Клапана предохранительные стальные

ПРИМЕНЕНИЕ И КОНСТРУКЦИИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ

Предохранительный клапан – элемент трубопроводной арматуры, предназначенный для защиты трубопроводов и оборудования от разрушения, вследствие повышения давления выше допустимого, посредством автоматического выпуска избытка жидкой или газообразной среды из системы или аппаратов с давлением сверх нормативного. При нормализации давления клапан также обеспечивает прекращение сброса рабочей среды. Защите предохранительными клапанами следует подвергать аппараты и трубопроводы, в которых практически возможно повышение давления сверх нормативного от источника, от химической реакции, от результата работы подогревателя, от последствий солнечной радиации, в случае возникновения аварийной ситуации рядом с аппаратом или трубопроводом.

Предохранительные клапаны применяются практически во всех сферах хозяйствования, практически на любом оборудовании, работающем под давлением. Использование предохранительных клапанов кроме защиты оборудования и систем от разрушения, обеспечивает защиту жизни и здоровья персонала, предотвращает нарушение технологии производства, защищает окружающую среду от вредных выбросов. Из всего спектра предохраняющей арматуры предохраняющие клапана получили самое широкое распространение, благодаря надежной и простой конструкции, относительной легкости настройки, разнообразия видов, типоразмеров и конструктивных исполнений.

Обязательными элементами конструкции предохранительных клапанов являются запорный орган, состоящий из затвора и седла, и задатчик, обеспечивающий воздействие на чувствительный элемент. В качестве задатчика применяется пружинный механизм или рычажно-грузовое устройство. В предохранительном клапане запорный орган находится в закрытом положении пока усилие от рабочей среды в системе или аппарате меньше силового воздействия от пружины или грузового механизма. Задатчик регулируется таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало прижатие его к седлу запорного органа, обеспечивая заданную герметичность.

В закрытом состоянии на чувствительный элемент клапана воздействует рабочее давление в системе или аппарате, стремящееся открыть клапан, и силовое противодействие пружинного или рычажно-грузового механизма. Если в системе возникают условия, ведущие к повышение давления сверх установленного, величина прижима золотника к седлу уменьшается. И соответственно система находится в равновесном состоянии, если эта величина станет равной нулю, поскольку силы воздействия и противодействия равновесны. Как только давление рабочей среды превысит давление сил противодействия, открывается запорный орган и происходит сброс излишка. После нормализации давления в системе клапан закрывается, под действием усилия задатчика.

Избыточное давление на входной линии клапана, при котором после сброса рабочей среды происходит опускание запирающего органа на седло с заданной герметичность, так называемое давление закрытия, как правило на 10–15 % ниже рабочего давления. Обусловлено это тем, что после срабатывания для обеспечения заданной герметичности нужно большее усилие, чем то, которого было бы достаточно для поддержания полной герметичности предохранительного клапана в условиях равновесной системы.

Это объясняется необходимостью преодолеть силу сцепления молекул рабочей среды, которая проходит через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, так сказать вытеснить эту среду. Также понижению давления закрытия предохранительного клапана способствует запаздывание закрытия запорного органа, вследствие сил трения текущего потока рабочей среды, воздействующих на него.

По типу сброса избыточной рабочей среды предохранительные клапаны делятся на:

• открытого типа, сброс рабочей среды производится непо-средственно в атмосферу;
• закрытого типа, сброс рабочей среды жидкой или газообразной происходит в отдельный трубопровод.

По принципу действия:

• прямого действия – под непосредственным воздействием рабочей среды на рабочий орган происходит его;
• непрямого действия – управление рабочим органом осуществляется при помощи внешнего источника давления, например электромагнитного привода . Такие клапан называют еще импульсными.

По типу подъема замыкающего рабочего органа:

• пропорционального действия (используются на несжимаемых средах вода и т.п.);
• клапаны двух-позиционного действия.

По высоте подъема запирающего рабочего органа (тарелки) клапаны делятся на:

• малоподъемные, рабочий орган поднимается на высоту 0,05 диаметра седла или больше;
• полноподъемные, рабочий орган поднимается на высоту не менее 0,25 диаметра седла;
• среднеподъемным, рабочий орган поднимается на высоту менее 0,25, но более 0,05 диаметра седла.

В малоподъемных и среднеподъемных предохранительных клапанах подъем золотника над седлом зависит напрямую от давления среды, такие клапана называют пропорционального действия, хотя подъем рабочего органа не пропорционален полному давлению рабочей среды. Применяются такие клапана в основном на малосжимаемые жидкие рабочие среды, при отсутствии потребности в большой пропускной способности.

В полноподъемных предохранительных клапанах открытие клапана происходит сразу на полный ход рабочего органа, называют такие клапана двухпозиционного действия. Применяются на жидких и газообразных рабочих средах. Чтобы создать достаточную подъемную силу в полноподъемных предохранительных клапанах конструкция золотника должна обеспечить условия, при которых струя, отражаясь от тарелки, очень резко изменяет направление движения. Создаваемая при повороте струи сила поднимает рабочий орган на полную высоту.

По виду нагрузки на золотник предохранительные клапаны бывают:

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