Предохранительный клапан — устройство, типы, применение и принцип работы
Дата: Опубликовано: ARM-EURASIA
Предохранительный клапан – разновидность трубопроводной арматуры, которая предназначена для механического повреждения путем сброса избыточного объема жидкой или газообразной среды в воздух до достижения нужного уровня давления. Клапан относится к оборудованию прямого действия, то есть работает непосредственно от рабочей среды и не требует действий со стороны оператора, специалиста по ремонту. Широкое применение подобных устройств для защиты трубопровода обусловлено следующими причинами:
- доступная цена, учитывая длительный срок применения;
- конструктивная простота;
- простота монтажа;
- широкий диапазон рабочих параметров;
- большой выбор габаритных размеров;
- возможность использования в условиях агрессивной окружающей среды;
- высокая надежность.
Принцип действия
По умолчанию клапан находится в закрытом положении под действием рабочего давления среды в трубопроводе. При повышении этого самого давления происходит повышение нагрузки на рабочий элемент, что снижает силу притяжения золотника к седлу. В момент, когда подобная сила становится раной нулю, происходит уравновешивание внешних сил и начинается процесс открытия запорного клапана. Происходить это может мгновенно или постепенно в зависимости от конструкции. В итоге в трубопроводе происходит частичная разгерметизация, через которую сбрасывается частично рабочая среда. Одновременно уменьшается внутреннее давление, при достижении номинального значения происходит закрытие. Обычно клапан закрывается в момент, когда уровень давления на 10-15 процентов ниже нормального. Происходит это из-за инерционности и из-за необходимости придать усилие значительно выше, чем то, которое было необходимо для поддержания в закрытом положении.
Разновидности клапанов предохранительного типа
Все подобное оборудование можно классифицировать по нескольким техническим параметрам:
- принцип работы;
- способ подъема запирающего элемента;
- высота подъема запирающего элемента;
- вид оказываемой механической нагрузки.
По принципу работы все подобные клапаны делят на устройства прямого и обратного действия. Первые срабатывают напрямую под воздействием транспортируемой жидкой либо газообразной среды, пара. Вторые же реагируют на действие стороннего источника давления, электрический сигнал.
По типу (способу) подъема запирающего органа все предохранительные защитные клапаны делят на пропорциональные и двухпозиционные. Первые обычно используют в трубопроводах с несжимаемыми средами, степень открытия которого зависит от уровня избыточного давления, что позволяет равномерно сбрасывать избыточную среду. Вторые сразу открываются на полный допустимый ход, обеспечивая максимальное падение напряжения (наиболее эффективно для сжимаемых сред).
По уровню высоты подъема запирающего элемента все подобные клапаны делят на малоподъемные и полноподъемные. Первые предполагают подъем на уровень порядка 5% от диаметра седла. Их особенность в малой пропускной способности, поэтому обычно их устанавливают на маломощных системах трубопроводов.
Обычно подобные клапаны относятся к категории пропорциональных и имеют простую конструкцию. Полноподъемные модели обычно работают на базе двухпозиционного принципа действия с высотой подъема, которая может превышать диаметр седла. Подобные изделия имеют высокую пропускную способность, но имеют сложную конструкцию, что повышает их стоимость.
По виду оказываемой нагрузки
на золотник запирающего элемента все изделия делят на грузовые (рычажно-грузовые) и пружинные. Первые представляют устройства, у которых давлению противодействует усилие, формируемое рычажным механизмом. В зависимости от длины рычага и массы определяется диапазон возможных давлений, при котором происходит срабатывание. Клапаны пружинного типа имеют соответствующую деталь, от жесткости которой зависит диапазон срабатывания. Использование пружины значительно повышает надежность и упрощает конструкцию, снижает итоговую стоимость изделия.Особенности выбора и монтажа предохранительного клапана
При выборе конкретной модели учитывают следующие моменты:
- клапаны пружинного типа более компактны по размерам, поэтому их используют в случаях, когда ограничено свободное место;
- рычажно-грузовые предохранительные клапаны довольно сильно подвержены воздействию вибраций из-за наличия шарнирных соединений и длинного рычага;
- пружинный клапан со временем меняет значение усилия давления из-за изменения структуры металла в упругом элементе под действием старения и частого подъема;
- рычажные конструкции при работе используют силу тяжести, поэтому их монтаж должен идти только горизонтально.
При монтаже предохранительных клапанов необходим учитывать, что сброс среды должен идти в специальное устройство либо непосредственно в окружающую среду, а перед ним не должно быть какой-либо запорной арматуры. Дополнительно при подключении и выборе конкретных размеров стоит придерживаться следующих рекомендаций:
- диаметр патрубка для сброса должен быть достаточным для предотвращения возникновения случаев противодавления;
- если предусматривается возможность газообразной среды, то на патрубке можно смонтировать свисток для сигнализации о срабатывании клапана;
- характеристики и материал предохранительного клапана должны соответствовать транспортируемой среде и параметрам трубопровода.
Каталог предохранительных клапанов
Широкий ассортимент предохранительных клапанов с прямыми поставками по всей России.
ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ
При наличии вопросов и при необходимости заказа предохранительных клапанов вы можете написать нам на электронную почту info@arm-eurasia.
ru или позвонить по номеру телефона +7 (812) 426-32-66. Мы занимаемся их прямыми поставками из Европы, предлагая клиентам доступную цену и выгодные условия.
Предохранительные клапаны для насосов
Клапаны
Клапаны наряду с кранами, дисковыми затворами и задвижками являются одним из типов трубопроводной арматуры. Слово «клапан» пришло в русский язык из немецкого, в котором существительное Klappe имеет много значений, одно из которых, наиболее близко передающее сущность этого технического устройства, ─ крышка. Подобно крышке клапан открывает-закрывает проход для рабочей среды. Его главный отличительный признак ─ запирающий (или регулирующий) элемент перемещается параллельно оси потока среды.
Безусловными достоинствами клапанов при их сравнении с другими типами трубопроводной арматуры являются небольшие масса и размеры, высокая степень герметичности, быстродействие (незначительное время срабатывания), малая строительная высота (размер от горизонтальной оси проходного сечения корпуса до верхнего торца штока при полном открытии).
Легко выполняется регулировка предохранительных клапанов.
Уже во времена Древнего Рима применялись мембранные клапаны, с помощью которых регулировали заполнение водой больших емкостей. Мембранные клапаны, особенно эффективные для управления потоками агрессивных сред, используют и в XXI столетии. Конечно, сегодня они совсем другие, ─ вместо сырой кожи их мембраны (диафрагмы) изготавливают из натурального каучука, бутилкаучука, нитрилкаучука и т. д.
Эпоха подлинного расцвета клапанов как сегмента трубопроводной арматуры наступила после изобретения одного из главных драйверов, начавшейся в 18 в. промышленной революции, ─ паровой машины. Стремительно развивавшейся машинной индустрии в огромных количествах потребовались предохранительные клапаны для котлов, поэтому возникло большое количество предприятий, главным направлением деятельности которых стали «паровые» предохранительные клапаны.
Предохранительная арматура
Предохранительная арматура ─ один из видов арматуры.
Ее главное назначение ─ автоматическая защита трубопроводов и оборудования (насосного в т. ч.) «от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка рабочей среды». (В кавычках ─ цитата из «ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения»).
Сброс рабочей среды в аварийном режиме предохранительным клапаном ─ один из наиболее показательных примеров, раскрывающих понятие термина «срабатывание арматуры». Его способ может быть разным: непосредственно в окружающую среду (предохранительные клапаны открытого типа) или в отводящий трубопровод, т. е. систему с более низким давлением (предохранительные клапаны закрытого типа). Очевидно, что при дозировании дорогостоящих, экологически небезопасных реагентов второй вариант ─ единственно возможный.
В технической литературе можно встретить термины «предохранительно-сбросный клапан» (сокращенно ПСК), «клапан предохранительный сбросной», адресованные к клапанам, устанавливаемым в частности в системах транспортировки и распределения газа (предохранительный клапан для газа).
В уже упоминавшемся выше ГОСТ 24856-2014 термин «сбросная арматура» не упоминается вовсе, а словосочетание «сбросной клапан» ─ лишь как термин, нерекомендуемый к использованию для обозначения предохранительного пропорционального клапана, т. е. клапана, запирающий элемент которого открывается пропорционально возрастанию давления рабочей среды. В отличие от предохранительных клапанов пропорционального действия в двухпозиционных предусмотрено только два режима «закрыто» и «открыто», и расстояние между двумя крайними положениями преодолевается затвором фактически мгновенно, без заметного изменения давления рабочей среды.
Назначение предохранительного клапана
─ уберечь детали системы (если рабочей средой является жидкость, ─ гидравлической системы) от перегрузки. Когда насос подает рабочую среду, а возможности для ее выхода нет, ─ например, из-за перекрытия трубопровода линии нагнетания осадком из твердых частиц или в случае ошибочного закрытия запорного клапана на линии нагнетания, ─ давление в системе будет увеличиваться до тех пор, пока не выдержит и не сломается ее самое слабое звено.
Недопустимое превышение давления может быть обусловлено различными причинами. Это и т. н. «человеческий фактор», проявляющийся в ошибках персонала при монтаже или эксплуатации оборудования; нарушения в работе технических устройств вследствие их поломок; физические процессы, происходящие в рабочей или окружающей среде, например, резкий рост поступления тепловой энергии. Последствия, которыми это грозит, могут быть фатальными как для самих гидравлических систем, так и обслуживающего персонала, поэтому немедленное реагирование на избыточное давление ─ важнейшее звено в комплексе мероприятий, направленных на обеспечение надежной и безопасной работы гидросистем.
Установка предохранительного клапана обеспечивает защиту от недопустимого повышения давления.
Использование слова «защита» дает основание говорить, что в широком смысле слова любой предохранительный клапан и предохранительный клапан дозировочного насоса в т. ч. является защитным. Хотя в действующем ГОСТ 24856-2014. терминов «защитная арматура» и «защитный клапан» нет. Но в предыдущем, действовавшем до 31 марта 2015 года «ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения», термин «защитная арматура», как арматура, предназначенная «для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров», присутствует. В число этих параметров может входить не только давление (предохранительный клапан давления), но и температура. ГОСТ 24856-2014 устанавливает термин «предохранительный клапан, срабатывающий от температуры», т. е. предохранительный клапан, чувствительный элемент которого при повышении температуры рабочей среды в защищаемом объекте перемещает запирающий элемент для сброса рабочей среды и снижения температуры».
Устройство предохранительного клапана
определяет его место в классификации данного класса технических устройств, отличающихся широким разнообразием конструктивных решений.
В зависимости от того, посредством чего создается противодействующее рабочей среде усилие на запирающий элемент, различают следующие типы предохранительных клапанов ─ клапан предохранительный пружинный, рычажно-грузовой, рычажно-пружинный, с мембранным чувствительным элементом. Также есть предохранительный клапан с газовой камерой или предохранительный клапан газовый.
Выше уже было отмечено, что предохранительные клапаны бывают пропорциональными и двухпозиционными.
Различают предохранительные клапаны сильфонные и несильфонные. В первых сильфон используется для герметизации штока, а также в качестве силового или чувствительного элементов.
Изготавливают предохранительные клапаны с подрывом, т. е. оснащенные устройством для пробного срабатывания при давлении настройки или ниже его, а также без подрыва.
Давление настройки ─ это наибольшее избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивает заданную герметичность. В ассортименте «Завода дозировочной техники Ареопаг» предохранительные клапаны представлены в двух исполнениях: с подрывом и без.
Тип проточной части корпуса дает основание разделять предохранительные клапаны проходные, у которых патрубки расположены на одной оси, и предохранительные клапаны угловые.
В зависимости от того, какая технология использовалась при изготовлении корпуса, различают предохранительные клапаны сварные, литые, штампованные, кованые. Возможна комбинация нескольких технологий ─ предохранительные клапаны комбинированные: ковано-сварные, ковано-литые, штампо-сварные, лито-сварные.
Важный аспект для тех, кому необходимо предохранительный клапан купить, ─ его способ присоединения к трубопроводу. Различают предохранительные клапаны фланцевые и бесфланцевые: под приварку, муфтовые, штуцерно-торцовые, цапковые.
Фланцевым и бесфланцевым может быть основной разъем «корпус-крышка предохранительного клапана».
Выбор материала проточной части и запирающего элемента зависит от свойств перекачиваемой среды. В «ЗДТ Ареопаг» проточную часть изготавливают из никелевого и титанового сплавов, а также хромистых, хромоникелевых и хромоникелемолибденовых сталей.
Предохранительные клапаны могут быть мало-, средне- и полноподъемными. Для малоподъемных ход запирающего элемента не превышает 1/20 диаметра седла; для полноподъемных эта величина равна или больше ¼.
Примеры использования предохранительных клапанов насоса
встречаются повсеместно. Очень показательный ─ система гидроусилителя руля в автомобиле. Работающий в ней масляный насос снаряжен, как правило, встроенным предохранительным клапаном, настроенным в зависимости от марки автомобиля на давление от 60 до 125 атм. Срабатывать он может, когда выкрученный до упора руль остается в таком состоянии несколько секунд.
Для эксплуатации в условиях бездорожья, может устанавливаться внешний предохранительный клапан масляного насоса (внутренний при этом отключается).
Предохранительный клапан ставят в нагнетательном канале основного насоса гидравлических экскаваторов. Отрегулированные на определенную величину начала открытия предохранительные клапаны встроены в корпуса маслоперекачивающих насосов на тепловозах.
Предохранительный клапан насоса используется в металлорежущих станках, где для обеспечения плавности движения и устойчивости режимов резания предусмотрено использование противодавления. Благодаря этому не происходит резкого увеличения скорости инструмента при стремительном уменьшении нагрузки. Например, при прекращении контакта инструмента с обрабатываемой деталью.
В буровом оборудовании срабатывание предохранительного клапана насоса, перекачивающего промывочную жидкость, служит сигналом для прекращения бурения, что позволяет предупредить повреждение керноприемной трубы.
В нефтегазовом комплексе предохранительные клапаны исключают разрушение (разрыв) нагнетательной системы цементировочных агрегатов.
Как правило, предохранительными клапанами, служащими для выпуска части раствора из камеры нагнетания, снаряжаются насосы, используемые в теплоэнергетике. При этом жидкость направляется в находящийся выше расходный бак, что позволяет экономить реагенты и предупреждает попадание едких брызг на обслуживающий персонал.
Работа предохранительного клапана
дозировочного насоса заключается в том, что когда давление превышает заданное значение, он открывается, и дозируемая рабочая среда перенаправляется в дозировочный бак. Применяемые во многих областях технологий дозировочные насосы могут быть оснащены встроенным предохранительным клапаном и (или) внешним предохранительным клапаном на напорном трубопроводе. Настройка предохранительного клапана зависит от условий эксплуатации: клапан предохранительный 1 бар, клапан предохранительный 2 бар и т.
д.
Предупреждать последствия аварийного превышения давления предохранительные клапаны могут самостоятельно (предохранительные клапаны прямого действия) или являясь частью многокомпонентных устройств. Таких, как например, импульсно-предохранительные устройства (ИПУ), в которых главный предохранительный клапан (ГПК), он же предохранительный клапан непрямого действия, устанавливают на магистрали. А импульсный предохранительный клапан меньшего сечения, размещенный на пилотной линии, служит для ГПК управляющим элементом.
Основные технические характеристики предохранительных клапанов ─ условный проход, а также давление ─ номинальное, настройки, пробное на входе, полного открытия, начала открытия, закрытия.
Номинальный диаметр прохода DN предохранительных клапанов насосов производства «ЗДТ «Ареопаг» составляет 4, 6, 20, 15 мм, номинальное давление ─ 6,3, 16, 40, 63, 100, 160, 250, 320, 400 кгс/см2. Давление начала открытия ─ от 1,05 Pн до 1,07 Pн, давление полного открытия ─ 1,1Pн или 1,15Pн, давление закрытия не менее 0,8 Pн.
Pн ─ давление настройки, максимальное значение которого равно номинальному давлению PN.
Клапаны «ЗДТ «Ареопаг» могут эксплуатироваться с жидкостями, обладающими следующими параметрами:
- температура ─ от минус 40 до плюс 200 OC;
- водородный показатель ─ pH 0-14;
- плотность ─ до 2000 кг/м3;
- доля неабразивной твердой фазы ─ до 10 %;
- кинематическая вязкость 3,5х10-7…3х10-2 м2/с.
Клапаны производства «ЗДТ Ареопаг» поставляются отдельно и в составе насосных дозировочных установок.
Предохранительные клапаны составляют лишь малую часть ассортимента и общего объема продукции, выпускаемой ведущим российским производителем дозировочного оборудования «ЗДТ Ареопаг». Но как все сделанное на этом предприятии их отличают высокое, не уступающее лучшей зарубежной продукции качество и полностью соответствующая реалиям российского рынка цена. А это и есть два главных условия эффективного полноценного импортозамещения.
Предохранительный клапан – Принцип работы
Рисунок 1: Предохранительный клапан
Предохранительный клапан защищает систему от избыточного давления. Избыточное давление возникает, когда давление в системе превышает максимально допустимое рабочее давление (MWAP) или давление, на которое рассчитана система. Предохранительные клапаны могут открываться очень быстро по сравнению с предохранительными клапанами. Предохранительный клапан открывается при заданном давлении; клапан сначала приоткрывается, затем открывается полностью, чтобы как можно быстрее удалить нежелательное давление из системы.
Предохранительные клапаны предотвращают повышение давления, которое может привести к неисправностям, пожароопасности или взрывам. Среда системы полностью приводит в действие предохранительный клапан, поддерживая его работу в случае сбоя питания. Предохранительные клапаны имеют только механические части, которые срабатывают при выходе из строя электронных или пневматических устройств безопасности.
Содержание
- Важная терминология
- Предохранительный клапан Тип
- Критерии выбора
- Приложения
- Предохранительный клапан символ
- Сертификация предохранительного клапана
- Часто задаваемые вопросы
регулируемый предохранительный клапан
нерегулируемый предохранительный клапан
Важная терминология
- Избыточное давление: Превышение давления над установленным давлением предохранительного клапана.
- Рабочее давление: Давление, при котором система работает в нормальных условиях эксплуатации.
- Установленное давление: Давление, при котором диск предохранительного клапана начинает подниматься и открываться.
- Подъем: Расстояние, на которое диск перемещается из закрытого положения в положение, необходимое для разгрузки.
- Противодавление: Давление на выходе предохранительного клапана во время потока. Противодавление = избыточное противодавление + избыточное противодавление.
- Накопленное противодавление: Давление на выходе при открытии предохранительного клапана.
- Наложенное противодавление: Давление на выходе закрытого предохранительного клапана.
- Максимально допустимое рабочее давление (MAWP): Максимально допустимое давление при заданной температуре в нормальных условиях эксплуатации. MAWP — это максимальное давление, которое может выдержать самый слабый компонент системы.
- Продувка: Разница между давлением, при котором диск поднимается, и давлением, при котором клапан закрывается. Продувка обычно выражается в процентах.
- Пропускная способность: Скорость, с которой предохранительный клапан может сбросить избыточное давление.
Типы предохранительных клапанов
Существуют различные типы предохранительных клапанов: клапаны с пружинным механизмом, клапаны с уравновешенным сильфоном и предохранительные клапаны с пилотным управлением. Каждый тип имеет преимущество в конкретной ситуации.
Пружинный механизм
Наиболее распространенным предохранительным клапаном является подпружиненный предохранительный клапан или предохранительный клапан прямого действия. Преимуществом этого типа является то, что он доступен для диапазонов давления приблизительно от 1 до 1400 бар. Механизм состоит из следующих компонентов:
- Расширительная камера: Расширительная камера (рис. 2, обозначенная буквой A) увеличивает площадь поверхности, на которую упирается среда системы, чтобы открыть предохранительный клапан. Это позволяет предохранительному клапану быстро открыться.
- Пружина: Жесткость пружины (рисунок 2, обозначенная B) определяет, при каком давлении среда системы может начать открывать клапан.
- Диск: Диск (рис. 2, обозначенный буквой C) устанавливается на сопло и перемещается вверх и вниз, пропуская или предотвращая поток через предохранительный клапан.
- Кольцо сопла: Кольцо сопла (рис. 2, обозначено D) влияет на давление, при котором диск снова сядет на место. Высокое значение может привести к слишком поздней переустановке диска. Низкое значение может привести к случайному открытию и закрытию диска, когда он не должен.
- Форсунка: Форсунка (рис. 2, обозначенная буквой E) контролирует площадь поверхности диска, с которой среда взаимодействует до открытия клапана. Это приводит к тому, что при открытии клапана среда воздействует на большую площадь поверхности, увеличивая силу, действующую на диск, и быстро открывая диск.
Рис. 2: Предохранительный клапан с пружинным механизмом: расширительная камера (A), пружина (B), диск (C), кольцо сопла (D) и сопло (E).
Баланс между усилием пружины предохранительного клапана и входным усилием управляет открытием и закрытием клапана.
Входное давление и площадь поверхности диска, с которой взаимодействует среда, определяют входную силу. По закону Паскаля сила равна произведению давления на площадь. Следовательно, по мере увеличения площади диска, с которой взаимодействует носитель, увеличивается и сила.
Важнейшей характеристикой предохранительных клапанов является то, что они полностью открываются за короткий промежуток времени, обеспечивая максимальную пропускную способность за минимальное время. Это возможно, потому что диск клапана имеет больший диаметр, чем сопло. Как только входное давление становится достаточно высоким, диск поднимается. В этот момент поверхность диска, на которую может попасть среда, становится больше. Это приводит к входному усилию, намного превышающему усилие пружины, и клапан полностью открывается.
Существуют специальные версии предохранительных клапанов для несжимаемых и сжимаемых сред и газов/паров. Предохранительные клапаны для газов и паров часто открываются до достижения установленного давления и открываются как минимум на 50 % подъема при давлении срабатывания (см.
рис. 3 9).0003
Рисунок 3: Механизм предохранительного клапана для газов и паров (слева): кольцо сопла (A) и схема потока (B). Пропускная характеристика предохранительного клапана для газов и паров (справа): давление срабатывания (1) и подъем (2).
Предохранительные клапаны этого типа имеют существенный недостаток: они очень чувствительны к противодавлению. Противодавление может отрицательно сказаться на безопасности клапана.
Уравновешенный сильфон
Рис. 4: Предохранительный клапан с уравновешенным сильфоном: направляющая (A), металлический сильфон (B), держатель тарелки (C).
Предохранительные клапаны с разгрузочным сильфоном не подвержены отрицательному воздействию противодавления. Сильфоны (рис. 4, обозначенные B) над диском обеспечивают равномерное распределение противодавления над и под диском. Кроме того, пружина не соприкасается со средой, что предотвращает нежелательное воздействие среды на пружину. Недостатком уравновешенных сильфонных предохранительных клапанов является то, что их МДРД ниже, чем у предохранительных клапанов прямого действия.
Они работают до максимального давления 15,9 бар.
Пилотный предохранительный клапан
В пилотном предохранительном клапане давление, необходимое для открытия диска, намного ближе к рабочему давлению системы. Это устраняет ненужное повышение давления сверх рабочего давления. Следующие компоненты работают вместе, чтобы сделать это возможным:
- Пружина пилота: Пружина пилота (рис. 5, обозначенная буквой A) определяет, при каком давлении открывается тарелка пилота.
- Пилотный клапан: Пилотный клапан (рис. 5, обозначенный B) открывается при установленном давлении, что приводит к перепаду давления, который позволяет открыть главный клапан.
- Основная пружина: Основная пружина (рис. 5, обозначенная буквой C) удерживает главный клапан закрытым до тех пор, пока не откроется управляющий клапан.
- Главный клапан: Главный клапан (рис. 5, обозначенный буквой D) открывается, пропуская поток от входа к выходу.
- Регулировочная рукоятка: Регулировочная рукоятка на управляющем клапане (рис. 5, обозначенная E) позволяет регулировать заданное давление.
Пока входное давление ниже установленного давления, клапан остается закрытым (рис. 5 слева). Как только входное давление становится выше давления срабатывания, пилотный клапан перемещается в открытое положение, позволяя потоку проходить через пилотное отверстие и выходить из клапана (Рисунок 5 в середине). Это вызывает перепад давления на главном клапане, заставляя его двигаться вверх, позволяя оставшейся среде свободно течь к выпускному отверстию (Рисунок 5 справа). Клапан закрывается, когда давление на входе снова падает ниже давления срабатывания.
Рис. 5: Клапан сброса давления с направляющим управлением (слева): управляющая пружина (A), управляющий клапан (B), основная пружина (C), главный клапан (D) и регулировочная ручка (E). Пилотный клапан открывается в ответ на достаточно высокое давление на входе, позволяя потоку проходить через пилотное отверстие и выходить из клапана (посередине).
Главный клапан в открытом положении (справа).
Грузовой предохранительный клапан
Грузовой предохранительный клапан является простейшим типом предохранительного клапана. Он состоит из клапана из бронзы на верхней части вертикальной паровой трубы котла. Когда давление в котле поднимается достаточно, пар поднимает клапан до тех пор, пока оно не уменьшится настолько, чтобы клапан вернулся на свое место. Этот тип клапана подходит только для стационарного применения.
Критерии выбора
Для защиты вашей системы от избыточного давления необходимо понимать пять критериев выбора, указанных ниже. Пожалуйста, прочитайте нашу техническую статью о выборе предохранительных клапанов, чтобы лучше понять эти критерии.
- Уставка давления
- Противодавление
- Разрядная емкость
- Рабочие температуры
- Клапан и уплотнительный материал
Применение
Предохранительные клапаны в основном используются в промышленности для защиты от избыточного давления, которое может привести к опасным ситуациям, таким как пожар или взрыв.
Предохранительные клапаны часто встречаются в:
- Нефтяная, газовая и нефтяная промышленность: Например, подземные предохранительные клапаны или скважинные предохранительные клапаны широко распространены на морских нефтяных скважинах. В случае неисправности оборудования предохранительный клапан может быстро отключиться, чтобы предотвратить вытекание нефти и газа вверх по скважине в небезопасных условиях.
- Энергия: Предохранительные клапаны на электростанциях обычно используются для сжимаемых газов, таких как пар и воздух.
- Санитарный: Предохранительные клапаны из нержавеющей стали идеально подходят для отраслей промышленности, где требуются санитарные условия. Например, пищевая промышленность, производство напитков и фармацевтическая промышленность.
- HVAC: Предохранительные клапаны сбрасывают давление в случае блокировки нагнетания, теплового расширения или внешнего тепла, которое может повредить компоненты.
Символ предохранительного клапана
Рисунок 6: Различные символы предохранительного клапана
Сертификаты предохранительного клапана
Предохранительные клапаны должны соответствовать различным национальным и международным стандартам безопасности и качества. Чтобы убедиться, что продукт соответствует требованиям, ознакомьтесь с местными стандартами.
ТЮФ
Сертификация TÜV оценивает безопасность продукта и подтверждает его соответствие минимальным требованиям Директивы по оборудованию, работающему под давлением (PED) 2014/68/EU. В PED изложены стандарты проектирования и производства оборудования, работающего под давлением, такого как устройства сброса давления, паровые котлы, трубопроводы и сосуды под давлением, работающие при максимально допустимом давлении более 0,5 бар.
ASME
ASME (Американское общество инженеров-механиков) обеспечивает спецификацию и сертификацию сосудов высокого давления, котлов и устройств сброса давления.
ISO 4126
Стандарт ISO 4126 представляет собой общую спецификацию для предохранительных клапанов, независимо от рабочей среды.
Часто задаваемые вопросы
Что делает предохранительный клапан?
Предохранительный клапан быстро снижает давление в системе в случае повышения указанного давления до небезопасного уровня. Предохранительный клапан продолжает работать до тех пор, пока давление в системе не вернется к безопасному уровню.
В чем разница между предохранительным клапаном и предохранительным клапаном?
Предохранительный клапан не остановит немедленно работу компонентов, расположенных ниже по потоку, в отличие от предохранительного клапана.
Какие бывают типы предохранительных клапанов?
Распространенными типами предохранительных клапанов являются клапаны прямого действия, непрямого действия и сбалансированные сильфонные клапаны.
Что такое предохранительный клапан ASME?
Предохранительный клапан ASME соответствует требованиям Раздела I норм ASME для сосудов под давлением.
Эти клапаны должны иметь большой постоянный расход при избыточном давлении не более 10 %.
регулируемый предохранительный клапан
нерегулируемый предохранительный клапан
Чем отличаются предохранительные и предохранительные клапаны?
В обрабатывающей промышленности оба термина относятся к предохранительным устройствам, которые обычно представляют собой клапаны, цилиндры и другие цилиндры, защищающие людей, имущество и окружающую среду. Предохранительные и предохранительные клапаны являются неотъемлемыми компонентами технологической безопасности. Однако используются они практически для одинаковых целей. Основное их отличие заключается в механизмах их работы.
Каково назначение предохранительных клапанов?
В случае избыточного давления предохранительный клапан или предохранительный клапан (PRV) защищает чувствительное к давлению оборудование. Рекомендуется регулярно разбирать предохранительные клапаны во избежание серьезного повреждения из-за обратного давления.
Предохранительные клапаны являются важной частью любой системы, работающей под давлением. Чтобы предотвратить сбои системы, вы можете настроить давление открытия на заранее определенном уровне. Заданное значение, также известное как заданный расчетный предел, устанавливается для всех систем давления. При превышении уставки открывается клапан избыточного давления.
Что такое предохранительный клапан? Как это работает?
Предохранительные клапаны различных типов используются в различных отраслях промышленности, включая электростанции, нефтехимические заводы, котельные, нефтегазовую, фармацевтическую и другие отрасли. Использование предохранительных клапанов помогает предотвратить несчастные случаи и травмы, которые могут нанести вред людям, имуществу и процессам. Давление в сосудах и системах создается автоматически при срабатывании устройства выше заданного уровня. Предохранительные клапаны должны быть сконфигурированы таким образом, чтобы их заданное давление превышалось, чтобы они могли функционировать (т.
Е. Сбрасывать давление). В идеале избыточное давление должно быть сброшено либо в атмосферу, либо обратно в пневматическую систему, чтобы предотвратить повреждение сосуда. Кроме того, необходимо сбросить избыточное давление, чтобы поддерживать давление в определенном диапазоне. Как только незначительное повышение давления выше желаемого предела поднимает предохранительный клапан, он открывается.
Предохранительные клапаны по сравнению с предохранительными клапанами
Предохранительный клапан удаляет избыточное давление из системы, ограничивая уровень давления до безопасного уровня. Часто называемые клапанами сброса давления (PRV) или предохранительными клапанами, эти клапаны обеспечивают сброс давления. Целью предохранительного клапана является, например, регулировка давления внутри сосуда или системы таким образом, чтобы поддерживать определенный уровень. Цель предохранительного клапана, в отличие от предохранительного клапана, состоит не в том, чтобы предотвратить повреждение сосуда; скорее, это динамическое управление пределом давления в системе в зависимости от требований.
И наоборот, предохранительные клапаны имеют максимально допустимое давление, установленное на определенном уровне, что позволяет выходить жидкости или газу всякий раз, когда давление превышает его, исключая повреждение системы. Крайне важно, чтобы в системе управления были установлены предохранительные клапаны, чтобы предотвратить развитие колебаний давления, которые могут привести к повреждению имущества, гибели людей и загрязнению окружающей среды.
Каково назначение предохранительных и предохранительных клапанов?
Гидравлическая система опирается на систему сброса давления для регулирования рабочего давления. Позволяя избыточному давлению выходить из зоны повышенного давления, клапаны сброса давления и предохранительные клапаны предотвращают избыточное давление, когда давление в системе достигает заданного предела. Сбрасывая избыточное давление через предохранительный порт или возвращая его через возвратную линию, пневматическая система может позволить избыточному давлению выйти в атмосферу.
Типичными примерами такого применения являются генераторы давления с приводом от насосов и регулирующие среды, которые не могут быть выброшены в атмосферу.
Сравнение функций предохранительных и предохранительных клапанов
Избыточное давление может быть сброшено из системы с помощью предохранительных и предохранительных клапанов. Открытие клапана увеличивается пропорционально увеличению давления в сосуде с помощью предохранительного клапана. Постепенно открывая клапан, а не резко, высвобождается только заданное количество жидкости. По мере снижения давления выпуск происходит с такой скоростью до тех пор, пока давление не упадет. Напротив, аварийный предохранительный клапан срабатывает автоматически, когда в системе достигается заданное давление, предотвращая катастрофический отказ системы. Когда система находится под чрезмерным напряжением, предохранительный клапан регулирует давление в системе и предотвращает избыточное давление.
Что такое уставка?
Определение «уставки» — это процесс определения уровня давления, при котором устройство сбрасывает избыточное давление.
Уставка отличается от давления. Избыточное давление предотвращается путем установки этих устройств ниже самого высокого давления, которое система может выдержать, прежде чем возникнет избыточное давление. Настройка устройства ниже этого давления предотвращает избыточное давление. Клапан открывается, когда давление поднимается выше заданного значения. Уставка, также известная как максимально допустимое рабочее давление (MAWP), не может быть превышена при определении давления в фунтах на квадратный дюйм (PSIG). Точки регулировки предохранительных клапанов обычно на 3 % выше рабочего давления, а точки регулировки предохранительных клапанов — на 10 % выше рабочего давления.
Выбор между предохранительным клапаном и предохранительным клапаном.
Давление во вспомогательном канале можно контролировать с помощью предохранительного клапана, а также предохранительного клапана путем сброса избыточного давления. Предохранительные клапаны этого типа чувствительны к давлению и надежны. Предохранительные клапаны можно разделить на категории в зависимости от их пропускной способности и заданного значения, хотя оба термина часто относятся к предохранительным клапанам.
Самооткрывающиеся устройства открываются автоматически при достижении максимально допустимого давления, а не вручную, чтобы предотвратить избыточное давление. В отличие от предохранительных клапанов, предохранительные клапаны обычно используются для выпуска пара или паров в атмосферу. Предохранительные клапаны регулируют поток жидкости, давление сжатого воздуха и газов, тогда как предохранительные клапаны обычно регулируют выпуск пара и паров. Проще говоря, предохранительные клапаны используются для более плавного регулирования давления, требующего точных, динамичных систем, в то время как предохранительные клапаны используются для одного набора, чтобы предотвратить повреждение системы.
Зачем использовать электронный предохранительный клапан Kelly Pneumatics?
Для систем регулирования давления, требующих динамических уставок и, следовательно, изменяющихся пределов давления, наш электронный предохранительный клапан является подходящим решением. Это устройство принимает управляющее напряжение для динамической установки уставки давления сброса.