Защита от перегрузок: роль винтика на предохранительном клапане

Защита от перегрузок: роль винтика на предохранительном клапане

Импульсные клапаны являются разновидностью предохранительной арматуры. Они необходимы при проведении обслуживания систем или отдельных трубопроводов, когда требуется сброс большого объема рабочей среды при избыточном давлении. Возможны два варианта исполнения — импульсный клапан является составной частью главного и вынесенный импульсный клапан, являющийся отдельным элементом системы.

Срабатывание импульсного клапана провоцируется возникновением в системе давления превышающего установленную норму. После этого, рабочая среда направляется в привод главного клапана и, в результате, происходит сброс избытков среды. Подобный принцип работы характерен для устройств, в которых главный и импульсный клапаны совмещены в общей конструкции.
Вынесенные импульсные клапаны всегда оснащаются электромагнитами и манометром электроконтактного типа.

Манометр посылает сигнал на сброс импульсному клапану при превышении установленного уровня давления. Таким образом, вынесенные клапаны являются устройствами непрямого действия. Но аварийное отключение электропитания или выход из строя магнитов заставляют клапаны функционировать как предохранительная арматура прямого действия.

Питание электромагнитов управляется от датчика, через который происходит передача сигнала от манометра. Это позволяет производить управление импульсным клапаном дистанционно, что расширяет функционал устройства. Таким образом открытие или закрытие запирающего клапана можно производить при необходимости, а не только в случае превышения показателей давления рабочей среды.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое предохранительный клапан

В пружинных клапанах давлению среды на затворе противостоит степень сжатия пружины. Именно она определяет силу срабатывания, а от упругости используемой пружины зависит диапазон регулировок.

Теплоноситель оказывает давление на пружину, которая сжимается. При превышении давления настройки золотник поднимается, и теплоноситель сбрасывается через отводящий патрубок. После того, как давление в системе снизилось до настроечного, клапан закрывается, и спуск теплоносителя прекращается.

Давление срабатывания пружинного предохранительного клапана устанавливается с помощью комплектации клапана 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 золотника к седлу.

Однако на производствах с использованием агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка может быть очень опасной. Поэтому для пружинных клапанов, используемых на таких производствах, возможность ручной продувки не предусматривается и даже запрещается.

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.

Как работает предохранительный клапан

Предохранительные клапаны — это устройства, предназначенные для защиты систем и оборудования от избыточного давления. Их конструкция включает несколько компонентов:

• Корпус: Изготавливается из прочных материалов (например, сталь, чугун) для обеспечения надежности и долговечности. Корпус служит для защиты внутренних компонентов и соединения с системой.
• Седло и тарелка: Седло представляет собой уплотнительную поверхность, на которую прижимается тарелка (диск). При нормальном давлении тарелка плотно прилегает к седлу, предотвращая утечку.
• Пружина: Основной элемент, регулирующий давление, при котором срабатывает клапан. Пружина прижимает тарелку к седлу, и когда давление в системе превышает заданный уровень, сила преодолевает сопротивление пружины, открывая клапан.
• Регулировочный винт: Используется для настройки усилия пружины, что позволяет регулировать давление, при котором он начнет срабатывать.
• Выпускное отверстие: Через него происходит сброс избыточного давления. Выпускное отверстие направляет поток сбрасываемой среды, предотвращая её воздействие на окружающие компоненты системы.

Предохранительные клапаны обладают рядом преимуществ, которые делают их незаменимыми элементами в различных инженерных системах:

• Защита от аварийных ситуаций;
• Автоматическая работа;
• Высокая надежность;
• Простота настройки и обслуживания;
• Универсальность применения;
• Соответствие нормативным требованиям.

Назначение предохранительного клапана заключается в автоматическом сбросе для предотвращения повреждений оборудования и обеспечения безопасности системы. Их устройство и преимущества делают их незаменимыми в защите оборудования от избыточного давления и предотвращении аварийных ситуаций.

Зачем нужен винтик на предохранительном клапане

1.1. Настоящая Инструкция распространяется на предохранительные устройства (ПУ), установленные на сосудах, аппаратах и трубопроводах ТЭС, работающих на паре и воде.

1.2. Инструкция не распространяется на те ПУ паровых и водогрейных котлов, на которые распространяются требованияи.

1.3. Инструкция содержит основные требования к установке ПУ и определяет порядок их регулировки, эксплуатации и технического обслуживания.

В приложениях-Инструкции изложены основные требования, предъявляемые к ПУ энергоустановок, содержащиеся в ПравилахиГосгортехнадзора России и ГОСТ 12.2.085-82 и ГОСТ 24570-81 , приведены технические характеристики клапанов, применяемых для защиты оборудования энергоустановок ТЭС от повышения давления сверх допустимого значения, методика расчета пропускной способности предохранительных клапанов (ПК) и ряд других материалов, представляющих практический интерес для эксплуатационного персонала электростанций.

Инструкция направлена на повышение безопасности эксплуатации оборудования энергоустановок.

1.4. С выходом настоящей Инструкции утрачивает силу "Инструкция по эксплуатации, порядку и срокам проверки предохранительных устройств сосудов, аппаратов и трубопроводов тепловых электростанций" (М: СПО Союзтехэнерго, 1981).

Какие проблемы могут возникнуть, если винтик на предохранительном клапане не будет использован

Клапаны пружинные предохранительные ППК (рисунок 5зк) предназначены для нефтяных жидких и газообразных некоррозионных сред с температурой не более 350 °С. После проведенных исследований воздействия температуры среды на пружину, температура среды может быть повышена до 450і°С. В системе с противодавлением температура среды противодавления не должна превышать 200 °С.

1 - корпус; 2 - сопла; 3 - нижняя регулировочная втулка; 4, 5 - стопорный винт; 6, 19, 25, 29 - прокладка; 7- верхняя регулировочная втулка;

8 - подушка; 9 - золотник; 10 - направляющая втулка; 11 - специальная гайка; 12 - перегородка; 13 - крышка; 14 - шток; 15 - пружина; 16 - опорная шайба; 17 - регулировочный винт; 18 - контргайка; 20 - колпак;

21 - кулачок; 22 - направляющая втулка; 23 - гайка; 24 - заглушка;

25 - кулачковый вал; 27 - шпонка; 28 - рычаг; 30 - шарик.

Рисунок 5зк. Пружинный предохранительный клапан типа ППК

Клапан - полноподъемный; высокий подъем золотника достигается использованием кинетической энергии и реакции потока, выходящего с большой скоростью из сопла. Для этого клапан снабжен верхней и нижней регулировочными втулками, которые фиксируются в определенном положении стопорными винтами. Правильная посадка золотника на седло создается направляющей втулкой. Высокий золотник, опущенная почти на уровень уплотнительных поверхностей точка контакта штока с золотником и определенное направление штока в разделительной перегородке обеспечивают работу клапана без перекосов золотника. Разделительная перегородка предохраняет пружину клапана от действия повышенных температур при сбросах среды. Пружину настраивают на требуемое давление регулировочным винтом. Набор сменных пружин обеспечивает бесступенчатую регулировку клапана на заданный диапазон установочных давлений. Шток и золотник связаны через шарик из закаленной стали. Это устройство обеспечивает самоцентровку штока вне зависимости от положения пружины.

Как часто нужно проверять винтик на предохранительном клапане

Проверить исправность можно, включив водонагреватель (кран с горячей водой при этом не открывать) ждать полного нагрева воды до предельно возможной температуры. Спустя время из предохраняющего защитного механизма должна капать лишняя вода.

Клапан не сработает, если:

• неисправен кран горячего водоснабжения (давление будет сбрасываться через него);
• термостат установлен на 30-40⁰ С (вода не будет прогреваться до той степени, чтобы напор внутри резервуарной емкости достигло допустимой отметки);
• рабочее давление клапанного устройства защиты высокое, не соответствует производительной мощности водонагревательного оборудования (максимально допустимое давление в емкостном резервуаре не будет достаточным, чтобы сработал предохраняющий клапанный механизм. Может иметь опасные последствия).

Вода из клапанного устройства должна периодически отводиться. Если этого не происходит и все перечисленные случаи исключены, неисправен сам предохранитель. Его нужно заменить на новый, предварительно проверив его работоспособность.

Предохранительный механизм должен устанавливаться на водонагревательном оборудовании для обеспечения долгой, бесперебойной, безопасной работы устройства. Следует выбирать наиболее подходящий по всем конструктивным и функциональным параметрам вариант, иначе его деятельность будет неэффективной, и даже опасной. При этом необходимо периодически проводить проверку его исправности, примерно один раз в месяц. При обнаружении неисправности нужно заменить неработающий клапан на новый.

Очень опасно его самостоятельное усовершенствование, замена обратным клапанным механизмом. Это приведет к неприятным последствиям, из-за которых, вполне вероятно, придется заменить приобретенный водонагреватель новым.

Какие материалы используются для изготовления винтика на предохранительном клапане

Хотя термины «предохранительный клапан», «клапан сброса давления», «предохранительный клапан» и «предохранительный клапан» на первый взгляд кажутся синонимами, на самом деле для этих терминов существуют специальные определения, которые, как представлено ниже, адаптированы из ANSI/ASME Performance Test Code PTC-25-2008. С иерархической точки зрения может быть полезно охарактеризовать семейство продуктов, выполняющих эту функцию, как устройства сброса давления, а затем в рамках этого семейства определить конкретные типы устройств как относящиеся к одному из двух классов:

• Устройства для сброса давления без реклокинга
• устройства для сброса давления без реклокинга

Различие между этими двумя классами заключается в том, что незакрывающиеся устройства предназначены для того, чтобы оставаться открытыми после срабатывания и могут требовать ручного сброса. Устройства повторного закрытия обычно закрываются или сбрасываются после того, как избыточное или пониженное давление, вызвавшее открытие клапана, исчезнет.

Перекрытие устройств сброса давления

К устройствам сброса давления относятся:

• Клапаны сброса давления
• Предохранительные клапаны
• Предохранительные клапаны
• Предохранительные сбросные клапаны

Предохранительные клапаны (PRV) — это пружинные клапаны, которые предназначены для открытия при наличии избыточного давления и закрытия для предотвращения потока жидкости после восстановления нормальных условий эксплуатации. Обычно это быстро открывающиеся клапаны, или клапаны со срабатыванием, или они могут открываться пропорционально величине давления, превышающего давление открытия.

Предохранительные клапаны обычно представляют собой клапаны сброса давления, которые реагируют на статическое давление на входе и быстро открываются. Они обычно используются в системах со сжимаемыми жидкостями.

Перепускные клапаны — это клапаны, которые характеризуются более постепенным открытием или закрытием, что, как правило, пропорционально увеличению или уменьшению давления в системе. Эти устройства обычно используются в системах с несжимаемыми жидкостями.

Предохранительные сбросные клапаны сочетают в себе характеристики как предохранительных, так и сбросных клапанов. Они способны как быстро, так и постепенно открываться и закрываться и, как правило, реагируют пропорционально изменению давления. Они могут использоваться как со сжимаемыми, так и несжимаемыми жидкостями или средами.

Неразборные устройства сброса давления

Не закрывающиеся устройства сброса давления остаются открытыми после срабатывания, что требует ручного сброса. Они не являются предохранительными клапанами как таковыми, а больше похожи на предохранители, которые необходимо заменить, если перегрузка по току привела к размыканию плавкой вставки.

Примерами незакрывающихся устройств сброса давления являются разрывные мембраны и разрывные штифты.

Типы предохранительных клапанов (PRV)

Клапаны сброса давления обычно относятся к одному из этих типов:

• PRV с ограниченным подъемом — клапан, в котором зона разгрузки определяется положением диска в клапане.
• ПРВ с полным подъемом — такой, в котором зона разгрузки не определяется положением диска в клапане.
• PRV с уменьшенным проходом — определяется как клапан, в котором площадь проходного сечения под седлом меньше, чем на входе клапана.
• Полнопроходной PRV — определяется как такой, в котором площадь отверстия равна площади потока на входе.
• PRV с прямой пружиной — клапаны, в которых для удержания диска в закрытом состоянии используется пружина.
• PRV с пилотным управлением — клапаны, в которых давление в системе используется для удержания поршня или мембраны на месте (вместо пружины), а конкретное давление удержания контролируется давлением в системе, приводящим в действие пилотный клапан.
• Обычный PRV с прямой пружиной — клапан с прямой пружиной, работа которого напрямую зависит от изменения противодавления.
• Сбалансированный прямой пружинный PRV — прямой пружинный клапан, разработанный для минимизации влияния противодавления на рабочие характеристики клапана. Также называется сбалансированным сильфонным PRV.
• PRV с внутренней пружиной — клапан с прямой пружиной, в котором пружинный механизм находится под воздействием давления в системе, когда клапан находится в закрытом состоянии.
• Предохранительный клапан температуры и давления — предохранительный клапан, который может реагировать как на условия давления, так и на условия температуры на входном отверстии клапана.
• PRV с силовым приводом — перепускной клапан, срабатывание которого осуществляется при помощи устройства с внешним приводом.
• Вакуумный предохранительный клапан — срабатывает для пропуска жидкости в систему при возникновении внутреннего вакуума, который может привести, например, к разрушению емкости для хранения.

Как выбрать подходящий винтик на предохранительном клапане для своего оборудования

Предохранительный клапан для водонагревателя корректнее было бы назвать системой клапанов, так как их в устройстве два.

Расположены они в латунном или никелированном корпусе, который имеет вид перевернутой буквы «Т» (смотрите фото). В нижней части корпуса стоит обратный клапан, предотвращающий отток воды из водонагревателя при понижении давления в системе. В перпендикулярном ответвлении имеется другой клапан, который при превышении давления позволяет выпускать часть воды через штуцер.

Устройство предохранительного клапана для бойлера

Механизм работы следующий:

• Пока давление в бойлере меньше чем то, которое в водопроводе (при заполнении или при открытом кране), тарельчатая пластина обратного клапана отжата потоком воды. Как только давление выравнивается, пружина поджимает пластину к выступам корпуса, перекрывая поток воды.
• При включенном нагреве происходит постепенное увеличение температуры воды, а вместе с ней растет и давление. Пока оно не превышает предельное, ничего не происходит.
• При достижении порогового уровня давление сжимает пружину предохранительного клапана, открывается выход к штуцеру. Некоторая часть воды из бойлера стравливается через штуцер. При понижении давления до нормального пружина запирает проход, вода перестает стекать.

По принципу работы понятно, что вода из штуцера будет постоянно подкапывать. Это происходит при нагреве воды, при понижении давления в водопроводе. Если вы периодически видите на штуцере воду, значит все работает нормально. Но сливающуюся жидкость надо отводить. Для этого на патрубок надевают трубку подходящего диаметра, обязательно закрепляют ее хомутом. Нормальное рабочее давление бойлера — от 6 Бар до 10 Бар. Без механического крепления трубку сорвет в два счета, так что хомут подбираем качественный, затягиваем хорошо. Выводят трубку в ближайший канализационный слив.

Еще один момент: трубка на штуцер нужна прозрачная и желательно армированная (так называемая «елочка»). Почему армированная понятно — из-за давления, а прозрачная — для возможности контроля работоспособности устройства.

Какие факторы влияют на работу винтика на предохранительном клапане

Требований к правильной установке клапанного устройства немного:

• Предохранительный клапан всегда устанавливается в разрыв магистрали холодной воды между запорным вентилем и вводом в бойлер, никаких других устройств в этом промежутке стоять не должно;
• Максимальное расстояние от вводного патрубка на бойлере до клапанного предохранителя составляет 180-220 см;
• Для большинства моделей предусмотрена вертикальная установка устройства, при этом вода должна поступать снизу вверх. Направление движения водяного потока обозначается стрелочкой на корпусе.

Сливной штуцер на предохранительном клапане должен соединяться прозрачной полихлорвиниловой трубкой с канализационной магистралью. Прозрачная трубка очень удобна в пользовании – хорошо видно, как работает предохранительный клапан.

Чтобы не сверлить или не резать канализационную трубу, можно использовать специальный тройник для стиральных машин, как на

Перед установкой корпус аккуратно продувают воздухом, чтобы избежать неплотного прилегания тарелки к седлу из-за случайно попавшего внутрь мусора или обрезков паковочной ленты. Сборку клапана выполняют по традиционной схеме – резьбу подматывают фумкой по направлению закручивания накидной гайки и скручивают с вводом или подводными шлангами.

Перед запуском бойлера соединение на холодную опрессовывают под рабочим давлением. Если в течение 5-7 мин на стыках не появились капельки воды, значит, установка выполнена правильно.