Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Устройство пружинного предохранительного клапана: Предохранительный клапан для водонагревателя принцип работы

Содержание

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.

Предохранительный клапан – устройство, классификация и назначение

Предохранительный клапан — специальное устройство, предназначенное для защиты трубопроводной системы, ее элементов и подсоединенного к ней оборудования от механического разрушения из-за воздействия чрезмерного давления. Он может иметь различную конструкцию и характеристики, работать с разной средой — газообразной, жидкой.

Назначение и устройство предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны — устройства прямого действия, работа которых зависит от движения рабочей среды. Конструкция изделия определяется его типом, но все они используются для защиты трубопровода от избыточного давления путем сброса излишков среды в атмосферу или дренажную систему. После того как показатели давления стабилизируются в заданном диапазоне, сброс прекращается.

Чертеж предохранительного клапана

Давление в трубопроводной системе может повышаться из-за внешних или внутренних причин:

Предохранительные клапаны предназначены для стабилизации давления в системе и необходимы на всех участках трубопроводов, где возможно возникновение аварии. Их используют при подключении бытового и промышленного оборудования, работающего с высоким давлением. Основная сфера применения — системы отопления, водо- и газоснабжения, подача сжатого воздуха.

Принцип работы предохранительного клапана

Принцип работы предохранительного клапана основан на работе пружины, прижимающей золотник к седлу. При повышении давления в системе свыше установленного сила притяжения уменьшается, золотник отодвигается, и начинается сброс среды через открывшийся клапан. Это нормализует напор в системе, и, когда давление опустится до допустимого предела, запорный элемент снова будет прижат к седлу.

Для закрытия клапана необходимо снижение давления до отметки в 10-15% ниже уровня нормального давления, поскольку для герметизации системы требуется большее усилие, чем для поддержки его в рабочем положении до открытия.

Классификация предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны различаются по принципу действия на:

  • Устройства прямого применения, работающие под воздействием рабочей среды. Они отличаются универсальностью и простотой использования.
  • Обратного действия, в которых используются датчики давления и управляемая автоматика. Их работа зависит от применения постороннего источника давления или воздействия электричества.

По виду подъема запорного элемента изделия делятся на:

  • Пропорционального действия, применяемые для несжимаемых сред. При повышении давления в системе клапан постепенно открывается, равномерно сбрасывая рабочую среду.
  • Двухпозиционные, мгновенно открывающиеся на полный ход при достижении системой избыточных показателей давления. Используются при транспортировке сжимающихся газообразных сред.

По виду нагрузки на золотник предохранительные клапаны могут быть:

  • рычажно-грузовыми;
  • пружинными;
  • магнито-пружинными.

Существуют также специальные аварийные предохранительные устройства, предназначенные для специализированного промышленного оборудования.

Различия в конструкциях

Конструкция предохранительных клапанов может быть различной. Различают изделия с одним седлом или двумя, расположенными рядом друг с другом.

По высоте подъема предохранительные клапаны подразделяются на:

  • Малоподъемные, у которых высота подъема составляет примерно 0,05 диаметра седла. Из-за свойственной им минимальной пропускной способности они не используются на промышленных трубопроводах с большим давлением. Они обладают пропорциональным механизмом срабатывания.
  • Полноподъемные, с высотой подъема равной или превышающей диаметра седла. Они работают на двухпозиционном механизме, отличаются повышенной пропускной способностью и сложной конструкцией.

Изделия с полнопроходной конструкцией позволяют оперативно сбросить внушительный объем рабочей среды, из-за чего они используются в особо ответственных комплексах.

Пружинные клапаны

Клапаны пружинного типа применяются в бытовых трубопроводных системах водо-, газоснабжения и отопления. Для прижатия золотника к седлу применяется пружина, регулируемая винтом. Он позволяет настроить предельные значения давления, после достижения которых происходит открытие клапана.

Некоторые модели пружинных клапанов имеют систему принудительного ручного открытия для проверки работоспособности изделия. Но, изделия, предназначенные для работы в опасных условиях среды, не могут оснащаться ручной продувкой.

Эти клапаны применяются в различных условиях среды. Пружины и седла, контактирующие с агрессивными жидкостями и газами, покрываются специальными антикоррозионными составами. Герметичность штока обеспечивается двойным сальниковым уплотнением из фторопласта или резины.

Рычажно-грузовые клапаны

Устройства с подобной конструкцией используют для противодействия силе напору земное притяжение. Вес груза через рычаг переходит к золотнику, уравновешивая его, пока значение давления не опустится до допустимого.

Предохранительный клапан рычажно-грузового типа

Они устанавливаются в определенном положении относительно горизонта (указывается в сопроводительной документации завода-производителя). Не могут применяться на передвижных объектах. Габариты изделия зависят от давления в системе — чем оно выше, тем больше рычаги. Чтобы избежать возникновение вибраций, используются двухседельные предохранительные клапаны небольших габаритов. Для регулировки таких устройств применяются специальные груза на рычаге.

Магнито-пружинные клапаны

Устройства магнитно-пружинного типа обладают обратным действием и приводятся в действие соленоидом. При нормальном давлении в системе электромагнит/мощная пружина прижимает запорный орган к седлу, а при избыточных показателях напора напряжение на катушке автоматически отключается. Это приводит к отжатию золотника и открытию затвора.

Существует исполнение клапана с соленоидом, прижимающим и отжимающим золотник под действием давления с противоположным направлением. При отключении питания оборудование будет работать, как пружинный тип.

Основное преимущество таких устройств — отсутствие необходимости в физическом доступе к системе для задания порогового значения давления. Оно регулируется в параметрах управляющей программы.

Магнитно-пружинные клапаны отличаются надежностью, удобством эксплуатации и возможностью применения в сложных промышленных установках.

Схема и принцип действия предохранительного клапана

Преимущества использования

Предохранительные клапаны применяются для нормализации давления в системе и широко распространены в разных областях промышленности. К их достоинствам можно отнести:

  • Длительный срок службы.
  • Простота конструкции, подсоединения к трубопроводной системе, эксплуатации.
  • Большой выбор рабочих параметров.
  • Множество конструктивных вариаций и исполнений для различных рабочих сред, в том числе — агрессивных.
  • Использование в разных климатических условиях.
  • Возможность установки в горизонтальном или вертикальном положении в зависимости от типа конструкции.

При выборе предохранительного клапана необходимо вычислить предельно допустимые показатели давления. Для этого нужно знать производительность насосного оборудования, объем и рабочую температуру транспортируемой среды, скорость срабатывания. Также выбирается место и метод монтажа на трубопроводе.

Технические требования к предохранительным клапанам

Изделия этого типа изготавливаются в соответствии со следующими нормативными документами:

  • ПБ 03-576-03 «Правила безопасности для сосудов и установок давления»
  • Американский стандарт для сосудов под давлением «Boiler & Pressure Vessel Code».
  • ГОСТ 24570-81 «Национальный стандарт по предохранительным клапанам».

Проектированием и выпуском предохранительных клапанов могут заниматься только компании, имеющие соответствующую аккредитацию. К изготовлению аварийной арматуры предъявляются особые требования, поскольку их неправильная работа может привести к угрозе производственной и общественной безопасности. Все клапаны должны отвечать нормам ГОСТ и ПБ.

Пример чертежа предохранительного клапана

Основные технические требования к клапанам — надежность и безотказность.

  • Оперативное срабатывание при пороговом значении давления.
  • Плотное закрытие клапана при понижении напора.
  • Хорошая пропускная способность системы.
  • Высокая герметичность.
  • Безотказная работа в течение всего гарантийного срока службы и заданного заводом количества срабатывания.

Все клапаны должны проходить периодическую проверку на работоспособность, герметичность уплотнений. Для этого их демонтируют и осматривают в аккредитованных лабораториях, допускается проведение испытаний на месте эксплуатации.

Обзор ? рычажных и пружинных предохранительных клапанов ⭐

Давайте поговорим об одном виде трубопроводной арматуры, к которой относятся предохранительные клапаны.

Они предназначены для автоматического отведения повышенного давления выше допустимого из трубопроводов котлов, резервуаров, ёмкостей и другого оборудования за их пределы.

Предохранительный клапан

Подразделяются эти клапаны на рычажно — грузовые и пружинные.

Рычажно-грузовой клапан Пружинный клапан

Рычажно-грузовой клапан

Рычажно – грузовой клапан состоит из корпуса с фланцами с входным  и выходным патрубками, седлом.

Корпус с фланцами Выходной патрубок Седло

На корпусе указывается направление среды под углом, допустимое давление, на котором будет установлен клапан.

Направление среды

На трубопроводе, подающем, подводящим среду к клапану не допускается установка запорной арматуры, а отводящий патрубок должен отводиться на такое расстояние, чтобы исключить попадание на обслуживающий персонал, находящийся вблизи этих агрегатов, устройств конструкции и так далее.

Корпус закрывается крышкой. Которая крепится  к корпусу непосредственно, при помощи болтов, как показано на рисунке ниже.

Крышка

Внутри корпуса находится клапан, тарелка которого, входит при помощи направляющей внутрь подводящего патрубка и садится плотно на седло, о котором мы уже вели разговор.

К тарелке клапана или затвору прикрепляется шток. Крепление производится при помощи шплинта. Установка его производится таким образом, как показано ниже.

Установка шплинта

Далее, вводится, соответственно затвор в корпус и устанавливается крышка. Между крышкой и штоком тарелки сальник уплотнения отсутствует, так как нет необходимости в этом.

На крышке корпуса имеются стойки с винтами для фиксации удерживающий шток. И, соответственно, направляющие в виде дуги, которые исключают чрезмерный подъём рычага при открытии клапана.

Стойки с винтами

Установка самого рычага осуществляется таким образом, чтобы вот выемка встала на вырезе треугольника штока.

Затем вставляется шток с горизонтальными вырезами для винтов.Выемка фиксируется узелочком, чтоб по центру стал рычаг.

Затем производится фиксация этой детали винтами с контргайками, чтоб исключить ее перемещение в ту или иную сторону.

Вся конструкция в собранном состоянии показана на рисунке ниже.

Собранная конструкция

И при установке на трубопровод, резервуар, ёмкость, котёл и так далее фланец, подводящий среду к клапану, непосредственно крепится к трубопроводу. Нужно принять во внимание, что на этом подводящем трубопроводе, арматура не должна устанавливаться.

Пружинный клапан

Пружинный клапан мало отличается от рычажно-грузового. По своему виду он отличается, но все детали почти аналогичны. То есть, будет корпус, будет крышка, соответственно. Будет затвор. Но затвор будет прижиматься к седлу не рычажно-грузовой схемой, а пружиной, которая сжимается при помощи специальных винтов или резьбы, соответственно. Она фиксируется и контрогается, для того, чтобы исключить самопроизвольные перемещения.

Пружина

Здесь, на этом рычажно-грузовом клапане, на рычаг одевается груз, который фиксируется на нём после настройки клапана, при помощи стопорного винта. Необходимость в этом, вызвана тем, что при поднятии клапана, при его открытии, возможно, возникать будет вибрация, гидроудар и так далее.

Если это будет происходить, а оно в практике происходит, то груз тогда будет перемещаться к корпусу. Ну и соответственно, при самом минимальном давлении тогда, откроется клапан и будет постоянно сброс среды осуществляться из резервуара трубопровода за пределы этой конструкции.

Принцип действия рычажно-грузового клапана и пружинного почти аналогичны.

При установившемся давлении среды в трубопроводе, резервуаре, в другой конструкции затвор клапана закрыт и прижат к седлу, при помощи рычага с грузом. В этом случае, после клапана, запорное устройство закрывается. Подключенный манометр даёт возможности, при медленном закрытии, следить за тем, чтоб при повышении давления, клапан будет открываться. При каком давлении? При том, что мы будем устанавливать, соответственно, перемещая груз на рычаге.

Принцип действия

Когда мы довели до такого состояния, что клапан, под давлением среды, идущей снизу, будет открываться в нужное время, то есть при соответствующем давлении. Открываем затворное устройство, которое было закрыто, для того, чтобы создать повышенное давление, чтоб сработал клапан. Затем мы фиксируем груз на рычаге болтом и в таком зафиксированном состоянии оставляем.

На корпус клапана навешивается бирка, с указанием даты настройки, предела настройки, и кто выполнял эту работу. Равно так же, в соответствующем журнале производится запись: настройка клапана произведена такого-то, на такой-то предел и так далее.

Периодически, клапан должен проверяться, на отсутствие прикипания  затвора к седлу. Что часто происходит, если клапан стоит на паропроводе или перегретой воде.

Есть такое выражение «подрыв» клапана, когда клапан поднимаем и осуществляется сброс, как показано ниже.

Рычажный предохранительный клапан - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Рычажный предохранительный клапан

Cтраница 1

Рычажные предохранительные клапаны устанавливают на участке трубопровода между котлом и запорной выходной задвижкой. Работа рычажных клапанов заключается в следующем. Вода, при повышении давления выше расчетного, приподнимает золотник клапана, преодолевая сопротивление рычага с грузом, и через открытую трубу выбрасывается в раковину.  [1]

Рычажные предохранительные клапаны следует хранить в условиях, гарантирующих их от повреждения. Обработанные поверхности деталей должны быть смазаны антикоррозионным составом. Грузы должны быть сняты с рычагов, проходные отверстия - закрыты заглушками, рычаги и золотники - неподвижно закреплены распорками в закрытом положении.  [2]

Рычажные предохранительные клапаны следует хранить в условиях, гарантирующих их от повреждений. Обработанные поверхности деталей должны быть смазаны антикоррозионным составом. Грузы должны быть сняты с рычагов, проходные отверстия закрыты заглушками, рычаги и золотники неподвижно закреплены распорками в закрытом положении.  [3]

Рычажные предохранительные клапаны можно применять в трубопроводах с нейтральными продуктами, не имеющими запаха, так как шток клапана в крышке не уплотнен. Пружинные предохранительные клапаны предназначены для тех же целей, что и рычажные. Могут устанавливаться на трубопроводах с продуктами, имеющими запах, и с вредными для человека и огневзрьгвоопасными продуктами.  [4]

Рычажные предохранительные клапаны могут применяться в трубопроводах с нейтральными продуктами, не имеющими запаха, так как шток клапана в крышке не уплотнен.  [5]

Рычажные предохранительные клапаны устанавливают так, чтобы шток золотника находился в строго вертикальном положении. Принцип действия предохранительного клапана сводится к следующему: когда клапан закрыт, золотник плотно прижимается к седлу силой, передаваемой от веса груза через рычаг и шпиндель. Поэтому при установке предохранительного клапана необходимо следить, чтобы положение груза на рычаге клапана было строго зафиксировано и соответствовало бы расчетным данным. Груз обычно закрепляют на рычаге стопорным болтом. Клапан регулируют изменением величины и положения груза на рычаге.  [6]

Рычажные предохранительные клапаны следует устанавливать так, чтобы шток золотника находился в строго вертикальном положении. Принцип действия предохранительного клапана сводится к следующему: когда клапан закрыт, золотник плотно прижимается к седлу силой, передаваемой от веса груза через рычаг и шпиндель. Естественно, что чем тяжелее груз и больше расстояние от оси крепления шпинделя до центра груза, тем больше давление, при котором клапан остается закрытым. Поэтому при установке предохранительных клапанов необходимо следить, чтобы положение груза на рычаге клапана было строго зафиксировано и соответствовало бы расчетным данным.  [7]

Однако рычажные предохранительные клапаны имеют и существенные недостатки, которые значительно ограничивают область их возможного применения. Применение т

Предохранительный клапан — Википедия. Что такое Предохранительный клапан

Предохранительный клапан в дежурстве.

Предохранительный клапан — трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением путём автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением сверх установленного. Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления. Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкций защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия.

Опасное избыточное давление может возникнуть в системе как в результате сторонних факторов (неправильная работа оборудования, передача тепла от сторонних источников, неправильно собранная тепломеханическая схема и т. д.), так и в результате внутренних физических процессов, обусловленных неким исходным событием, не предусмотренным нормальной эксплуатацией. ПК устанавливаются везде, где может это произойти, то есть практически на любом оборудовании, но в особенности они важны в сфере эксплуатации промышленных и бытовых сосудов, работающих под давлением.

Существуют и другие виды предохранительной арматуры, но клапаны используются наиболее широко вследствие простоты своей конструкции, лёгкости настройки, разнообразия видов, размеров и конструктивных исполнений[1][2][3].

Принцип действия

На поясняющем рисунке справа — чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия[2].

Классификация предохранительных клапанов

По принципу действия
  • клапаны прямого действия — обычно именно эти устройства имеют в виду, когда используют словосочетание предохранительный клапан, они открываются непосредственно под действием давления рабочей среды;
  • клапаны непрямого действия — клапаны с управлением путём использования постороннего источника давления или электроэнергии, общепринятое название таких устройств импульсные предохранительные устройства;
По характеру подъёма замыкающего органа
  • клапаны пропорционального действия (используются на несжимаемых средах)
  • клапаны двухпозиционного действия
По высоте подъёма замыкающего органа
  • малоподъёмные
  • среднеподъёмные
  • полноподъёмные
По виду нагрузки на золотник
  • грузовые или рычажно-грузовые
  • пружинные
  • рычажно-пружинные
  • магнито-пружинные

Различия в конструкциях

Двухсёдельная конструкция.

Предохранительные клапаны как правило имеют угловой корпус, но могут иметь и проходной, независимо от этого клапаны устанавливаются вертикально так, чтобы при закрывании шток опускался вниз.

Большинство предохранительных клапанов изготавливаются с одним седлом в корпусе, но встречаются конструкции и с двумя сёдлами, установленными параллельно[4].

Малоподъемными называются предохранительные клапаны, у которых высота подъема запирающего элемента (золотника, тарелки) не превышает 1/20 диаметра седла, полноподъемными — клапаны, у которых высота подъема составляет 1/4 диаметра седла и более[3]. Существуют также клапаны с высотой подъема тарелки от 1/20 до 1/4, их обычно называют среднеподъемными. В малоподъемных и среднеподъемных клапанах подъем золотника над седлом зависит от давления среды, поэтому условно их называют клапанами пропорционального действия, хотя подъем не пропорционален давлению рабочей среды. Такие клапаны используются, как правило, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная способность. В полноподъемных клапанах открытие происходит сразу на полный ход тарелки, поэтому их называют клапанами двухпозиционного действия. Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как на жидких, так и на газообразных средах[4][5].

Наибольшие различия в конструкциях предохранительных клапанов заключаются в видах нагрузки на золотник.

Пружинные клапаны

Хорошо видны рычаг и пружина.

В них давлению среды на золотник противодействует сила сжатия пружины. Один и тот же пружинный клапан может быть использован для различных пределов настройки давления срабатывания путём комплектации различными пружинами. Многие клапаны изготавливаются со специальным механизмом (рычагом, грибком и др.) ручного подрыва для контрольной продувки клапана. Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как во время эксплуатации могут возникнуть различные проблемы, например прикипание, примерзание, прилипание золотника к седлу. Однако в некоторых производствах в условиях агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка может быть очень опасной, поэтому для таких клапанов возможность ручной продувки не предусматривается и даже запрещается[6].

Чаще всего пружины подвергаются воздействию рабочей среды, которая сбрасывается из трубопровода или ёмкости при срабатывании, для защиты от слабоагрессивных сред применяют специальные покрытия пружин. Уплотнение по штоку в таких клапанах отсутствует. В случаях же работы с агрессивными средами в химических и некоторых других установках пружину изолируют от рабочей среды при помощи уплотнения по штоку сальниковым устройством, сильфоном или эластичной мембраной. Сильфонное уплотнение применяется также в тех случаях, когда утечка среды в атмосферу не допускается, например на АЭС[5][7].

Рычажно-грузовые клапаны

Конструкция рычажного-грузового клапана.

В таких клапанах усилию на золотник от давления рабочей среды противодействует сила от груза, передаваемая через рычаг на шток клапана. Настройка таких клапанов на давление открытия производится фиксацией груза определённой массы на плече рычага. Рычаги также используют для ручной продувки клапана. Такие устройства запрещено использовать на передвижных сосудах[8].

Для герметизации сёдел больших диаметров требуются значительные массы грузов на длинных рычагах, что может вызвать сильную вибрацию устройства, в этих случаях применяются корпуса, внутри которых сечение сброса среды образовано двумя параллельно расположенными сёдлами, которые перекрываются двумя золотниками при помощи двух рычагов с грузами. Таким образом, в одном корпусе монтируются два параллельно работающих затвора, что позволяет уменьшить массы груза и длины рычагов, обеспечивая нормальную работу клапана[5].

Магнито-пружинные клапаны

В этих устройствах используется электромагнитный привод, то есть они не являются арматурой прямого действия. Электромагниты в них могут обеспечивать дополнительное прижатие золотника к седлу, в этом случае при достижении давления срабатывания по сигналу от датчиков электромагнит отключается и давлению противодействует лишь пружина, клапан начинает работать как обычный пружинный. Также электромагнит может создавать усилие открытия, то есть противодействовать пружине и принудительно открывать клапан. Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения электропитания, при обесточении такие устройства начинают работать как пружинные клапаны прямого действия.

Магнито-пружинные клапаны применяются чаще всего в сложных импульсных предохранительных устройствах в качестве управляющих или импульсных клапанов[6][7].

Технические требования к предохранительным клапанам

Главным и наиболее ответственным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является высокая надёжность, включающая в себя:

  • безотказное и своевременное открытие клапана при заданном превышении рабочего давления в системе;
  • обеспечение клапаном в открытом положении требуемой пропускной способности;
  • осуществление своевременной обратной посадки (закрытия) с требуемой степенью герметичности при заданной величине падения давления в системе после аварийного срабатывания и сохранения установленной степени герметичности при последующем возрастании давления до величины рабочего;
  • обеспечение стабильности работы, то есть сохранение в течение всего срока эксплуатации и заданного числа циклов срабатывания параметров настройки и требуемой степени герметичности запорного органа при рабочем давлении.

Предохранительные клапаны подлежат периодической проверке в специализированной организации или испытанию в действии. Все клапаны должны быть испытаны на прочность, плотность, а также герметичность сальниковых соединений и уплотнительных поверхностей[2][8]

Правила и стандарты

В связи с широчайшим распространением предохранительных клапанов стандарты и правила, применяемые к ним, находятся во всех документах, которые регулируют использование всего оборудования, защищаемого ими. Например «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)» в России или «Boiler & Pressure Vessel Code» в США. Также существуют отраслевые документы, посвящённые исключительно предохранительным клапанам в применении к какому-либо оборудованию, например «Клапаны предохранительные паровых и водогрейных котлов. Технические требования (ГОСТ 24570-81)»

В связи с особой ответственностью предохранительных клапанов в обеспечении безопасности систем, которые ими обслуживаются, надзор за их использованием и утверждение правил и стандартов производят организации, специально уполномоченные государством, например в России это Ростехнадзор[5][8].

Примечания

  1. Д. Ф. Гуревич. Трубопроводная арматура.Справочное пособие. — Москва: ЛКИ, 2008. — С. 368. — ISBN 978 5 382 00409 9.
  2. 1 2 3 Под общей редакцией С. И. Косых. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением.Справочник. — Ленинград: Машиностроение, 1982.
  3. 1 2 Арматура трубопроводная.Термины и определения. ГОСТ Р 52720-2007. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Проверено 10 июня 2010. Архивировано 2 марта 2012 года.
  4. 1 2 А. И. Гошко. Арматура промышленная общего и специального назначения. Справочник. — Москва: Мелго, 2007.
  5. 1 2 3 4 Р. Ф. Усватов—Усыскин. Поговорим об арматуре. — Москва: Vitex, 2005.
  6. 1 2 Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-008-89)
  7. 1 2 Технологические системы реакторного отделения. БАЭС: ЦПП, 2000.
  8. 1 2 3 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)

См. также

Альтернативные устройства защиты растений и терминология

Терминология

Следующие определения взяты из DIN 3320, но следует отметить, что многие из используемых терминов и связанных определений являются универсальными и встречаются во многих других стандартах. Если общеупотребительные термины не определены в стандарте DIN 3320, то в качестве справочного материала использовался ASME / ANSI PTC25. 3. Этот список не является исчерпывающим и предназначен только для справки; его не следует использовать вместо соответствующего стандарта текущего выпуска:

Рабочее давление (рабочее давление) - это манометрическое давление, существующее при нормальных рабочих условиях в защищаемой системе.

Установленное давление - это манометрическое давление, при котором в рабочих условиях предохранительные клапаны с прямой нагрузкой начинают подниматься.

Испытательное давление - это манометрическое давление, при котором в условиях испытательного стенда (атмосферное противодавление) предохранительные клапаны с прямой нагрузкой начинают подниматься.

Давление открытия - это манометрическое давление, при котором подъемник достаточен для разгрузки заданной пропускной способности. Оно равно установленному давлению плюс разница давлений открытия.

Давление возврата - это манометрическое давление, при котором предохранительный клапан прямой нагрузки повторно закрывается.

Создаваемое противодавление - это избыточное давление, создаваемое на выпускной стороне за счет продувки.

Наложенное противодавление - это избыточное давление на выходной стороне закрытого клапана.

Противодавление - это избыточное давление, создаваемое на выходной стороне во время продувки (создаваемое противодавление + наложенное противодавление).

Накопление - это увеличение давления сверх максимально допустимого рабочего манометрического давления защищаемой системы.

Разница давлений открытия - это повышение давления по сравнению с установленным давлением, необходимым для подъемника, обеспечивающего заданную пропускную способность.

Перепад давления возврата - это разница между давлением срабатывания и давлением возврата.

Функциональный перепад давления - это сумма перепада давления открытия и перепада давления возврата.

Разница рабочего давления - это разница давлений между установленным и рабочим давлением.

Подъемник - это перемещение диска из закрытого положения.

Начало подъема (открытия) - это первое измеримое движение диска или восприятие шума нагнетания.

Площадь проходного сечения - это площадь поперечного сечения перед или после седла корпуса, рассчитанная на основе минимального диаметра, который используется для расчета пропускной способности без каких-либо вычетов на наличие препятствий.

Диаметр потока - это минимальный геометрический диаметр до или после седла корпуса.

Обозначение номинального размера предохранительного клапана - это номинальный размер входа.

Теоретическая пропускная способность - это расчетный массовый расход из отверстия, площадь поперечного сечения которого равна площади проходного сечения предохранительного клапана, без учета потерь потока клапана.

Фактическая пропускная способность - это пропускная способность, определяемая путем измерения.

Сертифицированная пропускная способность - фактическая пропускная способность, уменьшенная на 10%.

Коэффициент разрядки - это отношение фактической емкости к теоретической.

Сертифицированный коэффициент расхода - коэффициент расхода, уменьшенный на 10% (также известный как пониженный коэффициент расхода).

Следующие термины не определены в DIN 3320 и взяты из ASME / ANSI PTC25.3:

Продувка (перепад давления при закрытии) - разница между фактическим давлением открытия и фактическим давлением при закрытии, обычно выражается в процентах от установленного давления или в единицах давления.

Холодное дифференциальное испытательное давление давление, при котором клапан устанавливается на испытательном стенде с использованием испытательной жидкости при температуре окружающей среды. Это испытательное давление включает поправки на условия эксплуатации, например, противодавление или высокие температуры.

Номинальное давление потока - статическое давление на входе, при котором измеряется разгрузочная способность устройства сброса давления.

Давление испытания на герметичность - это заданное статическое давление на входе, при котором проводится количественное испытание на герметичность седла в соответствии со стандартной процедурой.

Измеренная пропускная способность - это пропускная способность устройства сброса давления, измеренная при номинальном давлении потока.

Номинальная разгрузочная способность - это та часть измеренной разгрузочной способности, которая разрешена применимыми нормами или правилами, которая должна использоваться в качестве основы для применения устройства для сброса давления.

Избыточное давление - это увеличение давления по сравнению с установленным давлением предохранительного клапана, обычно выражаемое в процентах от установленного давления.

Давление выталкивания - это величина увеличения статического давления на входе предохранительного клапана, при котором имеется измеримый подъем или при котором выпуск становится непрерывным, что определяется по зрению, ощущению или слуху.

Давление сброса - это установленное давление плюс избыточное давление.

Simmer - это зона давления между заданным давлением и давлением выталкивания.

Максимальное рабочее давление - это максимальное давление, ожидаемое во время работы системы.

Максимально допустимое рабочее давление (МДРД) - это максимальное манометрическое давление, допустимое в верхней части готового сосуда в рабочем положении для заданной температуры.

Максимально допустимое накопленное давление (MAAP) - это максимальное допустимое рабочее давление плюс накопление, установленное со ссылкой на применимые нормы для работы или действий при пожаре.


PSV Выбор для начинающих | The Weby's

Введение
Предохранительный клапан давления (PSV) - одно из предохранительных устройств на нефтегазодобывающем предприятии, которое гарантирует, что трубы, клапаны, фитинги и сосуды под давлением никогда не будут подвергаться давлению, превышающему расчетное.Следовательно, выбор PSV для установки должен производиться тщательно и надлежащим образом.

Это вопросы, которые стоит задать, когда вы собираетесь уточнить детали PSV.

  • Какой тип PSV мы будем использовать для наших технологических требований?
  • Есть ли более простой способ определения размера PSV (расчета PSV), чем его вычисление вручную?
  • Какой материал следует выбрать в соответствии с нашими технологическими требованиями?

До выбора PSV было бы лучше, если бы мы знали, как работает PSV, что поможет нам понять критические части PSV.Затем процесс выбора PSV может проводиться с учетом некоторых сильных сторон.

Предохранительный клапан по определению
Цитируется из API 520, часть 1 ( Размеры, выбор и установка устройств для сброса давления на нефтеперерабатывающих заводах; определение размеров и выбор ) об определении предохранительного клапана: «Предохранительный клапан - это пружина. нагруженный предохранительный клапан, который приводится в действие статическим давлением перед клапаном и характеризуется быстрым открытием или толчком.Предохранительный клапан обычно используется для сжимаемых жидкостей ». На рисунке 1 показан обычный PSV, который предназначен только для описания.

Рис. 1. Обычный предохранительный клапан давления ( Взято из API 520, часть 1 )

Как это работает?


Рисунок 2. Схема предохранительного клапана

Как работает PSV? На рис. 2 представлен простой эскиз клапана сброса давления, на котором показан диск, удерживаемый пружиной в закрытом положении. Когда давление в системе достигает желаемого давления открытия, сила давления технологической жидкости проходит через впускное отверстие, а затем она действует в зоне A 1 равна силе пружины, и диск поднимается и позволяет жидкости вытекать через розетка. Когда давление в системе вернется к безопасному уровню, клапан вернется в закрытое положение.

Определенная область диска и сопла допускает определенное количество газа / жидкости. Площадь сопла (так называемая «диафрагма») должна быть рассчитана для обеспечения надлежащего расхода технологической жидкости.Эта определенная область была стандартизирована в API 526 (Фланцевые стальные предохранительные клапаны) и обозначена определенным алфавитом, как показано в таблице 1.

Поскольку PSV, скорее всего, будет находиться в закрытом положении, рекомендуется выбрать какое-то «уплотнение» между диском и соплом, чтобы не допустить утечки технологической жидкости к выпускному отверстию PSV.

Обычный, сильфонный или пилотный?

Вопросы противодавления
Типы PSV создаются из-за наличия противодавления. Эффект противодавления может быть изображен на Рисунке 3, который включает силы от пружины (F s ), технологической жидкости от системы под давлением (P V A N ) и противодавления (P B A N ). ). P V - это давление из-за изменений в системе, находящейся под давлением, а P B - это давление, которое существует на выходе PSV, мы распознаем это как противодавление. Как вы можете видеть, эта пружина, обозначенная в F s , вносит основной вклад в баланс сил и имеет положительное направление вдоль P B .Избыточное давление в системе под давлением увеличит величину P V и, в конечном итоге, повлияет на баланс силы давления, и, следовательно, сумма P B A N и F s будет быть меньше, чем P V A N . Пружина, которая удерживает диск и изолирует систему под давлением на выходе PSV, движется вверх, и диск больше не будет содержать систему под давлением.

Рисунок 3.Влияние противодавления на заданное давление (взято из API 520, часть 1)

Крайний пример, в закрытом положении, если противодавление достаточно велико для компенсации силового давления технологической жидкости, результирующая сила будет равна нулю, другими словами, PSV останется близким. В этом состоянии PSV не может успешно выполнять свою функцию. Разберем виды ПСВ.

Обычный тип
Этот тип PSV является самым простым, как вы можете видеть на Рисунке 4.Обычно этот тип PSV используется, когда наличие противодавления относительно невелико (менее 10% от установленного давления) или почти равно нулю. Из-за его низкой устойчивости к противодавлению, выпускное отверстие обычного типа выбрасывается в атмосферу, и в большинстве случаев удаляемая жидкость не является опасной, то есть водяным паром.

Рис. 4. Обычный предохранительный клапан давления ( Взято из API 520, часть 1 )

Тип сильфона
PSV с сильфоном или с уравновешенным сильфоном используется, когда противодавление не превышает 50% установленного давления. Этот тип PSV почти такой же, как и обычные, но в нем есть дополнительный сильфон, как вы можете видеть на рисунке 5. Сам сильфон имеет функцию уменьшения эффекта силы противодавления (P B A N ) над диском, как вы можете ясно видеть на диаграмме сил на Рисунке 3. Сильфон содержал верхнюю сторону диска и шток, который соединялся с пружиной под действием силы давления технологической жидкости / системы под давлением - в котором соединение через PSV на выходе - и внутренняя камера сильфона будет сброшена в атмосферу, которая, очевидно, имеет постоянное давление.Обычно этот тип PSV не имеет широкого диапазона PSV, следовательно, он не так гибок в изменении установленного давления.

Рис. 5. Сильфонный предохранительный клапан ( Взято из API 520, часть 1 )

Тип пилотного клапана
Предохранительный клапан с пилотным управлением состоит из основного клапана, который обычно включает плавающий неуравновешенный поршневой узел, и внешнего пилотного клапана, как показано на Рис. 6. Конструкция поршня имеет большую площадь сверху, чем снизу.До заданного давления верхняя и нижняя части подвергаются одинаковому входному рабочему давлению. Из-за большей площади в верхней части поршня результирующая сила плотно прижимает поршень к соплу главного клапана. По мере увеличения рабочего давления чистое усилие на седле увеличивается и имеет тенденцию сжимать клапан. Эта функция позволяет использовать большинство клапанов с пилотным управлением там, где максимальное ожидаемое рабочее давление выше 90% от МДРД

.

Пилотный тип имеет измерительную линию, и его функция заключается в передаче на управляющий клапан создаваемого давления, которое может существовать в системе под давлением.Когда давление в системе, находящейся под давлением, увеличивается и достигает заданного давления, пилотный клапан приводит в действие пружину PSV внутри основного клапана, чтобы открыть PSV. Поскольку привод не имеет прямого контакта с системой вентиляции, обратное давление на клапан относительно не влияет. Более того, этот тип PSV имеет широкий диапазон настроек пружины, это будет преимуществом, если мы захотим изменить установленное давление на альтернативных вариантах с широким диапазоном.

Рис. 6. Типовой пилотный клапан

Многофазная жидкость
Как насчет того, чтобы выпустить многофазную жидкость? Есть ли другой тип PSV, который может справиться с подобными случаями? Что ж, на самом деле это хороший вопрос.Если мы используем обычный PSV, у нас возникнут большие проблемы при рассмотрении противодавления, если у нас действительно будет большое противодавление или даже вариация противодавления.

Другой вариант - пилот. У него также есть недельная точка, которая имеет решающее значение для многофазных операций, поскольку существует вероятность того, что чувствительная линия будет забита нечистой жидкостью. Ни один из них не гарантирует, является ли технологическая жидкость «чистой» (содержащей только жидкость и газ). В них может быть небольшое количество твердых частиц или мусора, которые в конечном итоге забивают чувствительную линию.

Последний вариант - сильфонный, так как на него относительно не влияет противодавление, и он не имеет чувствительной линии, как у пилотного типа. Мы выберем этот последний вариант, потому что у нас на рынке всего три доступных типа. Теперь очевидно, что каждый возможный корпус не доступен в готовом на складе типе PSV, мы должны провести инженерное заключение по любому возможному случаю в пределах доступного типа.

Для полного понимания различных типов PSV, в таблице 2 описаны преимущества и недостатки каждого из них.

Что требуется для определения размеров PSV?

После того, как мы выбрали тип PSV, мы должны рассчитать размер отверстия. Конечно, это один из важных шагов при выборе ПСВ. Почему мы все равно должны рассчитывать PSV? Если вы не рассчитали PSV, вы не совсем уверены, подходит ли размер для сброса жидкости. Главный принцип проклейки ПСВ: он подходит по назначению. Меньший размер PSV означает меньшую пропускную способность клапана, а также, больший размер PSV означает большую пропускную способность клапана.

Следует избегать применения мощности PSV меньшей, чем ее проектная мощность. Поскольку, если PSV не может позволить выпускать технологическую жидкость, тогда давление в системе, находящейся под давлением, имеет тенденцию к увеличению, и соседние части системы, находящейся под давлением, лопнут или разорвутся. Другими словами, PSV не может выполнять свою основную функцию.

Это почти аналогично применению ПСВ большей мощности, чем его проектная мощность. Пропускная способность, превышающая проектную, означает, что PSV пропускает технологическую жидкость «слишком много».Если система под давлением находится в состоянии избыточного давления, будет достигнуто заданное давление PSV, и технологические жидкости будут выпущены через выпускное отверстие. Из-за его большой емкости давление в системе нагнетания будет быстро снижаться, а затем PSV снова закроется. Но по мере того, как PSV закрывается, давление в системе под давлением снова увеличивается, и снова достигается заданное давление PSV, и PSV снова открывается. Это то, что люди называют «болтовней», и в большинстве случаев эта болтовня больше похожа на быструю вибрацию.Это пример неправильного определения размера PSV, потому что PSV будет поврежден после дребезга. Другими словами, PSV не может снова выполнять свою основную функцию.

В качестве основы для определения размеров PSV, следующие данные процесса, как показано в таблице 3, должны быть предоставлены для расчета обозначения диафрагмы.

Таблица 3. Данные процесса для определения размеров PSV

PSV Определение размеров с помощью программного обеспечения

Есть ли шанс, что мы сможем определить размер ПСВ легче? Ответ положительный.Но тогда будьте осторожны, мудрые люди говорили: «Дело не в пистолете, а в человеке, стоящем за ружьем». Программное обеспечение только рассчитывает то, что проходит через него, и выполняет то, что мы сказали. Другими словами: мусор на входе, мусор на выходе.

Вы можете использовать специальное программное обеспечение, специально предназначенное для этого. Полезный программный инструмент для определения размеров PSV, который у меня когда-либо был, - это Instrucalc версии 5.1, пользовательский интерфейс показан на рисунке 7. Я буду использовать Instrucalc версии 5.1 только в целях описания, даже если есть другое программное обеспечение, которое имеет такие же возможности.

Рисунок 7. Instrucalc версии 5.1 для определения размеров PSV.

Это программное обеспечение не ориентировано на поставщиков, поскольку его расчеты основаны на API-520 и ASME Sect.VIII, и почти все поставщики ссылаются на эти два стандарта. Instrucalc лучше всего описывает размер отверстия, размер входа и выхода, а также максимальную пропускную способность клапана. Более того, для случая сброса газа и сброса жидкости результат расчетов Instrucalc и программного обеспечения поставщика, скорее всего, будет одинаковым, что может быть причиной выбора Instrucalc в качестве общего программного обеспечения для расчетов.

Однако для некоторых конкретных типов PSV от определенного поставщика я бы предпочел выбрать программное обеспечение поставщика, которое может рассчитывать различные результаты на основе их моделей PSV, особенно при рассмотрении предложения поставщика. Например, Instrucalc сгенерирует входной и выходной патрубки определенного размера, которых нет у любого поставщика. Если есть расхождения с Instrucalc, это не означает, что поставщик неправильно рассчитывает, у них просто нет такого размера, как подсчитал Instrucalc.Если размер и объем жидкости / газа, указанные в предложении поставщика, соответствуют нашим техническим данным, все будет хорошо.

По некоторым причинам один поставщик не разрешает устанавливать свое программное обеспечение на компьютере одновременно с программным обеспечением другого поставщика. Это сложная проблема, поскольку ошибки программного обеспечения были намеренно «созданы» поставщиком, и в конечном итоге мы не можем их исправить. Если вы столкнулись с этой проблемой, обратитесь за помощью к представителю вашего поставщика.

Соответствующий материал для деталей

Совместимость с технологической жидкостью достигается тщательным подбором материалов конструкции.Материалы должны быть выбраны с достаточной прочностью, чтобы выдерживать давление и температуру жидкости в системе. Материалы также должны противостоять химическому воздействию технологической жидкости и окружающей среды, чтобы гарантировать, что функция клапана не ухудшится в течение длительного периода воздействия. Для плотного перекрытия требуется возможность получения чистовой отделки посадочных поверхностей диска и сопла. Еще одним расчетным фактором является скорость расширения, вызванная температурой сопрягаемых деталей.

Сравнение поставщиков

У нас есть некоторые базовые знания об основах выбора PSV, давайте поработаем здесь.

Правильность расчета
Обращаем внимание на данные процесса. В большинстве случаев они являются основной причиной неправильных вычислений, неверные данные приведут вас к некоторым запутанным результатам, поэтому будьте осторожны. Имея данные о процессе правильно, нам нужно увидеть результат и сравнить их (у производителя и у нас), сильно ли они отличаются? Нам нужно посмотреть, являются ли расхождения критическими или нет. Например, расчет площади диафрагмы от каждого поставщика может быть разным для одних и тех же данных процесса и метода расчета (API-520), но вы должны обратить внимание, что поставщики будут ссылаться на одно и то же обозначение диафрагмы.Точно так же, если поставщики предлагают входной размер 1,5 дюйма, тогда как по нашим собственным расчетам нам нужно 2 дюйма. Это было бы хорошо, если пропускная способность клапана способна обрабатывать наш процесс обработки данных с размером впускной / выпускной трубы не слишком большим или слишком маленьким по сравнению с нашим собственным расчетом.

Материал
Материал - еще одна важная проблема, поскольку нам нужно, чтобы PSV «сидел» на несколько лет и, что наиболее вероятно, справлялся с «плохими» характеристиками технологического процесса жидкости.

Наиболее важными частями являются пружина, седло и диск.Нам нужно обратить внимание на их материалы, которые будут предлагать ваши продавцы. Внутренняя часть PSV показана на рисунке 8.


Рис. 8. Внутренняя часть PSV (взято из API 520, часть 1)

Материал

Spring является одним из важных факторов, поскольку он является «мускулом» PSV. Существует много альтернатив материала пружины, например: хромированная сталь, инконель. На общую цену будет влиять другой материал, вам следует правильно выбрать материал.

Посадочная поверхность - или, для краткости, сиденье - имеет функцию удерживания системы под давлением и вентилируемой системы, поскольку она «сжимает» диск.Обычно у нас есть варианты с мягким и жестким сиденьем. Жесткое седло означает, что он сделан из металлического материала, то есть из стали. В то время как мягкое сиденье означает, что оно сделано из неметаллического материала, то есть: калрез, витон. Преимущество мягкой посадки в том, что она будет иметь хорошую изоляцию, потому что она «мягче», чем жесткая посадка, поэтому ее форма более гибкая для сцепления с диском, который обычно изготавливается из нержавеющей стали.
Диск, наиболее подверженный воздействию технологической жидкости, является диском.Это может быть причиной того, что мы должны выбрать из него хороший материал. Обычно диск изготавливается из нержавеющей стали, потому что он способен выдерживать суровые условия окружающей среды.

Ценовые критерии
В большинстве случаев речь идет о деньгах. Высокая цена означает высокое качество, низкая цена означает низкое качество, но следует помнить, что это не всегда так. Не стоит полагать, например, что при низкой цене PSV также будет иметь низкое качество, равно как и при высокой цене. Должны быть накладные расходы на составляющие цены или даже низкое качество материалов.Вам следует внимательно и внимательно изучить предложение продавца, вы должны вдаваться в как можно более подробную информацию. Если у вас есть какие-либо сомнения по поводу некоторых моментов, вы должны попросить продавца дать объяснения, пока вы не будете удовлетворены ответами и не будете уверены, что принимаете ли вы предложение продавца.

Каталожные номера :

1. Кросби, Руководство по проектированию предохранительных клапанов
2. API 520, часть 1, Определение размеров, выбор и установка устройств для сброса давления на нефтеперерабатывающих заводах; Размер и выбор
3.API 526, Фланцевые стальные предохранительные клапаны
4. Кен Арнольд, Морис Стюарт, Операции по добыче с поверхности, Том 2, Проектирование систем и оборудования для обработки газа, 2-е издание, 1999 г.,

Menyukai ini:

Suka Memuat ...

Теркаит

Эта запись была опубликована Рабу, 3 октября 2007 г., в 21:10, и находится под рубрикой «Рупа-рупа». Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 корма. Вы можете оставить отзыв или откликнуться со своего сайта.

Navigasi pos

" Предыдущий пост Следующее сообщение » Подготовка к устному экзамену

CoC (часть

Воздушный компрессор


Кредит изображения: leelloyds.com

Последствия протечки клапанов в воздушном компрессоре:

Всасывание первой ступени :

  • Уменьшение подачи воздуха
  • Снижение 2 nd давление всасывания ступени
  • Разгрузить компрессор
  • Увеличьте время работы.

Поставка первого этапа :

  1. Уменьшение подачи воздуха
  2. Увеличьте температуру нагнетания
  3. Меньше всасываемого воздуха из-за утечки воздуха под высоким давлением обратно в цилиндр.

Вторая ступень всасывания :

  1. Уменьшение подачи воздуха
  2. Высокая температура и давление во всасывающей линии 2 nd
  3. Увеличить время работы

Второй этап поставки :

  1. Уменьшение подачи воздуха
  2. Увеличьте давление всасывания на 2 ступени nd
  3. Увеличьте давление нагнетания с 1 ступени st .
  4. Противодавление из баллона с воздухом.

Как проверить КПД воздушного компрессора?

  1. Регулярный ремонт арматуры проводился или нет.
  2. Проверка баллона с воздухом Время наполнения .
  3. Сравните результаты испытаний и записи.

Как проверить достаточность производительности воздушного компрессора?

  • Общее количество Компрессора должно хватить для заполнения пустого баллона до максимального давления в течение 1 часа.
  • Должно быть достаточно для запуска не менее 12 раз для реверсивного двигателя и не менее 6 раз для нереверсивного двигателя.

разрывная мембрана:

  1. Устанавливается на кожухе интеркулера со стороны воды .
  2. Сбрасывает давление в случае разрыва трубок .
  3. Катанка из медного сплава и давление сброса устанавливается, когда диск находится в самом мягком состоянии.
  4. Материал имеет тенденцию к затвердеванию из-за времени и окружающей температуры , а также повышается установочное давление.
  5. Разрывную мембрану необходимо отжечь, чтобы восстановить правильное давление сброса.

Составные клапаны, почему они используются в воздушном компрессоре?

  1. Обеспечьте большую площадь открытия и небольшой подъем клапана .
  2. Повышение объемного КПД , когда клапан открывается и закрывается за минимальное время .
  3. Уменьшить зазор от столкновения .
  4. Снижение износа .

Открытие предохранительного клапана НД:

Причины:

  1. Всасывающий клапан ВД
  2. Переохлаждение интеркулера.
  3. Предохранительный клапан, забитый посторонними частицами, в открытом положении.

Открытие предохранительного клапана HP:

Причины:

  1. Клапан нагнетания высокого давления, в закрытом положении .
  2. После кулера подавился.
  3. Предохранительный клапан, заблокирован посторонними частицами или пружина заедает в открытом положении.

(Давление открытия предохранительных клапанов установлено на ≯ 10% выше давления ступени.)

Зачем установлен интеркулер?

  1. Уменьшите температуру воздуха и объем и увеличьте плотность воздуха для следующего этапа.
  2. Увеличение производительности компрессора и объемный КПД .
  3. Лучшая смазка для цилиндра и колец.
  4. Вода и Избыток масла можно слить, предотвращая засорение интеркулера и труб, коррозию баллона с воздухом и начало взрыва в авиалинии.
  5. Работа выполнена сохранена.
  6. Снижение напряжений в металле за счет контроля температуры .

Объемный КПД:

VE = (объем воздуха, всасываемого в цилиндр) / (рабочий объем поршня низкого давления)

и

VE = (объем воздуха, выпускаемого как «свободный воздух») / (рабочий объем поршня низкого давления)

Для чего построен многоступенчатый воздушный компрессор?

  1. Чтобы получить изотермическое сжатие , близкое к идеальному, , компрессор должен быть выполнен из многоступенчатого с межступенчатым охлаждением .
  2. Межступенчатое охлаждение снижает температуру воздуха и объем после 1 ступени сжатия , таким образом увеличивая массу воздуха на 2 nd
  3. Workdone сохранен и эффективность воздушного компрессора увеличена.

Другие преимущества:

  1. Легко получить высокое конечное давление воздуха.
  2. Легко контролировать температуру воздуха.
  3. Простая в обслуживании правильная смазка.
  4. Лучшая балансировка компрессора.
  5. Уменьшение в размере.
  6. уменьшение потери объема зазора.

Производительность воздушного компрессора:

  1. Производительность проверяется после того, на сколько уменьшено время наполнения.
  2. Компрессор должен иметь достаточную емкость для наполнения так, чтобы обеспечивало достаточное время остановки между наполнениями.
  • 12 последовательных пусков в реверсивном двигателе и
  • 6 последовательных пусков в нереверсивном двигателе.

Что такое бесплатная доставка по воздуху, FAD?

  1. Производительность воздушного компрессора указана в [м³ / час].
  2. Объем воздуха, фактически выпущенный за 1 час, который занял бы, если бы он увеличился до атмосферного давления и охладился до атмосферной температуры .

Устройства безопасности на главном воздушном компрессоре:

  1. разрывная мембрана на промежуточном охладителе: (со стороны воды)
  2. разрывная мембрана и плавкая вставка (121 ° C) на промежуточном охладителе
  3. Клапаны предохранительные на ступенях НД и ВД.(Установите подъем на 10% выше нормального давления ступени.)
  4. Автоматический клапан слива влаги.
  5. Авария отказа подачи охлаждающей воды.
  6. Авария по низкому давлению LO.
  7. Предохранительный клапан на насосе LO картера.
  8. Отключение HT приточного воздуха и аварийный сигнал на выходе охладителя дополнительного воздуха. (Макс.93 ° C)
  • Давление нагнетания НД 4 бара и давление нагнетания ВД 30 бар
  • Воздух на входе в промежуточный охладитель 130 ° C и на выходе из промежуточного охладителя 35 ° C
  • Воздух на входе охладителя до 130 ° C и воздух на выходе из охладителя до 35 ° C:

Интеркулер однопроходного типа: Дополнительный охладитель, двухходовой U-образный тип:}

Использование сжатого воздуха:

  • Запуск двигателя от 20 до 25 бар
  • Обдув котла от 20 до 25 бар
  • Общее обслуживание (свисток, пневматические инструменты, спасательная шлюпка, служебный воздух для очистки и лоцманская лестница) от 7 до 10 бар
  • КИПиА 5 бар

Воздушный фильтр:

  1. Материал: войлок, металлическая сетка или нейлоновые нити
  2. Удаляет загрязнения из воздуха.Грязь и пыль действуют как абразивные вещества и увеличивают износ.
  3. Загрязняющие отложения на клапанах могут стать горячими и стать источником возгорания.

Опасность загрязнения фильтра:

  1. Очень грязный фильтр или заглушка фильтра приводит к значительному падению давления.
  2. Воздух должен быть сжат в более высоком диапазоне.
  3. В крайнем случае температура нагнетаемого воздуха может превышать , точка воспламенения или температура самовоспламенения, приводящая к
  4. В целях защиты от взрыва температура воздуха ограничена до 93 ° Плавкая пробка (121 ° C) или высокотемпературный выключатель (93 ° C) предусмотрен на компрессоре.

Испытание под давлением воздушного компрессора:

  • Цилиндры, крышка цилиндра, промежуточный охладитель и промежуточный охладитель прошли гидравлические испытания на:

Сторона воздуха: 1,5 x макс. Рабочее давление.
Сторона воды: 4 бара или 1,5 x макс. WP (в зависимости от того, что больше)

Ресивер :

  • Общая мощность ресиверов должна быть достаточной для обеспечения не менее 12 пусков для реверсивного двигателя и не менее 6 пусков для нереверсивного двигателя без дозаправки ресиверов.
  • На каждое судно должно быть по два идентичных основных ресивера и один баллон для аварийной остановки.

Крепления воздушного ресивера:

  1. Плавкая вставка:
  • состав - висмут 50%, олово 30%, свинец 20%,
  • Температура плавления: 220 ° F (104,4 ° C). Устанавливается на дне резервуара или на резервуаре со стороны судна, когда предохранительный клапан (предохранительный клапан) не установлен непосредственно на резервуаре .
  1. Клапан сброса атмосферного давления: предназначен для поддержки плавкой пробки. В случае пожара ER, когда требуется наполнение CO₂, этот клапан открывается перед откачкой ER.
  2. Пружинный предохранительный клапан: установочное давление: 32 бар (для рабочего давления 30 бар), с повышением на 10% накопления давления. Может устанавливаться напрямую или с удлинителем.
  3. Компенсационное кольцо: , когда отверстие вырезается или обрабатывается на станке в сосуде высокого давления, более высокие напряжения будут подвергаться воздействию материала вокруг отверстия, и чтобы уменьшить это, устанавливаются компенсационные кольца.Это фланец, на котором обычно устанавливается клапан или фитинг.
  4. Ручной сливной клапан или автоматический сливной клапан.
  5. Манометры.
  6. Входные двери.
  7. Главный пусковой воздушный клапан, дополнительный пусковой воздушный клапан, заправочный клапан, рабочий воздух или воздушный свисток.

Покрытие внутренней поверхности:

Суспензия графита в воде, льняном масле, Copal vanish или эпоксидном покрытии, обладающем основными свойствами антикоррозийного, антитоксичного или антиокислительного.

Устройства безопасности на основном воздушном баллоне:

  1. Плавкая вилка.
  2. Клапан сброса давления
  3. атмосферный предохранительный клапан.
  4. Аварийный сигнал низкого давления воздуха.
  5. Клапан слива влаги с автоматическим или дистанционным управлением.

Обратные клапаны с пружинной нагрузкой - Обратные клапаны, часть III

Подпружиненные обратные клапаны также широко используются.
Первый пост в этой серии описывал обратные клапаны как клапаны, которые позволяют поток жидкости или газа только в одном направлении.Подобно пластиковым обратным клапанам с диафрагмой, подпружиненные обратные клапаны предотвращают обратный поток. Миниатюрные линейные подпружиненные обратные клапаны обладают особыми качествами, которые делают их подходящими для использования в некоторых системах регулирования расхода воздуха, газа и жидкости. В этом посте я рассмотрю некоторые основы конструкции и работы миниатюрных линейных подпружиненных обратных клапанов, а также немного расскажу, почему подпружиненные обратные клапаны так полезны и как они используются.


Краткий обзор основ обратных клапанов
Обратные клапаны - это двухходовые клапаны с двумя отверстиями в корпусе клапана.Одно отверстие предназначено для входа воздуха, газа или жидкости (среды) в клапан, входное отверстие. Другое отверстие клапана предназначено для выхода среды из клапана, выходного отверстия. Как и все обратные клапаны, подпружиненные обратные клапаны не требуют внешнего управления для работы. За исключением пружины, подпружиненные обратные клапаны имеют те же основные элементы конструкции, что и все другие обратные клапаны.


Подпружиненный обратный клапан: применение и характеристики:

  • Защита оборудования от повреждений, вызванных обратным потоком
  • Обеспечьте сброс давления для безопасности системы
  • Предотвращение загрязнения от обратного потока
  • Для работы не требуется вмешательства человека
  • Приводится в действие потоком и дифференциальным давлением с помощью давления пружины

Модульные обратные клапаны

Мы подняли подпружиненные обратные клапаны на совершенно новый уровень.Смешайте и сопоставьте британские и метрические соединения. Посмотреть видео.

Подпружиненный или подпружиненный
Подпружиненный по сравнению с отсутствием пружины представляет собой очень основное разделение типов обратных клапанов. Подпружиненный означает в значительной степени то, что вы думаете. Ключевым преимуществом встраивания пружины в механизм обратного клапана является то, что она в значительной степени устраняет влияние силы тяжести на работу обратного клапана. Без пружины сила тяжести и, следовательно, вертикальная ориентация клапана могут стать решающим фактором для правильной работы обратного клапана.

Производители выпускают подпружиненные обратные клапаны с большим разнообразием типов соединений, давлений открытия и материалов. Что еще более важно, ISM находится в уникальном положении, так как может добавить функцию подпружиненного обратного клапана почти к каждому предлагаемому нами фитингу. Металлические пружины в подпружиненных обратных клапанах изготовлены из нержавеющей стали или другого сплава стали с высокой коррозионной стойкостью. Важно отметить, что этот тип обратного клапана обычно рассчитан на нормально закрытый.


Преимущества подпружиненного обратного клапана

  • Обеспечивает быстрое прерывание потока
  • Обеспечивает надежное уплотнение при давлениях ниже давления открытия клапана
  • Не требует силы тяжести или обратного давления для работы или срабатывания
  • Обеспечивает принудительное закрытие клапана независимо от вертикальной ориентации
  • Предотвращает обратный поток жидкости или газа в системе во время планового технического обслуживания
  • Пружины могут работать в очень широком диапазоне температур


Напоминание о давлении открытия
Давление открытия - это минимальное давление на входе, когда нормально закрытый обратный клапан начинает открываться и начинается поток.Можно спроектировать очень точное давление пружины, и поэтому обычно можно найти миниатюрные подпружиненные обратные клапаны, изготовленные с определенным давлением открытия, чтобы соответствовать конкретным критериям применения.


Очень упрощенная и идеализированная конструкция и работа подпружиненного обратного клапана
Миниатюрный подпружиненный обратный клапан обычно устанавливается на линии технологического трубопровода. Корпус клапана полый. Этот корпус имеет элемент поперечного сечения, седло, с проходом или отверстием в нем.Этот проход ориентирован поперек потока через клапан.

Седло обратного клапана разделяет клапан на входную (входную) и выходную (выходную) стороны. Внутри клапана находится стопор слишком большого размера, который может перемещаться так, что одна из его поверхностей, уплотнительная поверхность, может упираться в седло клапана. Положение пружины обеспечивает постоянное давление, удерживающее уплотняемые поверхности клапана вместе.

Рисунок 8 - подпружиненный обратный клапан Тарельчатый поршень с уплотнительным кольцом

Обратный клапан «стопор» или «плунжер» обычно имеет форму шара, диска, поршня или тарелки (см. Рисунок 8 выше).На этом рисунке показан типовой подпружиненный тарелочный клапан обратного клапана. Он также имеет уплотнительную поверхность с улучшенным уплотнительным кольцом.

Поток жидкости или газа в правильном направлении и при правильном давлении (давление на выходе) преодолевает силу пружины и отталкивает уплотнительную поверхность плунжера от седла. Это позволяет течению иметь место. Когда давление на входе падает достаточно низко, пружина прижимает уплотнительную поверхность стопора к уплотнительной поверхности седла клапана, что закрывает клапан и предотвращает обратный поток.


Напоминание об установке обратного клапана

Поскольку обратные клапаны обеспечивают односторонний поток, важно установить их в правильной линейной ориентации. Стрелка или символ любого типа обратного клапана (символ гидравлической / пневматической логики) на внешней стороне корпуса указывает направление потока. На этом изображении поток идет сверху вниз. Некоторые обратные клапаны будут иметь как логический символ, так и стрелку, указывающую на правильную ориентацию.


Технические характеристики пружинных обратных клапанов

  • Материалы (химическая совместимость)
  • Минимальное давление открытия
  • Как быстро закрывается обратный клапан
  • Варианты торцевых соединений
  • Падение давления на клапане при полном открытии


Прочие соображения

  • Операционная среда
  • Рабочие температуры
  • Тип используемых газов или жидкостей (среды)
  • Вязкость среды
  • Условия потока, такие как низкий расход или низкое давление


Заключение
Это описание подпружиненных обратных клапанов дает некоторые причины того, почему они так широко используются.Их можно выбирать, не беспокоясь об эффектах вертикальной ориентации из-за их пружин. Точно рассчитанные усилия пружины обеспечивают диапазон давлений срабатывания обратного клапана, что полезно при их согласовании с техническими условиями применения. Они также закрываются до того, как поток полностью остановится, вместо того, чтобы полностью закрыться за счет давления обратного потока.

Ищите нашу следующую статью в блоге, в которой мы рассмотрим некоторые из основных конструктивных особенностей прецизионных отверстий и почему они так полезны:

Введение в отверстия и их применение


Были ли у вас проблемы с выбором подходящего подпружиненного обратного клапана для одного из ваших проектов? Вызвали ли проблемы условия низкого расхода или низкого давления? Как насчет коррозионной стойкости или температуры среды? Помогите нам, рассказав другим о том, что вы узнали.

Есть вопросы о характеристиках или функциях обратного клапана? Если да, напишите мне по электронной почте - steven.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *