Пружинний запобіжний клапан. Зворотний клапан для води: принцип дії, конструкція та різновиди

Клапан запобіжний пружинний фланцевий 17x28нж - це один з основних видів, який застосовується для захисту трубопровідного обладнання. Клапан запобіжний пружинний 17с28нж призначений для захисту обладнання та трубопроводу від неприпустимого перевищення тиску в системі. Забезпечення безпечних значень тиску здійснюється шляхом автоматичного скидання надлишків. робочого середовищау спеціально встановлений, що відводить трубопровід або в атмосферу, а при відновленні робочого тиску, запобіжний клапан 17с28нж припиняє скидання робочого середовища.

Клапан запобіжний пружинний 17x28нж монтується з обладнанням та за допомогою фланцевого з'єднання. Клапан запобіжний пружинний фланцевий 17x28нж має термін служби більше 11 років, а виробник дає на нього гарантію 18 місяців з дня введення клапана в експлуатацію. Запобіжний клапан 17с28нж негерметичний по відношенню до зовнішнього середовища.

Матеріал основних деталей, з яких виготовляється запобіжний пружинний клапан 17с28нж з фланцевим з'єднанням:

• Корпус, кришка - Сталь 25Л
• Диск, сідло - Сталь 20Х13
• Шток - Сталь 20Х13/Сталь 40
• Прокладка - АД1М
• Пружина - 50ХФА

Влаштування запобіжного пружинного клапана 17с28нж

1 .Ковпак

2 . Регулюючий гвинт

3 . Пружина

4 . Кришка

5 . Шток

6 . Вузол ручного підриву

7 . Вузол золотника

8 . Сідло

9 . Корпус

Габаритні та приєднувальні розміризапобіжного клапана 17с28нж

Технічні характеристики запобіжного клапана 17x28нж

Для скидання надлишкового тиску в атмосферу застосовуються запобіжні клапани пружинні, які являють собою спеціальну трубопровідну арматуру, що забезпечує надійний захисттрубопроводу від виникнення неполадок та механічних пошкоджень. Пристрій відповідає за автоматичне скидання надлишку рідин, пари та газу з судин та систем до того моменту, поки тиск не буде нормалізовано.

Призначення пружинного клапана

Небезпечне перевищення тиску в системі виникає в результаті зовнішніх і внутрішніх факторів. До підвищення призводить як неправильне збирання тепломеханічних схем, що викликає збої у функціонуванні обладнання, попадання тепла в систему від сторонніх джерел, так і внутрішньосистемні фізичні процеси, які не передбачаються стандартними умовами експлуатації, що періодично виникають у системі.

Запобіжні вироби - обов'язкова частина будь-якої побутової або промислової системипрацює під тиском. Установка запобіжних механізмів здійснюється на трубопроводах компресорних станціях, на автоклавах, в котельнях. Клапани виконують захисні функціїна трубопроводах, якими транспортуються як газоподібні, а й рідкі речовини.

Пристрій та принцип роботи пружинних клапанів

Клапан складається із сталевого корпусу, нижній штуцер якого використовується як сполучний елемент між ним і трубопроводом. Якщо в системі підвищується тиск, скидання середовища відбувається через бічний штуцер. Відрегульована залежно від тиску у системі пружина забезпечує притискання золотника до сідла. Регулювання пружини відбувається за допомогою спеціальної втулки, яка вкручена у верхню кришку, розташовану на корпусі пристрою. Розташований у верхній частині ковпак призначений для захисту втулки від руйнування в результаті механічних впливів. Наявність спеціального вушка для пломбування дозволяє захистити систему від стороннього втручання.

Для клапанів, у яких врівноважуючим механізмом виступає пружина, підбирається зусилля робочого органу. Якщо параметри підібрані правильно, при нормальному станіЗолотник, що відповідає за випуск зайвого тиску з трубопроводу, повинен бути притиснутий до сідла. Коли робочі показники збільшуються до критичного рівня в залежності від типу пружинного пристроюзолотник відходить на певну висоту.

Запобіжний пружинний клапан, що забезпечує своєчасне скидання тиску, виготовляють із різних матеріалів:

• Вуглецева сталь.Подібні пристрої підходять для систем, тиск яких перебуває в межах 0,1-70 Мпа.
• Нержавіюча сталь.Клапани з нержавіючої сталірозраховані на системи, тиск у яких не перевищує 0,25-2,3 МПа.

Класифікація та характеристики пружинних клапанів

Клапан запобіжний пружинний випускається у трьох виконаннях:

• Малопідйомні пристроїпідходять для систем газопроводів та паропроводів, тиск у яких не перевищує 0,6 Мпа. Висота підйому такого клапана не досягає більше 1/20 діаметра сідла.
• Середньопідйомні пристрої, В яких висота підйому золотника становить від 1/6 до 1/10 від диметра сопла.
• Повнопідйомні пристрої, в яких висота підйому клапана досягає ¼ від діаметра сідла.

Відома класифікація клапанів виходячи зі способу їх відкриття:

• Зворотній пружинний клапан.Для керування зворотними пружинними клапанами залучається непряме стороннє джерело тиску. Зворотні пружинні клапани, які називають імпульсними запобіжними пристроями, можуть працювати за допомогою електроенергії.
• Прямий клапан.У пристроях прямого типу робочий тиск середовища безпосередньо впливає на золотник, який піднімається при підвищенні тиску.

Виділяють клапани відкритогоі закритого типу. У разі використання пристрою прямого типу при відкриванні клапана, середовище скидається прямо в атмосферу. Клапани закритого типу залишаються повністю герметичними щодо навколишньому середовищі, скидаючи тиск у спеціальний трубопровід.

Переваги

Виділяють різні видиобладнання, що забезпечує скидання надлишкового тиску з системи, але запобіжні клапани пружинні користуються популярністю завдяки наявності важливих переваг:

• Простота та надійність конструкції.
• Легкість здійснення налаштування робочих параметрів та зручність монтажу.
• Різноманітність розмірів, типів та конструктивних виконань.
• Встановлення запобіжного виробу можливе як у горизонтальному, так і вертикальному положенні.
• Щодо невеликі габаритні розміри.
• Великий прохідний переріз.

До мінусів запобіжних клапанів відносять наявність обмежень у висоті підйому золотника, підвищені вимоги до якості виготовлення пружини для запобіжних клапанів, яка може вийти з ладу при роботі в умовах агресивного середовища або постійного впливу високих температур.

Як вибрати пружинний клапан?

При виборі запобіжника варто ґрунтуватися на кількох важливих принципах, від обліку яких залежить безперебійна робота системи та можливість виконання запобіжником необхідних функцій:

• Запобіжні пружинні клапани мають найменші габарити порівняно з іншими типами клапанів запобіжних скидних, тому їх слід вибирати в тих випадках, коли вільного простору недостатньо.
• Особливості застосування клапанів пов'язані з наявністю підвищених вібрацій, які негативно впливають на експлуатаційні характеристикипристрої та можуть швидко привести його в непридатність. Наприклад, пристрої важільно-вантажного типу більш схильні до поломок через вплив вібрацій в силу наявності в конструкції довгого важеля з вагою і шарнірів. Тому для систем, у яких спостерігаються значні вібраційні дії, варто вибирати запобіжний пружинний клапан.
• Залежно від особливостей конструкції приладу пружина з часом може змінювати зусилля тиску. Це з тим, що постійний підйом золотника викликає зміни у структурі металу.

Нюанси монтажу

Запобіжний клапан пружинного типувстановлюють у будь-якій точці системи, яка піддається підвищеному тиску і знаходиться під загрозою отримати механічні пошкодження. Пристрій не вимагає великого вільного простору, що є значною перевагою в порівнянні з іншими типами запобіжних пристроїв.

З метою запобігання неполадкам у роботі перед запобіжним клапаном не слід встановлювати будь-яку запірну арматуру. Для скидання газоподібного середовища встановлюються спеціальні пристрої або скидання відбувається безпосередньо в атмосферу. Для оповіщення персоналу разом із пружинними клапанами монтують спеціальний свисток, який розміщують на скидному патрубку. При спрацьовуванні клапана надходитиме сигнал свистка, що означає, що в системі підвищився тиск і клапан відкрився для скидання середовища.

Можливі причини поломок запобіжного клапана

Запобіжні клапани – це міцні та надійні пристрої, що забезпечують постійний захист систем від перевищення тиску. Прямий або зворотний пружинний клапан виходять з ладу з кількох причин:

• наявність підвищених вібрацій;
• Постійний вплив агресивного середовища на запобіжний дросель.
• Неправильне встановлення запобіжного пружинного дроселя або клапана.

З метою уникнення аварій та несправностей у функціонуванні систем запобіжні клапани проходять періодичні перевірки на наявність неполадок. Клапани тестують на міцність та щільність перед введенням в експлуатацію. Також періодичні перевірки проводяться з метою визначення герметичності поверхонь ущільнювачів і сальникових з'єднань.

При правильному виборізапобіжні пристрої з урахуванням параметрів системи, проведення періодичних перевірок та своєчасне усунення несправностей запобіжні пружинні клапани забезпечать надійне функціонування системи та безвідмовний захист від перевищення тиску протягом тривалого часу.

З тиском понад встановлений. Клапан також повинен забезпечувати припинення скидання середовища під час відновлення робочого тиску. Запобіжний клапан є арматурою прямої дії , що працює безпосередньо від робочого середовища, поряд з більшістю конструкцій захисної арматури і регуляторами тиску прямої дії .

Небезпечне надлишковий тискможе виникнути в системі як в результаті сторонніх факторів (неправильна робота обладнання, передача тепла від сторонніх джерел, неправильно зібрана тепломеханічна схема і т. д.), так і в результаті внутрішніх фізичних процесів, обумовлених якоюсь вихідною подією, не передбаченою нормальною експлуатацією. ПКвстановлюються скрізь, де може це статися, тобто практично на будь-якому устаткуванні, але особливо вони важливі у сфері експлуатації промислових та побутових судин, що працюють під тиском.

Енциклопедичний YouTube

1 / 2

Навіщо запобіжний клапан у системі гарячого водопостачання

Конструкція запобіжного клапана (у стереоформаті анагліф)

Субтитри

Принцип дії

Коли запобіжний клапан закритий, на його чутливий елементвпливає сила від робочого тискув системі, що захищається, прагне відкрити клапан і сила від задатчика, що перешкоджає відкриттю. З виникненням у системі збурень, що викликають підвищення тиску понад робітника, зменшується величина сили притискання золотника до сідла. У той момент, коли ця сила стане рівної нулю, настає рівновага активних сил від впливу тиску в системі та задатчика на чутливий елемент клапана. Запірний орган починає відкриватися, якщо тиск у системі не перестане зростати, відбувається скидання робочого середовища через клапан.

Зі зниженням тиску в системі, що захищається, що викликається скиданням середовища, зникають обурювальні впливи. Запірний орган клапана під дією зусилля задатчика закривається.

Тиск закриття в ряді випадків виявляється на 10-15% нижче робочого тиску, це пов'язано з тим, що для створення герметичності запірного органу після спрацьовування потрібно зусилля, значно більше, ніж те, якого було достатньо для підтримки герметичності клапана перед відкриттям. Це пояснюється необхідністю подолати при посадці силу зчеплення молекул середовища, що проходить через щілину між поверхнями ущільнювачів золотника і сідла, витіснити це середовище. Також зниженню тиску сприяє запізнення закриття запірного органу, пов'язане з впливом на нього динамічних зусиль від потоку середовища, що проходить, і наявність сил тертя , що вимагають додаткового зусилля для його повного закриття .

Класифікація запобіжних клапанів

За принципом дії

• клапани прямої дії - зазвичай саме ці пристрої мають на увазі, коли використовують словосполучення запобіжний клапан, вони відкриваються безпосередньо під впливом тиску робочого середовища;
• клапани непрямої дії- клапани з керуванням шляхом використання стороннього джерела тиску або електроенергії, загальноприйнята назва таких пристроїв імпульсні, запобіжні пристрої;

• клапани пропорційної дії (використовуються на стисливих середовищах)
• клапани двопозиційної дії

• малопідйомні
• середньопідйомні
• повнопідйомні

• вантажні або важільно-вантажні
• пружинні
• важільно-пружинні
• магніто-пружинні

Відмінності у конструкціях

Запобіжні клапани зазвичай мають кутовий корпус, але можуть мати прохідний, незалежно від цього клапани встановлюються вертикально так, щоб при закриванні шток опускався вниз.

Більшість запобіжних клапанів виготовляються з одним сідлом у корпусі, але зустрічаються конструкції з двома сідлами, встановленими паралельно .

Малопідйомними називаються запобіжні клапани, у яких висота підйому замикаючого елемента (золотника, тарілки) не перевищує 1/20 діаметра сідла, повнопідйомними - клапани, у яких висота підйому становить 1/4 діаметра сідла і більше. Існують також клапани з висотою підйому тарілки від 1/20 до 1/4, їх зазвичай називають середньопідйомними. У малопідйомних та середньопідйомних клапанах підйом золотника над сідлом залежить від тиску середовища, тому умовно їх називають клапанами пропорційної дії, хоча підйом не пропорційний тиску робочого середовища. Такі клапани використовуються, як правило, для рідин, коли не потрібна велика пропускна здатність. У повнопідйомних клапанах відкриття відбувається відразу на повний хід тарілки, тому їх називають клапанами двопозиційної дії. Такі клапани є високопродуктивними і застосовуються як на рідких, так і на газоподібних середовищах.

Найбільші відмінності у конструкціях запобіжних клапанів полягають у видах навантаження на золотник.

Пружинні клапани

Вони тиску середовища на золотник протидіє сила стиснення пружини. Один і той же пружинний клапан може бути використаний для різних меж настроювання тиску спрацьовування шляхом комплектації різними пружинами. Багато клапанів виготовляються зі спеціальним механізмом (важелем, грибком та ін.) ручного підриву для контрольного продування клапана. Це робиться з метою перевірки працездатності клапана, тому що під час експлуатації можуть виникнути різні проблеми, наприклад, прикипання, примерзання, прилипання золотника до сідла. Однак у деяких виробництвах в умовах агресивних і токсичних середовищ, високих температур і тисків контрольна продування може бути дуже небезпечною, тому для таких клапанів можливість ручного продування не передбачається і навіть забороняється.

Найчастіше пружини піддаються впливу робочого середовища, яке скидається з трубопроводу або ємності при спрацьовуванні, для захисту від слабоагресивних середовищ застосовують спеціальні покриття пружин. Ущільнення по штоку таких клапанах відсутня. У випадках роботи з агресивними середовищами в хімічних та деяких інших установках пружину ізолюють від робочого середовища за допомогою ущільнення по штоку сальниковим, сильфоном або еластичною мембраною. Сильфонне ущільнення застосовується також у тих випадках, коли витік середовища в атмосферу не допускається, наприклад, на АЕС.

Важельно-вантажні клапани

У таких клапанах зусилля на золотник від тиску робочого середовища протидіє сила від вантажу, що передається через важіль на шток клапана. Налаштування таких клапанів на тиск відкриття здійснюється фіксацією вантажу певної маси на плечі важеля. Важелі також використовують для ручного продування клапана. Такі пристрої заборонено використовувати на пересувних судинах.

Для герметизації сідел великих діаметрів потрібні значні маси вантажів на довгих важелях, що може викликати сильну вібрацію пристрою, у цих випадках застосовуються корпуси, всередині яких переріз скидання середовища утворено двома паралельно розташованими сідлами, які перекриваються двома золотниками за допомогою двох важелів з вантажами. Таким чином, в одному корпусі монтуються два паралельно працюючі затвори, що дозволяє зменшити маси вантажу та довжини важелів, забезпечуючи нормальну роботуклапана.

Магніто-пружинні клапани

У цих пристроях використовується електромагнітний привідтобто вони не є арматурою прямої дії. Електромагніти в них можуть забезпечувати додаткове притискання золотника до сідла, в цьому випадку при досягненні тиску спрацьовування сигналом від датчиків електромагніт відключається і тиску протидіє лише пружина, клапан починає працювати як звичайний пружинний. Також електромагніт може створювати зусилля відкриття, тобто протидіяти пружині та примусово відкривати клапан. Існують клапани, в яких електромагнітний привід здійснює і додаткове притискання, і зусилля відкриття, у цьому випадку пружина служить для підстрахування на випадок припинення