Пружинные предохранительные клапаны

Пружинные предохранительные клапаны предназначены для углеводородных жидких и газообразных некоррозионных сред. Эти клапаны как правило полноподъемные, имеют высокую пропускную способность. В некоторых конструкциях пружинных предохранительных клапанов для контрольных продувок во время эксплуатации предусмотрен рычажный механизм.

На нефтеперекачивающих станциях наиболее широкое применение получил специальный пружинный предохранительный клапан типа СППК4-200-16.

Рисунок 47 – Пружинный предохранительный клапан

Пружинный предохранительный клапан типа СППК4-200-16 закрытый, без рычага для контрольной продувки, имеет высокую пропускную способность. Конический проточный канал приемного патрубка обеспечивает плавный переход от проходного сечения фланца к соплу клапана. На выходе из конической части приемный патрубок имеет резьбовое гнездо с притертым пояском для герметичного крепления сопла. Сопло клапана имеет резьбу. Для герметизации соединения сопла с корпусом на его наружной цилиндрической поверхности предусмотрен фланец с уплотнительным пояском, обработанным до высокого класса чистоты поверхности. Запорная тарелка клапана изготовляется с коническим отбойником по периферии. Для максимального приближения точки приложения нагружающего усилия к уплотнительным поверхностям направляющий выступ тарелки имеет внутреннюю полость, и опорный конус штока садится на подушку в самой нижней точке этой полости, что способствует устойчивому положению тарелки при открытом клапане и облегчает ее перемещение при посадке на седло сопла.

Рисунок 48 – Клапан предохранительный пружинный типа СППК4

1-колпак; 2-регулировочный винт; 3- крышка; 4-шпилька; 5-корпус; 6-опорные шайбы;
7-золотник; 8- стопорные винты; 9-регулировочная втулка верхняя; 10-регулироввачная втулка нижняя; 11- направляющая втулка; 12-сопло; 13- перегородка.

Технологические параметры клапана регулируют кольцом, навинченным на сопло. На кольце сверху имеется узкий плоский поясок. При свинчивании кольцо приближается к торцовой плоскости тарелки. Регулируя зазор между плоскостями пояска кольца и торца тарелки, можно в широких пределах регулировать давление полного открывания клапана и давление его закрывания, т.е. величину продува. Набор пружин клапана обеспечивает плавное регулирование установочного давления в пределах 0,5 - 16 кгс/см².

Предохранительные клапаны выбирают по их пропускной способности. Точное определение действительной пропускной способности предохранительных клапанов необходимо не только для обеспечения безопасной эксплуатации сосудов, установок или трубопроводов, но и для экономии, удобства обслуживания и правильной эксплуатации клапанов.

Предохранительный пружинный клапан представляет собой механизм автоматического действия. Давлению среды на золотник клапана противодействует сила пружины, прижимающая золотник к седлу через опору и шток. При рабочем давлении в аппарате или сосуде сила действия среды уравновешивает силу пружины. Возрастание давления в сосуде, аппарате и трубопроводе выше допустимого нарушает равновесие, подъемная сила преодолевает усилие пружины, золотник поднимается, и происходит сброс среды.

Клапан полноподъемный, так как золотник поднимается на высоту, равную или больше четверти диаметра седла. 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, обеспечивая подъем золотника, а следовательно, производительность клапана, регулируют давления полного открытия и обратной посадки золотника на седло, т.е. обеспечивают четкую работу клапана. Регулировочные втулки фиксируются в определенном положении стопорными винтами. В клапанах DN 150 и 200 верхняя регулировочная втулка отсутствует, и подъем золотника в этих клапанах обеспечивается специальной формой увеличенной нижней части золотника.

Для принудительного открытия и контрольной продувки в рабочем состоянии клапан снабжен рычажным устройством. Поворотом рычага усилие через валик, кулачок и гайку передается на шток, приподнимая последний вместе с золотником и обеспечивая открытие клапана.

Настройка пружины на требуемое давление осуществляется регулировочным винтом. Набор сменных пружин обеспечивает бесступенчатую регулировку клапана на заданный диапазон рабочих давлений.

Во время эксплуатации предохранительных клапанов особое внимание должно быть уделено срокам ревизии, которые устанавливаются исходя из особенностей производства данной отрасли промышленности.

После ревизии предохранительный клапан регулируют на заданное установочное давление и проверяют его герметичность. Затем клапан пломбируют; устанавливать неопломбированные клапаны категорически запрещается.

Наиболее общие дефекты или неисправности при неправильной эксплуатации клапанов – утечка, пульсация и задиры движущихся частей.

Причинами пропуска среды (утечка среды) могут быть: попадание на уплотнительные поверхности посторонних примесей, повреждение уплотнительных поверхностей, нарушение соосности клапана от чрезмерной нагрузки от выкидной трубы, деформация пружины, занижение установочного давления.

Пульсация, т.е. быстрое и частое открытие и закрытие предохранительного клапана. Пульсация — это обычно результат, во-первых, чрезмерно большой пропускной способности предохранительных клапанов; во-вторых, суженное сечение подводящего к приему клапана патрубка сосуда; в-третьих, неправильная установка отводящей трубы. Устранить пульсацию предохранительных клапанов можно правильным выбором пропускной способности клапана, сечения подводящего патрубка сосуда или выкидного патрубка предохранительного клапана.

Задиры движущихся деталей предохранительных клапанов происходит в результате неправильной сборки или установки клапанов вследствие перекосов. Задиры удаляют механической обработкой, а их причины - квалифицированной сборкой предохранительных клапанов.

Обратные клапаны

Обратные клапаны предназначены для предотвращения обратного потока среды в трубопроводе и, тем самым, предупреждения аварии, например, при внезапной остановке насоса и т.д. Они являются автоматическим самодействующим предохранительным устройством. Затвор — основной узел обратного клапана. Он пропускает среду в одном направлении и перекрывает ее поток в обратном.

По принципу действия и по конструкции обратные клапаны подразделяют на подъемные и поворотный обратный затвор.

Преимущество поворотных клапанов заключается в том, что они имеют меньшее гидравлическое сопротивление. Подъемные клапаны более просты и надежны. Они могут быть угловыми и проходными, причем для их изготовления можно использовать корпуса вентилей.

Рисунок 49 – Обратный клапан подъемного типа 1– корпус; 2– золотник; 3– пружина; 4– крышка; 5 – болт	Рисунок 50 – Обратный затвор   1– корпус; 2– захлопка; 3– крышка; 4 – серьга

При большом условном проходе в обратных клапанах при закрытии может возникнуть гидравлический удар, поэтому при установке таких клапанов иногда применяют обводную линию с задвижкой, которую необходимо закрывать при срабатывании клапана. Но целесообразнее использовать специальные обратные клапаны с демпфером, который обеспечивает плавную посадку затвора при срабатывании клапана. При этом демпфер может быть. простым, в виде поршня, помещаемого внутри корпуса над запорным органом, а при очень больших условных проходах демпфер выносится за корпус клапана и имеет более сложную конструкцию.

Обратный затвор представляет собой самодействующее устройство, закрывающее проход при движении потока среды в обратном направлении. Часто обратный затвор считается разновидностью обратного клапана, но ГОСТ Р 52720 строго разделяет эти два типа арматуры по принципу движения запорного элемента. В обратном затворе запирающий элемент выполнен в форме диска, поворачивающегося вокруг горизонтально расположенной оси. Центр качающегося диска совпадает с центром прохода внутри корпуса затвора, что гарантирует ровную посадку диска в седло.

Устройство преимущественно применяется на трубопроводах, транспортирующих углеводородные газы, водяной пар и воду.

В отличие от обратных клапанов, затворы не могут быть установлены на трубопроводах с пульсирующим потоком, но пригодны для использования в сильно загрязненных средах.

Обратный затвор состоит из корпуса, внутри которого расположено седло - отверстие для прохода рабочей среды, запирающего элемента (диска) и уплотнительных поверхностей. Диск закрепляется на горизонтальной оси, расположенной выше центра седла. Чтобы обеспечить герметичность затвора в закрытом положении, между седлом и диском устанавливаются уплотнительные поверхности, обеспечивающее плотное прилегание диска к седлу.

При потоке среды в требуемом направлении диск затвора поворачивается (поднимается) под действием давления среды, открывая проход для нее. Перед тем, как среда изменяет свое направление на противоположное, скорость ее потока равна нулю. В этот момент диск опускается на седло под тяжестью собственного веса. Когда среда меняет свое направление на противоположное, она начинает давить на диск затвора с противоположной стороны, прижимая его плотнее к седлу.