розтягуванні; До 1 - температурний коефіцієнт, що змінюється від 05 до 18; δ - відносне подовження матеріалу мембрани при розриві, %.

Для відривних мембран величиною, що визначає тиск спрацьовування,

є діаметр D H (див. рис. 6.4), який розраховують як

D н =D(1+P/σ вр) 1/2

Мембрани повинні мати маркування, встановлене Правилами змісту. Запобіжні пристрої повинні встановлюватися на патрубках або трубопроводах, які безпосередньо приєднані до посудини. При встановленні на одному патрубку (або трубопроводі) декількох запобіжних пристроїв площа поперечного перерізу патрубка (або трубопроводу) повинна бути не менше 1,25 сумарної площі перерізу ПК, встановлених на ньому.

Не допускається встановлення будь-якої запірної арматури між посудиною та запобіжним пристроєм, а також за ним. Крім того, запобіжні пристрої повинні розміщуватись у місцях, зручних для їх обслуговування.

Запобіжні пристрої. Запобіжні пристрої (клапани) повинні автоматично запобігати підвищенню тиску понад допустиме шляхом випуску робочого середовища в атмосферу або утилізаційну систему. Потрібно встановити не менше двох запобіжних пристроїв.

На парових котлах тиском 4 МПа повинні встановлюватись тільки імпульсні запобіжні клапани.

Діаметр проходу (умовний), що встановлюються на котлах важільно-, ; вантажних та пружинних клапанів, повинен бути не менше 20 мм. Допуск зменшує цей прохід до 15 мм для котлів паропродуктивністю до 0,2 т/год і тиском до 0,8 МПа при установці двох клапанів.

Сумарна пропускна здатність запобіжних пристроїв, що встановлюються на парових котлах, повинна бути не меншою за номінальну продуктивність котла. Розрахунок пропускної спроможності граничних пристроїв парових та водогрійних котлів повинен виконуватися по 14570 «Клапани запобіжні парових та водогрійних котлів. Технічні вимоги".

Місця встановлення запобіжних пристроїв визначені. Зокрема, у водогрійних казанах вони встановлюються на вихідних колекторах або барабані.

Методика та періодичність регулювання запобіжних нов (ПК) на котлах вказується в інструкції з монтажу та ексу Клапани повинні захищати судини від перевищення в них тиску більше на 10 % розрахункового (дозволеного).

Коротка відповідь:Всі судини, що працюють під підвищеним тиском, повинні бути забезпечені запобіжними пристроями підвищення тиску. Для цього використовуються:

пружинні запобіжні клапани (ПК);

важільно-вантажні ПК;

імпульсні запобіжні пристрої, що складаються з головного ПК та керуючого імпульсного клапана прямої дії;

запобіжні пристрої з мембранами, що руйнуються;

інші запобіжні пристрої, застосування яких погоджено з Держгіртехнаглядом України.

З тиском понад встановлений. Клапан також повинен забезпечувати припинення скидання середовища під час відновлення робочого тиску. Запобіжний клапан є арматурою прямої дії, що працює безпосередньо від робочого середовища, поряд з більшістю конструкцій захисної арматури і регуляторами тиску прямої дії .

Небезпечний надлишковий тиск може виникнути в системі як в результаті сторонніх факторів (неправильна робота обладнання, передача тепла від сторонніх джерел, неправильно зібрана тепломеханічна схема і т. д.), так і в результаті внутрішніх фізичних процесів, обумовлених якоюсь вихідною подією, не передбаченою нормальною експлуатацією. ПКвстановлюються скрізь, де може це статися, тобто практично на будь-якому устаткуванні, але особливо вони важливі у сфері експлуатації промислових та побутових судин, що працюють під тиском.

Енциклопедичний YouTube

1 / 2

Навіщо запобіжний клапан у системі гарячого водопостачання

Конструкція запобіжного клапана (у стереоформаті анагліф)

Субтитри

Принцип дії

Коли запобіжний клапан закритий, його чутливий елемент впливає сила від робочого тискув системі, що захищається, прагне відкрити клапан і сила від задатчика, що перешкоджає відкриттю. З виникненням у системі збурень, що викликають підвищення тиску понад робітника, зменшується величина сили притискання золотника до сідла. У той момент, коли ця сила дорівнюватиме нулю, настає рівновага активних сил від впливу тиску в системі та задатчика на чутливий елемент клапана. Запірний орган починає відкриватися, якщо тиск у системі не перестане зростати, відбувається скидання робочого середовища через клапан.

Зі зниженням тиску в системі, що захищається, що викликається скиданням середовища, зникають обурювальні впливи. Запірний орган клапана під дією зусилля задатчика закривається.

Тиск закриття в ряді випадків виявляється на 10-15% нижче робочого тиску, це пов'язано з тим, що для створення герметичності запірного органу після спрацьовування потрібно зусилля, значно більше, ніж те, якого було достатньо для підтримки герметичності клапана перед відкриттям. Це пояснюється необхідністю подолати при посадці силу зчеплення молекул середовища, що проходить через щілину між поверхнями ущільнювачів золотника і сідла, витіснити це середовище. Також зниженню тиску сприяє запізнення закриття запірного органу, пов'язане з впливом на нього динамічних зусиль від потоку середовища, що проходить, і наявність сил тертя , що вимагають додаткового зусилля для його повного закриття .

Класифікація запобіжних клапанів

За принципом дії

• клапани прямої дії - зазвичай саме ці пристрої мають на увазі, коли використовують словосполучення запобіжний клапан, вони відкриваються безпосередньо під впливом тиску робочого середовища;
• клапани непрямої дії - клапани з керуванням шляхом використання стороннього джерела тиску або електроенергії, загальноприйнята назва таких пристроїв імпульсні, запобіжні пристрої;

За характером підйому замикаючого органу

• клапани пропорційної дії (використовуються на стисливих середовищах)
• клапани двопозиційної дії

По висоті підйому замикаючого органу

• малопідйомні
• середньопідйомні
• повнопідйомні

За видом навантаження на золотник

• вантажні або важільно-вантажні
• пружинні
• важільно-пружинні
• магніто-пружинні

Відмінності у конструкціях

Запобіжні клапани зазвичай мають кутовий корпус, але можуть мати прохідний, незалежно від цього клапани встановлюються вертикально так, щоб при закриванні шток опускався вниз.

Більшість запобіжних клапанів виготовляються з одним сідлом у корпусі, але зустрічаються конструкції з двома сідлами, встановленими паралельно .

Малопідйомними називаються запобіжні клапани, у яких висота підйому замикаючого елемента (золотника, тарілки) не перевищує 1/20 діаметра сідла, повнопідйомними - клапани, у яких висота підйому становить 1/4 діаметра сідла і більше. Існують також клапани з висотою підйому тарілки від 1/20 до 1/4, їх зазвичай називають середньопідйомними. У малопідйомних та середньопідйомних клапанах підйом золотника над сідлом залежить від тиску середовища, тому умовно їх називають клапанами пропорційної дії, хоча підйом не пропорційний тиску робочого середовища. Такі клапани використовуються, як правило, для рідин, коли не потрібна велика пропускна здатність. У повнопідйомних клапанах відкриття відбувається відразу на повний хід тарілки, тому їх називають клапанами двопозиційної дії. Такі клапани є високопродуктивними і застосовуються як на рідких, так і на газоподібних середовищах.

Найбільші відмінності у конструкціях запобіжних клапанів полягають у видах навантаження на золотник.

Пружинні клапани

Вони тиску середовища на золотник протидіє сила стиснення пружини. Один і той же пружинний клапан може бути використаний для різних меж настроювання тиску спрацьовування шляхом комплектації різними пружинами. Багато клапанів виготовляються зі спеціальним механізмом (важелем, грибком та ін.) ручного підриву для контрольного продування клапана. Це робиться з метою перевірки працездатності клапана, тому що під час експлуатації можуть виникнути різні проблеми, наприклад, прикипання, примерзання, прилипання золотника до сідла. Однак у деяких виробництвах в умовах агресивних і токсичних середовищ, високих температур і тисків контрольна продування може бути дуже небезпечною, тому для таких клапанів можливість ручного продування не передбачається і навіть забороняється.

Найчастіше пружини піддаються впливу робочого середовища, яке скидається з трубопроводу або ємності при спрацьовуванні, для захисту від слабоагресивних середовищ застосовують спеціальні покриття пружин. Ущільнення по штоку таких клапанах відсутня. У випадках роботи з агресивними середовищами в хімічних та деяких інших установках пружину ізолюють від робочого середовища за допомогою ущільнення по штоку сальниковим, сильфоном або еластичною мембраною. Сильфонне ущільнення застосовується також у тих випадках, коли витік середовища в атмосферу не допускається, наприклад, на АЕС.

Важельно-вантажні клапани

У таких клапанах зусилля на золотник від тиску робочого середовища протидіє сила від вантажу, що передається через важіль на шток клапана. Налаштування таких клапанів на тиск відкриття здійснюється фіксацією вантажу певної маси на плечі важеля. Важелі також використовують для ручного продування клапана. Такі пристрої заборонено використовувати на пересувних судинах.

Для герметизації сідел великих діаметрів потрібні значні маси вантажів на довгих важелях, що може викликати сильну вібрацію пристрою, у цих випадках застосовуються корпуси, всередині яких переріз скидання середовища утворено двома паралельно розташованими сідлами, які перекриваються двома золотниками за допомогою двох важелів з вантажами. Таким чином, в одному корпусі монтуються два паралельно працюючі затвори, що дозволяє зменшити маси вантажу і довжини важелів, забезпечуючи нормальну роботу клапана.

Магніто-пружинні клапани

У цих пристроях використовують електромагнітний привід, тобто вони не є арматурою прямої дії. Електромагніти в них можуть забезпечувати додаткове притискання золотника до сідла, в цьому випадку при досягненні тиску спрацьовування сигналом від датчиків електромагніт відключається і тиску протидіє лише пружина, клапан починає працювати як звичайний пружинний. Також електромагніт може створювати зусилля відкриття, тобто протидіяти пружині та примусово відкривати клапан. Існують клапани, в яких електромагнітний привід здійснює і додаткове притискання, і зусилля відкриття, у цьому випадку пружина служить для підстрахування на випадок припинення

Запобіжні клапани застосовуються в промислових масштабах і встановлюються на магістралі з метою скидання із трубопроводу зайвого потоку робочого середовища для зниження рівня тиску (різновидом побутового запобіжного клапана є кран Маєвського, що наповнює повітря з систем опалення).

Пристрій та типи запобіжних клапанів

Основним елементом запобіжного клапана є клапан, шток, регулювальні елементи, пружини налаштування. За конструкцією запобіжні клапани бувають важільно-вантажні (робоче середовище тисне на золотник, і цьому тиску протидіє сила вантажу) і магніто-пружинні (приводяться електромагнітним приводом).

Види запобіжних клапанів:

• прямої дії. Спрацьовує при перевищенні тиску вище за норму;
• непрямої дії. Спрацьовують при дії стороннього імпульсу (наприклад, електричного, застосовуються для дистанційного управління);
• пропорційної дії. Застосовуються в середовищах, що не стискаються;
• двопозиційної дії.

Відео роботи клапана запобіжного

Також запобіжні клапани бувають малопідйомні (підйом замикаючої деталі - 1/20 діаметра сідла), повнопідйомні (1/4 сідла, призначені на магістралях великої пропускної спроможності), середньопідйомні. Зворотні клапани є різновидом запобіжної арматури. Також запобіжні клапани поділяються на запірні та регулюючі. Налаштування граничного тиску проводиться в момент установки шляхом зміни положення гвинта, що стискає притискну пружину.

• Рекомендуємо пружинні запобіжні клапани! На відміну від мембранних, вони оснащені додатковими пристроями, що запобігають примерзанню золотника до сідла.

Якщо ви зайшли на наш сайт, значить ви шукаєте, де купити запірну трубопровідну арматуру за оптимальною ціною. Ви зробили правильний вибір! Інтернет-каталог "Профтайл" пропонує вам найкращі ціни від постачальників без посередницької націнки. При покупці комплектуючих на суму від 3000 рублів ви отримуєте оптові ціни та оперативну доставку протягом 3-х днів.

• Зверніть увагу, що на сайті пропонується понад 5 варіантів оплати, але деякі з них мають комісію. Зверніться до менеджера, щоб підібрати оптимальну комплектацію запірної арматури за найкращою ціною!

Інтернет-каталог "Профтайл": успішне партнерство - запорука довіри та довгої співпраці!

Клапани запобіжні- Вид трубопровідної арматури, призначений для захисту системи опалення від надлишкового тиску. Запобіжний клапан є арматурою прямого впливу, тобто. арматурою, що працює під управлінням безпосередньо самого робочого середовища (як і регулятори тиску прямої дії).

Фото Позначення	Найменування	Ду, мм	Робочий тиск (кгс/см2)	Матеріал корпусу	Робоче середовище	Тип приєднання	Ціна, руб
		20	16	бронза	вода, пара	муфтово-цапковий	3800
	Клапан запобіжний пружинний	25	16	бронза	вода, пара, газ	штуцерно-муфтовий	12000
	Клапан запобіжний малопідйомний пружинний	15-25	16	сталь	аміак, фреон	цапковий	1200-2000
	Клапан запобіжний сталевий	50	16	сталь	рідке або газоподібне неагресивне середовище, аміак	фланцевий	6660-10800
		50-80	25	сталь		фланцевий	6000
	клапан запобіжний двоважільний	80-125	25	сталь	Вода, повітря, пара, аміак, природний газ, нафтопродукти	фланцевий	9000-19000
	Клапан запобіжний повнопідйомний пружинний	25	40	сталь	вода, повітря, пара, аміак, нафта, рідкі нафтопродукти	фланцевий	20000
	Клапан запобіжний кутовий	50-80	16	сталь	вода, пара, повітря	фланцевий	12500-16000
	Клапан запобіжний одноважільний	25-100	16	чавун	вода, пара, газ	фланцевий	1500-7000
	Клапан запобіжний двоважільний	80-150	16	чавун	вода, пара, газ	фланцевий	6000-30000
	Клапан запобіжний пружинний	15-25	25	сталь	хладон, аміак	штуцерно-муфтовий	5000-7000
	Клапан запобіжний малопідйомний VALTEC	15-50	16	латунь	вода, водяна пара, повітря	муфтовий	860-10600
	клапан запобіжний	34-52	0,7	сталь	вода, пара	фланцевий	15000
	Клапан запобіжний пружинний	50-150	16	сталь		фланцевий	20200-53800
	Клапан запобіжний пружинний	50-150	40	сталь	вода, повітря, пара, аміак, природний газ, нафта, нафтопродукти	фланцевий	20000-53800
	Клапан запобіжний пружинний	50-150	16	сталь	вода, повітря, пара, аміак, природний газ, нафта, нафтопродукти	фланцевий	20200-53800
	Клапан запобіжний пружинний кутовий.	50	100	сталь	газ, вода, пара, конденсат	фланцевий	37900
		80	100	сталь	газ, вода, пара, конденсат	фланцевий	39450
	Клапан запобіжний пружинний з кутовим демпфером	50	64	сталь	пар	фланцевий	37300
	Клапан запобіжний пружинний з кутовим демпфером.	80	64	сталь	газ, вода, пара, конденсат	фланцевий	46500

Класифікація запобіжних клапанів:

За характером підйому замикаючого органу:

• клапани пропорційної дії (використовуються на стисливих середовищах);
• клапани двопозиційної дії;

По висоті підйому замикаючого органу:

• малопідйомні (висота підйому замикаючого елемента (золотника, тарілки) не перевищує 1/20 діаметра сідла);
• середньопідйомні (висота підйому тарілки від 1/20 до ¼ діаметра сідла);
• повнопідйомні (висота підйому становить 1/4 діаметра сідла та більше);

За видом навантаження на золотник:

• пружинні
• вантажні або важільно-вантажні
• важільно-пружинні
• магніто-пружинні

У малопідйомних та середньопідйомних клапанах підйом золотника над сідлом залежить від тиску середовища, тому їх ще називають клапанами пропорційної дії. Такі клапани в основному використовують для рідин, коли не потрібна велика пропускна здатність. У повнопідйомних клапанах відкриття відбувається одномоментно, тому їх називають клапанами двопозиційної дії. Такі клапани є високопродуктивними і застосовуються як на рідких, так і на газоподібних середовищах.

Важільні (важільно-вантажні) запобіжні клапани, принцип роботи:

			Вантаж до 17с18нж, 17ч18бр

Принцип роботи важільно-вантажного запобіжного клапана полягає у протидії зусиллю на золотник від тиску робочого середовища - сили від вантажу, що передається через важіль на шток клапана. Основою механізму даного типу клапанів є важіль та підвішений на нього вантаж. Спрацьовування пристрою залежить від ваги вантажу та його місцезнаходження на важелі. Чим більше вага і що далі на важелі він перебуватиме, тим при вищому тиску спрацьовує клапан. Важільні клапани налаштовуються на тиск відкриття шляхом переміщенням вантажу по важелю (можлива зміна ваги вантажу). Важелі також використовують для ручного продування клапана. Важельні клапани заборонено використовувати на пересувних теплових пристроях.

Внутрішній пристрій важільного запобіжного клапана:

1.Впускний отвір; 2. Випускний отвір; 3. Сідло клапана; 4. Золотник; 5. Вантаж; 6. Важіль.

Для герметичного закриття сідел великих діаметрів потрібні важкі вантажі на довгих важелях, що може спричинити сильну вібрацію пристрою. У цих обставинах використовують клапани, всередині яких переріз скидання середовища утворений двома сідлами, які перекриваються двома золотниками за допомогою двох важелів з вантажами (див. наприклад: , ). Використання зазначених двохважільних клапанів з двома затворами, що дозволяє зменшити маси вантажу та довжини важелів, забезпечуючи нормальну роботу системи.

Налаштування важільно-вантажного клапана, як було зазначено вище, здійснюється за допомогою переміщення вантажу по важелю. Після налаштування необхідного тиску вантаж фіксується болтами, накривається захисним кожухом і закривається на замок. Це робиться для унеможливлення несанкціонованої зміни налаштувань. Як вантаж часто використовуються фланці.

Особливості важільно-вантажних клапанів:

Важільні клапани - трубопровідна арматура, яка була розроблена ще до 40-го року минулого століття. Це морально застарілий клапан, який купується лише для підтримки в робочому стані котельних пунктів та подібних об'єктів часів радянського комунального господарства.

Особливістю клапана є необхідність притирання робочих поверхонь (золотника та сідла - запресованого бронзового кільця ущільнювача) безпосередньо на місці установки клапана. Під притиранням розуміється обробка бронзового сідла абразивними матеріалами задля досягнення щільнішого контакту золотника і сідла. Золотник у корпусі клапана не закріплений і при транспортуванні та навантаженні його робочі поверхні легко ушкоджуються. Клапан без притирання не буде герметичний.

Переваги важільних запобіжних клапанів:

• Простота конструкції;
• Ремонтопридатність;
• Ручне налаштування спрацьовування клапана;

Недоліки важільних запобіжних клапанів:

• Необхідність здійснювати притирання робочих поверхонь;
• Мінімальний ресурс роботи клапана;
• Громіздка конструкція;

Пружинні запобіжні клапани, принцип роботи:

		клапан запобіжний

Принцип роботи пружинного запобіжного клапана полягає у протидії сили пружини – зусиллю на золотник від тиску робочого середовища (теплоносія). Теплоносій чинить тиск на пружину, яка стискається. При перевищенні тиску настройки золотник піднімається, і теплоносій скидається через патрубок, що відводить. Після того, як тиск у системі знизився до настроювального, клапан закривається, і спуск теплоносія припиняється.

Внутрішній пристрій пружинного запобіжного клапана:

1 – корпус; 2 - сопла; 3 - нижня регулювальна втулка; 4, 5 - стопорний гвинт; 6, 19, 25, 29 – прокладка; 7 - верхня регулювальна втулка; 8 - подушка; 9 – золотник; 10 - напрямна втулка; 11 – спеціальна гайка; 12 – перегородка; 13 – кришка; 14 – шток; 15 – пружина; 16 – опорна шайба; 17 - регулювальний гвинт; 18 – контргайка; 20 – ковпак; 21 - кулачок; 22 - напрямна втулка; 23 – гайка; 24 - заглушка; 25 - кулачковий вал; 27 – шпонка; 28 - важіль; 30 - кулька.

Тиск спрацьовування запобіжного пружинного клапана встановлюється за допомогою комплектації клапана різними пружинами. Багато клапанів виготовляються зі спеціальним механізмом (важелем, грибком та ін.) ручного підриву для контрольного продування клапана. Це робиться з метою перевірки працездатності клапана, тому що під час експлуатації можуть виникнути різні проблеми, наприклад, прикипання, примерзання золотника до сідла. Однак на виробництвах з використанням агресивних та токсичних середовищ, високих температур та тисків, контрольне продування може бути дуже небезпечним. Тому для пружинних клапанів, що використовуються на таких виробництвах, можливість ручного продування не передбачається і навіть забороняється.

При роботі з агресивними хімічними середовищами пружину ізолюють від робочого середовища за допомогою ущільнення штоком сальниковим пристроєм, сильфоном або еластичною мембраною. Сильфонне ущільнення застосовується також у тих випадках, коли витік середовища в атмосферу не допускається, наприклад, на АЕС. Максимальна температура робочого середовища для пружинних запобіжних клапанів до +450°C, тиск до 100 бар.

Скидний запобіжний клапан спрацьовує раніше, ніж досягається тиск налаштування. Повністю клапан відкривається, коли тиск перевищує настроювальне на 10-15% (залежно від моделі). Пристрій повністю закривається тільки після досягнення тиску на 10-20% менше, ніж настроювальне, т.к. теплоносій, що виходить, створює додатковий динамічний тиск.

Якщо система опалення функціонує стабільно, без збоїв та перевищення тиску, скидний запобіжний клапан залишається без роботи протягом тривалого періоду часу і може засмічуватися. Тому рекомендується періодично прочищати його.

Переваги пружинних клапанів :

• проста конструкція обладнання;
• малі розміри та вага при великих прохідних перерізах;
• можливість встановлення як у вертикальному, так і горизонтальному положеннях;
• можливість отримання високої пропускної спроможності.

Недоліки пружинних клапанів :

• різке зростання зусилля пружини при її стисканні у процесі підйому золотника;
• можливість отримання гідравлічного удару під час закриття клапана;

Магніто-пружинні запобіжні клапани, принцип роботи:

У магнітно-пружинних запобіжних клапанах використовують електромагнітний привід. Електромагніт забезпечує додаткове притискання золотника до сідла. При досягненні тиску спрацьовування електромагніт відключається і тиск протидіє тільки пружина, а клапан починає працювати як звичайний пружинний. Також електромагніт може створювати зусилля відкриття, тобто протидіяти пружині та примусово відкривати клапан. Існують клапани, в яких електромагнітний привід здійснює додаткове притискання, і зусилля відкриття, в цьому випадку пружина служить для підстрахування на випадок припинення електроживлення. Магнітно-пружинні клапани зазвичай застосовуються в складних імпульсних запобіжних пристроях як керуючі або імпульсні клапани.

Для скидання надлишкового тиску в атмосферу застосовуються запобіжні клапани пружинні, які являють собою спеціальну трубопровідну арматуру, що забезпечує надійний захист трубопроводу від виникнення несправностей і механічних пошкоджень. Пристрій відповідає за автоматичне скидання надлишку рідин, пари та газу з судин та систем до того моменту, поки тиск не буде нормалізовано.

Призначення пружинного клапана

Небезпечне перевищення тиску в системі виникає внаслідок зовнішніх та внутрішніх факторів. До підвищення призводить як неправильне збирання тепломеханічних схем, що викликає збої у функціонуванні обладнання, попадання тепла в систему від сторонніх джерел, так і внутрішньосистемні фізичні процеси, які не передбачаються стандартними умовами експлуатації, що періодично виникають у системі.

Запобіжні вироби – обов'язкова частина будь-якої побутової чи промислової системи, що працює під тиском. Установка запобіжних механізмів здійснюється на трубопроводах компресорних станціях, на автоклавах, в котельнях. Клапани виконують захисні функції на трубопроводах, якими транспортуються як газоподібні, а й рідкі речовини.

Пристрій та принцип роботи пружинних клапанів

Клапан складається із сталевого корпусу, нижній штуцер якого використовується як сполучний елемент між ним і трубопроводом. Якщо в системі підвищується тиск, скидання середовища відбувається через бічний штуцер. Відрегульована залежно від тиску у системі пружина забезпечує притискання золотника до сідла. Регулювання пружини відбувається за допомогою спеціальної втулки, яка вкручена у верхню кришку, розташовану на корпусі пристрою. Розташований у верхній частині ковпак призначений для захисту втулки від руйнування внаслідок механічних впливів. Наявність спеціального вушка для пломбування дозволяє захистити систему від стороннього втручання.

Для клапанів, у яких врівноважуючим механізмом виступає пружина, підбирається зусилля робочого органу. Якщо параметри підібрані правильно, при нормальному стані системи золотник, який відповідає за випуск зайвого тиску з трубопроводу, має бути притиснутий до сідла. Коли робочі показники збільшується до критичного рівня в залежності від типу пружинного пристрою, золотник відходить вгору на певну висоту.

Запобіжний пружинний клапан, що забезпечує своєчасне скидання тиску, виготовляють із різних матеріалів:

• Вуглецева сталь.Подібні пристрої підходять для систем, тиск яких перебуває в межах 0,1-70 Мпа.
• Нержавіюча сталь.Клапани з нержавіючої сталі розраховані на системи, тиск яких не перевищує 0,25-2,3 Мпа.

Класифікація та характеристики пружинних клапанів

Клапан запобіжний пружинний випускається у трьох виконаннях:

• Малопідйомні пристроїпідходять для систем газопроводів та паропроводів, тиск у яких не перевищує 0,6 Мпа. Висота підйому такого клапана не досягає більше 1/20 діаметра сідла.
• Середньопідйомні пристрої, В яких висота підйому золотника становить від 1/6 до 1/10 від диметра сопла.
• Повнопідйомні пристрої, в яких висота підйому клапана досягає ¼ від діаметра сідла.

Відома класифікація клапанів виходячи зі способу їх відкриття:

• Зворотній пружинний клапан.Для керування зворотними пружинними клапанами залучається непряме стороннє джерело тиску. Зворотні пружинні клапани, які називають імпульсними запобіжними пристроями, можуть працювати за допомогою електроенергії.
• Прямий клапан.У пристроях прямого типу робочий тиск середовища безпосередньо впливає на золотник, який піднімається при підвищенні тиску.

Виділяють клапани відкритогоі закритого типу. У разі використання пристрою прямого типу при відкриванні клапана, середовище скидається прямо в атмосферу. Клапани закритого типу залишаються повністю герметичними по відношенню до навколишнього середовища, скидаючи тиск у спеціальний трубопровід.

Переваги

Виділяють різні види обладнання, що забезпечує скидання надлишкового тиску із системи, але запобіжні клапани пружинні користуються популярністю завдяки наявності важливих переваг:

• Простота та надійність конструкції.
• Легкість здійснення налаштування робочих параметрів та зручність монтажу.
• Різноманітність розмірів, типів та конструктивних виконань.
• Встановлення запобіжного виробу можливе як у горизонтальному, так і вертикальному положенні.
• Щодо невеликі габаритні розміри.
• Великий прохідний переріз.

До мінусів запобіжних клапанів відносять наявність обмежень у висоті підйому золотника, підвищені вимоги до якості виготовлення пружини для запобіжних клапанів, яка може вийти з ладу при роботі в умовах агресивного середовища або постійної дії високих температур.

Як вибрати пружинний клапан?

При виборі запобіжника варто ґрунтуватися на кількох важливих принципах, від обліку яких залежить безперебійна робота системи та можливість виконання запобіжником необхідних функцій:

• Запобіжні пружинні клапани мають найменші габарити порівняно з іншими типами клапанів запобіжних скидних, тому їх слід вибирати в тих випадках, коли вільного простору недостатньо.
• Особливості застосування клапанів пов'язані з наявністю підвищених вібрацій, які негативно впливають на експлуатаційні характеристики пристрою і можуть швидко призвести до непридатності. Наприклад, пристрої важільно-вантажного типу більш схильні до поломок через вплив вібрацій в силу наявності в конструкції довгого важеля з вагою і шарнірів. Тому для систем, у яких спостерігаються значні вібраційні дії, варто вибирати запобіжний пружинний клапан.
• Залежно від особливостей конструкції приладу пружина з часом може змінювати зусилля тиску. Це з тим, що постійний підйом золотника викликає зміни у структурі металу.

Нюанси монтажу

Запобіжний клапан пружинного типу встановлюють у будь-якій точці системи, яка зазнає підвищеного тиску і знаходиться під загрозою отримати механічні пошкодження. Пристрій не вимагає великого вільного простору, що є значною перевагою в порівнянні з іншими типами запобіжних пристроїв.

З метою запобігання неполадкам у роботі перед запобіжним клапаном не слід встановлювати будь-яку запірну арматуру. Для скидання газоподібного середовища встановлюються спеціальні пристрої або скидання відбувається безпосередньо в атмосферу. Для оповіщення персоналу разом із пружинними клапанами монтують спеціальний свисток, який розміщують на скидному патрубку. При спрацьовуванні клапана надходитиме сигнал свистка, що означає, що в системі підвищився тиск і клапан відкрився для скидання середовища.

Можливі причини поломок запобіжного клапана

Запобіжні клапани – це міцні та надійні пристрої, що забезпечують постійний захист систем від перевищення тиску. Прямий або зворотний пружинний клапан виходять з ладу з кількох причин:

• наявність підвищених вібрацій;
• Постійний вплив агресивного середовища на запобіжний дросель.
• Неправильне встановлення запобіжного пружинного дроселя або клапана.

З метою уникнення аварій та несправностей у функціонуванні систем запобіжні клапани проходять періодичні перевірки на наявність неполадок. Клапани тестують на міцність та щільність перед введенням в експлуатацію. Також періодичні перевірки проводяться з метою визначення герметичності поверхонь ущільнювачів і сальникових з'єднань.

При правильному виборі запобіжних пристроїв з урахуванням параметрів системи, проведенні періодичних перевірок та своєчасному усуненні несправностей запобіжні пружинні клапани забезпечать надійне функціонування системи та безвідмовний захист від перевищення тиску протягом тривалого часу.