Клапаны предохранительные пружинные – Пружинные предохранительные клапаны

alexxlab | 25.10.2019 | 0 | Вопросы и ответы

Пружинные предохранительные клапаны

В пружинных предохранительных клапанах давление среды на золотник уравновешивается натяжением пружины. Сила сжатия пружины подбираются таким образом, чтобы при давлении среды, не превышающем допустимой величины, золотник был прижат к седлу, но при повышении давления на 10…15% он приподнимался.

Выпускаются как полноподъемные пружинные клапаны (с высотой подъема более 1/4 диаметра седла), так и малоподъемные (с высотой подъема менее 1/20 диаметра седла).

Стальной малоподъемный пружинный предохранительный клапан, применяемый на трубопроводах для пара и газообразных сред при давлении приблизительно до 0,6 МПа, изображен на рис. 1.

 

Рис. 1. Малоподъемный пружинный предохранительный клапан. 1 – колпак;
2 – резьбовая втулка; 3 – пружина; 4 – крышка; 5 – корпус; 6 – золотник; 7 – пломба 		Рис. 2. Многоподъемный пружинный предохранительный клапан 1 – корпус; 2 – седло; 3 – тарелка; 4 – шток; 5 – пружина; 6 – нажимная втулка; 7 – ушко; 8 – скоба.

 

Нижним штуцером клапан присоединен к отростку трубопровода или к штуцеру аппарата. Боковой штуцер служит для отвода избытка среды при повышении ее давления. Золотник 6 прижимается к седлу пружиной. Сила ее сжатия регулируется в зависимости от требующегося давления среды ввертыванием резьбовой втулки 2 в крышку корпуса. Сверху крышка прикрыта колпаком, предохраняющим втулку от случайных ударов. Колпак 1 имеет ушко для опломбирования, чтобы предупредить возможность произвольного изменения регулировки клапана.

Многоподъемный предохранительный клапан приведен на рис. 2 Конструкция и принцип действия многоподъемных предохранительных клапанов незначительно отличается от конструкции малоподъемных.

Для продувки предохранительного клапана служит специальный рычаг 8 (скоба), который поднимает золотник вручную (ручной подрыв клапана).

Пружинные предохранительные клапаны изготовляются из углеродистой стали на давление 0,1…70 МПа и из нержавеющей стали на давление 0,25…2,3 МПа.

Достоинства пружинных предохранительных клапанов::

• относительно малые габаритные размеры при больших проходных сечениях;

• возможность установки как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях;

• возможность получения высокой пропускной способности.

Недостаток пружинных предохранительных клапанов – резкое возрастание усилия пружины при ее сжатий в процессе подъема золотника.


Рычажно-грузовые предохранительные клапаны

В рычажно-грузовых предохранительных клапанах давление среды на золотник уравновешивается весом груза. Вес груза подбираются таким образом, чтобы при давлении среды, не превышающем допустимой величины, золотник был прижат к седлу, но при повышении давления на 10…15% он приподнимался. Рычажно-грузовые клапаны изготовляются только малоподъемными. Рычажно-грузовой предохранительный клапан показан на рис. 3.

    Рис. 3. Рычажно-грузовой предохранительный клапан. 1 – шток; 2 – рычаг; 3 – комплект грузов; 4 – крышка; 5 – корпус; 6 – золотник.  

 

Аналогично пружинному клапану, рычажный клапан устанавливается на трубопроводе или аппарате нижним штуцером. Через боковой штуцер отводится избыток среды. Давление грузов передается на золотник

6 через рычаг 2 и шток 1. Сила, действующая на золотник, регулируется путем установки большего или меньшего числа грузов стандартных размеров и изменения места их установки по длине рычага. Для недопущения произвольного изменения регулировки рычажно-грузовые механизмы накрывают кожухами и опломбировывают.

Помимо однорычажного клапана выпускаются также двухрычажные клапаны, у которых в одном корпусе заключены два золотника, имеющие каждый собственные шток, рычаг и комплект грузов. Пропускная способность двухрычажного клапана несколько ниже пропускной способности двух однорычажных клапанов того же номинального размера.

Рычажно-грузовые клапаны изготовляются из чугуна на давление 1,6 МПа и стали на давление 2,5 МПа.

 


Похожие статьи:

poznayka.org

Предохранительные пружинные клапаны – все об устройстве и монтаже

Для сброса избыточного давления в атмосферу применяются клапаны предохранительные пружинные, которые представляют собой специальную трубопроводную арматуру, обеспечивающую надежную защиту трубопровода от возникновения неполадок и механических повреждений. Устройство отвечает за автоматический сброс избытка жидкостей, пара и газа из сосудов и систем до того момента, пока давление не будет нормализовано.

    Оглавление

  1. Предназначение пружинного клапана
  2. Устройство и принцип работы пружинных клапанов
  3. Классификация и характеристики пружинных клапанов
  4. Преимущества
  5. Как выбрать пружинный клапан?
  6. Нюансы монтажа
  7. Возможные причины поломок предохранительного клапана

Предназначение пружинного клапана

Опасное превышения давления в системе возникает в результате внешних и внутренних факторов. К повышению приводит как неправильный сбор тепломеханических схем, вызывающий сбои в функционировании оборудования, попадание тепла в систему от посторонних источников, так и внутрисистемные физические процессы, которые не предусматриваются стандартными условиями эксплуатации, периодически возникающими в системе.

Предохранительные изделия – обязательная часть любой бытовой или промышленной системы, работающей под давлением. Установка предохранительных механизмов осуществляется на трубопроводах в компрессорных станциях, на автоклавах, в котельных. Клапаны выполняют защитные функции на трубопроводах, по которым транспортируются не только газообразные, но и жидкие вещества.

Устройство и принцип работы пружинных клапанов

Клапан состоит из стального корпуса, нижний штуцер которого используется в качестве соединительного элемента между ним и трубопроводом. Если в системе повышается давление, сброс среды происходит через боковой штуцер. Отрегулированная в зависимости от давления в системе пружина обеспечивает прижимание золотника к седлу. Регулировка пружины происходит посредством специальной втулки, которая вкручена в верхнюю крышку, расположенную на корпусе устройства. Размещенный в верхней части колпак предназначен для защиты втулки от разрушения в результате механических воздействий. Наличие специального ушка для пломбировки позволяет предохранить систему от постороннего вмешательства.

Для клапанов, в которых уравновешивающим механизмом выступает пружина, подбирается усилие рабочего органа. Если параметры подобраны правильно, при нормальном состоянии системы золотник, отвечающий за выпуск излишнего давления из трубопровода, должен быть прижат к седлу. Когда рабочие показатели увеличивается до критического уровня в зависимости от типа пружинного устройства золотник отходит вверх на определенную высоту.

Предохранительный пружинный клапан, обеспечивающий своевременный сброс давления, изготавливают из разных материалов:

  • Углеродистая сталь. Подобные устройства подходят для систем, давление в которых пребывает в пределах 0,1-70 Мпа.
  • Нержавеющая сталь. Клапаны из нержавеющей стали рассчитаны на системы, давление в которых не превышает 0,25-2,3 Мпа.

Классификация и характеристики пружинных клапанов

Клапан предохранительный пружинный выпускается в трех исполнениях:

  • Малоподъемные устройства подходят для систем газопроводов и паропроводов, давление в которых не превышает 0,6 Мпа. Высота подъема такого клапана не достигает более 1/20 диаметра седла
  • Среднеподъемные устройства, в которых высота подъема золотника составляет от 1/6 до 1/10 от диметра сопла.
  • Полноподъемные устройства, в которых высота подъема клапана достигает до ¼ от диаметра седла.

Известна классификация клапанов исходя из способа их открывания:

  • Обратный пружинный клапан.
    Для управления обратными пружинными клапанами привлекается непрямой посторонний источник давления. Обратные пружинные клапаны, которые называют импульсными предохранительными устройствами, могут работать посредством воздействия электроэнергии.
  • Прямой клапан. В устройствах прямого типа рабочее давление среды оказывает непосредственное воздействие на золотник, который поднимается при повышении давления.

Выделяют клапаны открытого и закрытого типа. В случае использования устройства прямого типа при открывании клапана среда сбрасывается прямо в атмосферу. Клапаны закрытого типа остаются полностью герметичными по отношению к окружающей среде, сбрасывая давление в специальный трубопровод.

Преимущества

Выделяют различные виды оборудования, обеспечивающего сброс избыточного давления из системы, но клапаны предохранительные пружинные пользуются популярностью благодаря наличию важных преимуществ:

  • Простота и надежность конструкции.
  • Легкость осуществления настройки рабочих параметров и удобство монтажа.
  • Разнообразие размеров, типов и конструктивных исполнений.
  • Установка предохранительного изделия возможна как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.
  • Относительно небольшие габаритные размеры.
  • Большое проходное сечение.

К минусам предохранительных клапанов относят наличие ограничений в высоте подъема золотника, повышенные требования к качеству изготовления пружины для предохранительных клапанов, которая может выйти из строя при работе в условиях агрессивной среды или постоянном воздействии высоких температур.

Как выбрать пружинный клапан?

При выборе предохранителя стоит основываться на нескольких важных принципах, от учета которых зависит бесперебойная работа системы и возможность выполнения предохранителем необходимых функций:

  • Предохранительные пружинные клапаны обладают наименьшими габаритами по сравнению с другими типами клапанов предохранительных сбросных, поэтому их следует выбирать в тех случаях, когда свободного пространства недостаточно.
  • Особенности применения клапанов связаны с наличием повышенных вибраций, которые отрицательно влияют на эксплуатационные характеристики устройства и могут быстро привести его в негодность. Например, устройства рычажно-грузового типа более подвержены поломкам из-за воздействия вибраций в силу наличия в конструкции длинного рычага с весом и шарниров. Поэтому для систем, в которых наблюдаются значительные вибрационные воздействия, стоит выбирать предохранительный пружинный клапан.
  • В зависимости от особенностей конструкции прибора, пружина со временем может изменять усилие давления. Это связано с тем, что постоянный подъем золотника вызывает изменения в структуре металла.

Нюансы монтажа

Предохранительный клапан пружинного типа устанавливают в любой точке системы, которая подвергается повышенному давлению и находится под угрозой получить механические повреждения. Устройство не требует наличия большого свободного пространства, что является значительным преимуществом по сравнению с другими типами предохранительных устройств.

С целью избежания неполадок в работе перед предохранительным клапаном не следует устанавливать любую запорную арматуру. Для сброса газообразной среды устанавливаются специальные устройства или же сброс происходит непосредственно в атмосферу. Для оповещения персонала вместе с пружинными клапанами монтируют специальный свисток, который размещают на сбросном патрубке. При срабатывании клапана будет поступать сигнал свистка, означающий, что в системе повысилось давление и клапан открылся для сброса среды.

Возможные причины поломок предохранительного клапана

Клапаны предохранительные – это прочные и надежные устройства, обеспечивающие постоянную защиту систем от превышения давления. Прямой или обратный пружинный клапан выходят из строя по нескольким причинам:

  • Наличие повышенных вибраций;
  • Постоянное воздействие агрессивной среды на предохранительный дроссель.
  • Неправильная установка предохранительного пружинного дросселя или клапана.

С целью избегания аварий и неисправностей в функционировании систем предохранительные клапаны проходят периодические проверки на наличие неполадок. Клапаны тестируют на прочность и плотность перед введением в эксплуатацию. Также периодические проверки проводятся с целью определения герметичности уплотнительных поверхностей и сальниковых соединений.

При правильном выборе предохранительных устройств с учетом параметров системы, проведении периодических проверок и своевременном устранении неисправностей предохранительные пружинные клапаны обеспечат надежное функционирование системы и безотказную защиту от превышения давления на протяжении длительного времени.

saz-avangard.ru

Клапан предохранительный пружинного и рычажного типа

Предохранительный клапан представляет собой трубопроводную арматуру, которая защищает оборудование и трубопроводы высокого давления от механических повреждений и различного рода разрушений в результате возникновения аварийных ситуаций. Достигается это посредством выпуска избыточного количества жидкости, газа или пара из системы, а также сосудов, в которых образуется чрезмерное давление. К тому же, данный клапан предотвращает сброс рабочей среды, когда номинальное давление восстанавливается.

Клапан предохранительный – это механизм, функционирующий в непосредственном контакте с рабочей средой вместе с другими конструкциями, выполняющими функцию защитной арматуры, в том числе, регуляторами давления.

Основные типы клапанов и их предназначение

Все предохранительные изделия могут отличаться между собой по целому ряду параметров, в зависимости от конструкционных особенностей, а именно:

  1. По типу замыкающего клапана:
    • пропорциональный;
    • двухпозиционный.
  2. По высоте подъема замыкающего органа:
    • малоподъемные;
    • среднеподъемные;
    • полноподъемные.
  3. В зависимости от типа нагрузки на золотник:
    • пружинные;
    • рычажные;
    • рычажно-пружинные;
    • магнитно-пружинные.

Также предохранительные клапаны могут отличаться по характеру работы и представлять собой устройства прямого или непрямого действия. Первые считаются классическими предохранительными механизмами, а вторые относятся к классу импульсных приборов. Наиболее часто используемая в промышленности модификация – это угловой предохранительный дроссель пружинного типа.

Высокое давление (вернее его избыток) может возникать в системе по разным причинам, вызванным физическими внутренними процессами или же другими внешними факторами, такими, например, как:

  • неисправности в рабо

    • www.techmarcet.ru

    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.

    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

    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.

     

    teplovichek.com

    Современные конструкции предохранительных клапанов

    Клапаны пружинные предохранительные ППК (рисунок 5зк) предназначены для нефтяных жидких и газообразных некоррозионных сред с температурой не более 350 °С. После проведенных исследований воздействия температуры среды на пружину, температура среды может быть повышена до 450і°С. В системе с противодавлением температура среды противодавления не должна превышать 200 °С.

    1 – корпус; 2 – сопла; 3 – нижняя регулировочная втулка; 4, 5 – стопорный винт; 6, 19, 25, 29 – прокладка; 7- верхняя регулировочная втулка;

    8 – подушка; 9 – золотник; 10 – направляющая втулка; 11 – специальная гайка; 12 – перегородка; 13 – крышка; 14 – шток; 15 – пружина; 16 – опорная шайба; 17 – регулировочный винт; 18 – контргайка; 20 – колпак;

    21 – кулачок; 22 – направляющая втулка; 23 – гайка; 24 – заглушка;

    25 – кулачковый вал; 27 – шпонка; 28 – рычаг; 30 – шарик.

    Рисунок 5зк. Пружинный предохранительный клапан типа ППК

    Клапан – полноподъемный; высокий подъем золотника достигается использованием кинетической энергии и реакции потока, выходящего с большой скоростью из сопла. Для этого клапан снабжен верхней и нижней регулировочными втулками, которые фиксируются в определенном положении стопорными винтами. Правильная посадка золотника на седло создается направляющей втулкой. Высокий золотник, опущенная почти на уровень уплотнительных поверхностей точка контакта штока с золотником и определенное направление штока в разделительной перегородке обеспечивают работу клапана без перекосов золотника. Разделительная перегородка предохраняет пружину клапана от действия повышенных температур при сбросах среды. Пружину настраивают на требуемое давление регулировочным винтом. Набор сменных пружин обеспечивает бесступенчатую регулировку клапана на заданный диапазон установочных давлений. Шток и золотник связаны через шарик из закаленной стали. Это устройство обеспечивает самоцентровку штока вне зависимости от положения пружины.

    Для контрольной продувки во время эксплуатации в клапане предусмотрен рычажный механизм.

    Корпус клапана изготовляют из стали марок 25Л или 20Л, сопло и золотник – из стали 2X13 и 3X13, пружину – из стали марки 50ХФА.

    Клапаны специальные пружинные предохранительные СППК конструктивно выполнены на базе клапанов ППК. Они не имеют рычага для контрольной продувки, и вместо разделительной перегородки в них установлен специальный разделитель с ребрами охлаждения, который защищает пружину от действия высокой температуры.

    В зависимости от коррозионной активности и температуры среды, клапаны изготовляют в трех вариантах: из углеродистой стали марок 25Л и 20Л для некоррозионных сред с температурой не выше 450 °С; из хромомолибденовой стали марки Х5М-Л для сред среднекоррозионной активности с температурой не более 550 °С; из хромоникелевой стали марки 1Х18Н9Т для коррозионных сред с температурой не более 600 °С.

    Материал уплотнительных поверхностей сопла и золотника клапана – стеллит или сормайт.

    Пружинный предохранительный клапан типа СППК4-200-16 (рисунок 6зк) – закрытый, без рычага для контрольной продувки. Корпус клапана выполнен из углеродистой стали, угловой фланцевый. Конический проточный канал приемного патрубка обеспечивает плавный переход от- проходного сечения фланца к соплу клапана. На выходе из конической части приемный патрубок имеет резьбовое гнездо с притертым пояском для герметичного крепления сопла. Стенка гнезда выступает над днищем камеры корпуса, предотвращая попадание сконденсировавшейся среды к уплотнительному пояску и резьбе гнезда и тем самым – возникновение коррозии в соединении.

    1 – корпус; 2 – сопло; 3 – нижняя регулировочная втулка; 4 – золтник;

    5 – направляющая втулка; б – крышка; 7 – пружина

    Рисунок 6зк – Предохранительный клапан типа

    СППК4-200-16

    Сопло клапана из стали 3X13 имеет резьбу. Для герметизации соединения сопла с корпусом на его наружной цилиндрической поверхности предусмотрен фланец с уплотнительным пояском, обработанным до высокого класса чистоты поверхности. Проточный канал сопла – цилиндрический с конической входной кромкой, сделанной под углом приблизительно 7,5° для плавного перехода от конфузорной части приемного патрубка корпуса.

    В отличие от ранее рассмотренных конструкций запорную тарелку клапана изготовляют с коническим отбойником по периферии. Для максимального приближения точки приложения нагружающего усилия к уплотнительным поверхностям направляющий выступ тарелки имеет внутреннюю полость, и опорный конус штока садится на подушку в самой нижней точке этой полости, что способствует устойчивому положению тарелки при открытом клапане и облегчает ее перемещение при посадке на седло сопла.

    Технологические параметры клапана регулируют кольцом, навинченным на сопло. На кольце сверху имеется узкий плоский поясок. При свинчивании кольцо приближается к торцовой плоскости тарелки. Регулируя зазор между плоскостями пояска кольца и торца тарелки, можно в широких пределах регулировать давление полного открывания клапана и давление его закрывания, т. е. величину продува. Нагружающая система клапана такая же, как и серийно выпускаемых. Набор пружин клапана обеспечивает плавное регулирование установочного давления в пределах 0,5…16 кгс/см2.

    Клапаны пружинные предохранительные ППКДМ предназначены для установки на емкостях со сжиженными газами, на линиях сброса на факел или на перепускных насосных линиях для нестабильных бензинов. Их применяют, когда пружина клапана из-за противодавления постоянно находится в контакте с агрессивной средой, которая действует на пружину разрушающе (газовая коррозия).

    Для устранения указанного явления предохранительный клапан ППКДМ снабжают диафрагмой и мягким уплотнением (рисунок 7зк). Диафрагма 5 из бензостойкой резины с внутренней прослойкой из натурального шелка зажимается между корпусом 1 и крышкой 10, герметично отделяя пружину 8 от контакта со сбрасываемой средой. Для предохранения диафрагмы от чрезмерных деформаций (при действии противодавления) служит кольцо 16 с шайбой 17. Хомут 15, закрепленный на штоке 9 болтом 6, фиксирует диафрагму от продольного смещения по штоку.

    В этой конструкции противодавление, действуя на диафрагму, ослабляет силу пружины. Поэтому при регулировке клапана на установочное давление’ необходимо учитывать это обстоятельство и в зависимости от величины про­тиводавления увеличивать регулировочное давление согласно инструкции по монтажу и эксплуатации, прилагаемой к клапану.

    Уплотнение ”металл по металлу” в этом клапане заменено уплотнением ”резина по металлу”. Для этого золотник 4 в нижней своей части покрывают бензостойкой полутвердой резиной, которая с седлом 2 из стали 3X13 сохраняет надежное герметичное уплотнение при многократных сбросах среды.

    Предохранительные клапаны ППКДМ можно применять при температурах среды от минус 40 °С до плюс 100 оС. Поскольку мягкое уплотнение может воспринимать незначительные удельные давления, клапаны ППКДМ применяют до давления 40 кгс/см2.

    1 – корпус; 2 – сопло; 3 – мягкое уплотнение золотника; 4 – золотник; 5 – резиновая диафрагма; 6 – болт хомута; 7 – опорная шайба; 8 – пружина; 9 – шток; 10 – крышка; 11 – регулировочный винт; 12 – колпак; 13 – кулачок; 14 – заглушка; 15 – хомут; 16 – кольцо; 17 – шайба; 18 – направляющая втулка.

    Рисунок 7зк – Предохранительный пружинный клапан типа

    ППКДМ

    studfiles.net

    Пружинные предохранительные клапаны.

    Пружинные предохранительные клапаны предназначены для углеводородных жидких и газообразных некоррозионных сред. Эти клапаны как правило полноподъемные, имеют высокую пропускную способность. В некоторых конструкциях пружинных предохранительных клапанов для контрольных продувок во время эксплуатации предусмотрен рычажный механизм. На рисунке 12.12 представлен пружинный предохранительный клапан.

    На нефтеперекачивающих станциях наиболее широкое применение получил специальный пружинный предохранительный клапан типа СППК4-200-16 (см. рисунок 12.12).

    Пружинный предохранительный клапан типа СППК4-200-16 закрытый, без рычага для контрольной продувки, имеет высокую пропускную способность. Конический проточный канал приемного патрубка обеспечивает плавный переход от проходного сечения фланца к соплу клапана. На выходе из конической части приемный патрубок имеет резьбовое гнездо с притертым пояском для герметичного крепления сопла. Сопло клапана имеет резьбу. Для герметизации соединения сопла с корпусом на его наружной цилиндрической поверхности предусмотрен фланец с уплотнительным пояском, обработанным до высокого класса чистоты поверхности. Запорная тарелка клапана изготовляется с коническим отбойником по периферии. Для максимального приближения точки приложения нагружающего усилия к уплотнительным поверхностям направляющий выступ тарелки имеет внутреннюю полость, и опорный конус штока садится на подушку в самой нижней точке этой полости, что способствует устойчивому положению тарелки при открытом клапане и облегчает ее перемещение при посадке на седло сопла.

    1 – корпус; 2 – сопло; 3 – золотник; 4 – шток; 5 – пружина; 6 – винт

    Рисунок 12.12 – Клапан предохранительный пружинный СППК4-200-16

    Технологические параметры клапана регулируют кольцом, навинченным на сопло. На кольце сверху имеется узкий плоский поясок. При свинчивании кольцо приближается к торцовой плоскости тарелки. Регулируя зазор между плоскостями пояска кольца и торца тарелки, можно в широких пределах регулировать давление полного открывания клапана и давление его закрывания, т.е. величину продува. Набор пружин клапана обеспечивает плавное регулирование установочного давления в пределах 0,5 – 16 кГс/см2.


    Похожие статьи:

    poznayka.org

    Классификация предохранительных клапанов

    В простейшем виде предохранительный клапан может быть представлен в виде штуцера, выходное отверстие которого закрыто плоской пластиной, масса которой противодействует силе давления среды, предотвращая ее выход наружу. Однако такой клапан имеет существенные недостатки, которые удается устранить в современных конструкциях предохранительных клапанов. Существующие конструкции предохранительных клапанов можно классифицировать по нескольким признакам.

    По виду нагрузки на золотник.

    1) Предохранительные клапаны грузового типа с непосредственной нагрузкой на золотник (рисунок 2зк, а). Они очень просты по конструкции. Однако их применяют только для низких давлений с небольшим сечением сопла из-за невозможности приложения к золотнику груза большой массы. Кроме того, эти клапаны склонны к вибрациям и очень восприимчивы к посторонним влияниям, вследствие чего не могут быть применены для подвижных систем.

    а б

    а – грузовой; б – рычажный

    Рисунок 2зк – Предохранительные клапаны.

    2) Предохранительные клапаны грузового типа с непрямым нагружением золотника (см. рисунок 2зк, б). К ним относятся рычажные предохранительные клапаны. Основное преимущество их – нагрузка на золотник при его подъеме остается постоянной (это относится и к предыдущим клапанам). Кроме того, настройка рычажного предохранительного клапана на давление, при котором он должен открываться (установочное давление), довольно точна и осуществляется перемещением груза на рычаге.

    Однако рычажные предохранительные клапаны имеют и существенные недостатки, которые значительно ограничивают область их возможного применения. Применение таких клапанов недопустимо на подвижных установках, а также на установках, способствующих возникновению вибрации. Эти кла­паны нельзя применять на установках, где давление резко пульсирует, так как наличие длинного рычага с грузом способствует усилению пульсации.

    Кроме того, недостатками являются их большие габаритные размеры несоответствие между размерами клапанов и значительными габаритам груза и рычажного механизма. По Правилам Госгортехнадзора нагрузку клапан не ограничивают, но если усилие на золотник превышает 700 кгс, обходимо специальное приспособление, обеспечивающее подъем груза усилием одного человека. Рычажные предохранительне клапаны в основном применяют на стационарных паровых котлах теплосиловых установок.

    3) Пружинные предохранительные клапаны. В пружинных предохранительных клапанах давлению среды на золотник противодействует сила пружины. Клапан настраивают большим или меньшим поджатием пружины. Пружинные предохранительные клапаны можно применять на всех, без исключения, аппаратах и установках, где необходимо ограничение давления (по Правилам Госгортехнадзора). Предохранительные клапаны устанавливают как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, хотя необходимо стремиться к установке их вертикально.

    Существенное преимущество пружинных предохранительных клапанов – относительно малые габаритные размеры при больших проходных сечениях. Это достигается применением сильных пружин.

    Недостатки пружинных предохранительных клапанов: с увеличением высоты подъема золотника соответственно возрастает усилие пружины вследствие ее сжатия; трудность изготовления пружин, надежно работающих при высоких температурах и в агрессивных средах.

    По высоте подъема золотника.

    Высота подъема золотника – одна из основных характеристик предохранительных клапанов, так как она определяет его пропускную способность.

    Стандартом каждой страны установлены схемы расчета пропускной способности предохранительных клапанов. В основу этих расчетов положены теоретические формулы адиабатического истечения потока через некапиллярное сопло. Поэтому пропускную способность определяют в зависимости от давления на входе в клапан, площади прохода клапана и состояния сбрасываемой среды. Следовательно, пропускная способность предохранительного клапана, применяющегося для одной и той же среды и при одном и том же давлении, пропорциональна площади прохода. Площадь прохода для предохранительного клапана при небольшом подъеме золотника выражается функцией от диаметра сопла и высоты подъема золотника h. При этом площадь прохода среды будет равна площади кольца.

    Пропускная способность предохранительного клапана находится в прямой зависимости от высоты подъема золотника. Поэтому на практике часто употребляют выражение ”подъемность клапана”, которое определяется отношением величины высоты полного подъема золотника к диаметру сопла.

    1) Низкоподъемные предохранительные клапаны, у которых отношение высоты подъема золотника к диаметру сопла равно 1/20…1/40, т. е. сечение щели, через которую проходит среда, будет значительно меньше сечения сопла. К ним относятся простейшие предохранительные клапаны, которые применяют главным образом для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность.

    2) Среднеподъемные предохранительные клапана, имеющие отношение высоты подъема золотника к диаметру сопла 1/6…1/10. Такие клапаны применяют редко, так как они, несмотря на усложненную конструкцию, имеют низкую производительность.

    3) Полноподъемные предохранительные клапаны, отличающиеся высокой производительностью, так как сечение щели при подъеме золотника равно или больше сечения сопла клапана, т. е. высота подъема золотника равна или больше 1/4 диаметра сопла.

    Очень важно, чтобы ”подъемность” предохранительных клапанов учитывалась при расчетах, так как многие считают, что любой предохранительный клапан при открывании обеспечивает свободный выход среды по всей площади сечения сопла. Это может привести к грубейшим ошибкам, так как предохранительные клапаны разной ”подъемности” с одинаковым диаметром сопла имеют разную производительность.

    По связи с окружающей атмосферой.

    1. Предохранительные клапаны открытого типа, которые при открывании сбрасывают среду непосредственно в атмосферу. Их применяют на нетоксичных средах. Такие клапаны просты и надежны в работе, так как практически даже при их работе отсутствует противодавление, отрицательно влияющее как на начало срабатывания, так и на производительность клапанов.

    2) Предохранительные клапаны закрытого типа, пропускающие среду при открывании в трубопровод и герметичные по отношению к окружающей атмосфере.

    По влиянию противодавления.

    Соединение линий сброса предохранительных клапанов в общий коллектор и привело к тому, что при срабатывании одного из клапанов на остальные действует противодавление, которое необходимо учитывать при их работе.

    1) Предохранительные клапаны неуравновешенного типа не имеют устройств, устраняющих действие противодавления. В этих клапанах – повышенное установочное давление. В то же время, если постоянное противодавление можно учесть и точно подсчитать разницу между давлениями срабатывания предохранительного клапана без противодавления и с ним, то при переменном противодавлении этого сделать нельзя.

    2) Предохранительные клапаны уравновешенноготипа, в которых противодавление практически не влияет на работу клапана. Конструктивно это достигается применением поршня того же диаметра, что и сопло клапана (рисунок Ззк, а) или сильфона, внутренний диаметр которого равен диаметру сопла (рисунок Ззк, б).

    Вторая конструкция клапана более надежна, ее чаще применяют, особенно в связи с тем, что сильфон предохраняет пружину и другие детали клапана от воздействия среды, что играет большую роль при работе клапана с агрессивными средами.

    По способу открывания клапана.

    1) Предохранительные клапаны прямого действия, у которых давление среды воздействует непосредственно на золотник, поднимая его при установочном давлении. Этот принцип действия надежнее, но он совершенно неприемлем для предохранительных клапанов больших диаметров на высокое давление.

    2) Предохранительные клапаны со вспомогательным устройством, срабатывающие только после срабатывания вспомогательного устройства (импульсного клапана).

    а б

    а – балансировка при помощи поршня: 1 – сопло, 2 – золотник; 3 – шток;

    4 – поршень; 5 – шайба опорная, 6 – пружина, 7 – винт регулировочный;

    б – балансировка при помощи сильфона: 1 – сопло, 2 – золотник,

    3 – сильфои, 4 – перегородка с направляющей втулкой, 5 – шайба опорная, 6 – пружина, 7 – шток, 8 – винт регулировочный.

    Рисунок Ззк – Уравновешенный пружинный

    предохранительный клапан.

    В одной из конструкций такого клапана (рисунок 4зк) сила пружины рассчитана на величину большую, чем сила давления среды.

    І – сброс в линию атмосферного давления; ІІ – сброс в линию низкого давления; 1 – игольчатый вентиль; 2 – импульсный клапан; 3 – соединительная труба; 4 – предохранительный клапан.

    Рисунок 4зк – Предохранительный клапан со

    вспомогательным устройством

    Таким образом, в закрытом состоянии золотник плотно прилегает к соплу, обеспечивая надеж­ную герметичность. При установочном давлении срабатывает импульсный клапан и сбрасываемая среда подается под поршень предохранительного клапана. Сила, создаваемая поршнем, и сила давления под золотником преодолевают силу пружины, предохранительный клапан открывается. Полной пропускной способности у такого клапана достигают при незначительном превышении установочного давления.

    Такой предохранительный клапан может иметь и другую конструкцию, когда давление среды действует на золотник сверху, создавая тем самым надежное герметичное уплотнение. Площадь поршня в данном случае больше площади золотника, поэтому сброшенная импульсная клапаном среда, попадая под поршень, откроет предохранительный клапан.

    Основное преимущество предохранительных клапанов со вспомогательным устройством – возможность получения высокой пропускной способности за счет увеличения диаметра сопла. При этом необходимо учитывать, что надежность такого клапана зависит от работоспособности двух клапанов – основного и вспомогательного, что, конечно, является его недостатком.

    По числу сопел.

    1) Одинарные предохранительные клапаны имеют одно сопло и золотник. Как правило, в промышленности используют именно такие клапаны.

    2) Двойные предохранительные клапаны – в одном корпусе расположены два сопла и два золотника. Такая конструкция создана в связи с укрупнением установок, требующих увеличения производительности предохранительных клапанов. При этом создать высокопроизводительные клапаны за счет увеличения диаметра сопла трудно из-за того, что следует учитывать большие нагрузки на золотник. Как отмечалось выше, сила, которую можно приложить на золотник, у грузовых клапанов ограничена, поэтому клапаны с большим диаметром сопла могут быть только пружинными. Пружина такого клапана должна создать силу примерно 2000—3000 кгс, иметь достаточный запас прогиба в рабочем состоянии, необходимый для полного подъема золотника, в то же самое время быть ”мягкой”. Все это ограничивает возможности создания предохранительных клапанов с диаметром сопла больше 100 мм.

    3) Тройные предварительные клапаны – в одном корпусе находятся три сопла и три золотника. Существует мнение, что при использовании тройного клапана на средах высокой температуры происходит неравномерное тепловое расширение корпуса, что отрицательно сказывается на его нормальной работе.

    studfiles.net

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *