Предохранительные клапаны, как средства для защиты от повышения давления в трубопроводных системах

Предохранительный клапан предназначен для сброса избыточного давления в атмосферу, что предотвращает повышение рабочего давления в трубопроводе или другом устройстве выше допустимого. Сброс избыточного давления происходит при открытии клапана, а после того, как давление нормализуется, он закрывается.

Установку данных устройств предусматривают на оборудовании и трубопроводах котельных, компрессорных станций, а также автоклавах. Причем клапана обеспечивают выполнение своих функций на трубопроводах, транспортирующих не только пар и газ, но и различные жидкости.

Разделяют пружинные и рычажно-механические предохранительные клапаны. Их различие заключается уравновешивающим механизмом: в первом случае – это сила давления пружины, а во втором – вес груза. И в первом, и во втором случае усилие рабочего органа подбирается с тем условием, чтобы при нормальном давлении среды золотник, через который происходит выпуск излишнего давления в системе, прижимался к седлу, а при увеличении рабочего давления на 10-15 % он отходил вверх.

Пружинные клапаны

Пружинные клапаны выпускаются в двух исполнениях: малоподъемные и полноподъемные. В первом случае высота подъема составляет не более 1/20 диаметра седла, а во втором – более ¼.

Малоподъемный пружинный стальной клапан используют на паропроводах и газопроводах с давлением не более 0,6 МПа. Оно состоит из корпуса, нижний штуцер которого является соединительным элементом между трубопроводом и клапаном. Через боковой штуцер происходит сброс среды при превышении давления. Пружина, которая отрегулирована в зависимости от давления, прижимает рабочий орган – золотник к седлу. Регулировка пружины осуществляется за счет втулки, вкрученной в верхнюю крышку корпуса. Колпак сверху предохраняет втулку от механических ударов. Здесь же имеется ушко для произведения пломбировки, исключающей самовольное вмешательство в настройку клапана.

Пружинные клапаны производят из углеродистой и нержавеющей сталей. Для первых рабочее давление находится в пределах 0,1-70 МПа, а для вторых – от 0,25 до 2,3 МПа.

Рычажно-грузовые клапаны

Рычажно-грузовые клапаны так же, как и пружинные монтируются на арматуре и трубопроводах с помощью штуцера. Отличительная особенность этих клапанов – отсутствие сальникового уплотнения в месте выхода шпинделя из корпуса. Из-за того, что полная герметичность не обеспечивается, не допускается установка рычажно-грузовых клапанов на трубопроводах, транспортирующих взрыво- и огнеопасные среды. Прижатие золотника к седлу обеспечивается за счет веса грузов, количество которых подбирается с учетом обеспечения сброса давления при определенном значении. Кроме количественной регулировки, имеется возможность передвижения грузов по длине рычага, что позволяет произвести более точную настройку работы клапана. Для предотвращения несанкционированного вмешательства в работу клапана, он накрывается кожухом и пломбируется.

На практике нашли применение, как однорычажные, так и двухрычажные клапаны. В корпусе двухрычажных клапанов находится два золотника, каждый из которых соединен с отдельным рычагом, штоком и системой грузов.

Корпуса рычажно-грузовых клапанов изготавливают из чугуна и стали. Чугунные рассчитаны на давление до 1,6 МПа, а стальные – до 2,5.

Особенности выбора и монтажа клапанов

Процесс выбора клапана основывается на следующих принципах:

  • Пружинные клапаны обладают меньшими размерами, поэтому именно их выбирают при имеющихся затруднениях, связанных со свободным местом.
  • Особенности эксплуатации клапанов определяют наличие вибраций, которые могут выводить устройства из строя. Рычажно-грузовые клапаны более подвержены этому воздействию из-за наличия длинного рычага с грузом и шарнирных соединений.
  • В зависимости от рычажно-грузовой конструкции, пружина имеет способность изменять усилие давления с течением времени. Объясняется это тем, что при частом подъеме золотника изменяется структура металла.

При наличии достаточного места, чаще всего выбор падает на клапана рычажно-грузового действия. Однако следует учитывать, что эти клапана устанавливаются в строго горизонтальном положении, в отличие от пружинных.

Перед предохранительным клапаном не допускается установка любой запорной арматуры.

Сбрасываемая среда может отводиться либо непосредственно в атмосферу, либо в специальное устройство. А вот внутренний диаметр сбросного патрубка должен быть достаточным для исключения случаев противодавления.

Для сигнализации выхода газообразной среды нередко на сбросном патрубке монтируется свисток, оповещающий обслуживающий персонал о срабатывание клапана.

В качестве альтернативного устройства нашли применение предохранительные мембраны, разрыв которых происходит при превышении контролируемого давления на 20-25 %. Преимуществом этих устройств является полная герметичность, надежность и простота. К недостаткам можно отнести принцип одноразового использования.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Кроме того, интересно почитать:

Вам понравилась статья? Не хотите пропускать новые? Тогда подпишитесь на RSS или получайте новые статьи мгновенно на электронную почту


Лицензия Creative Commons

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: