Предохранительные клапаны

Предохранительные клапаны (ПК) служат для автоматического вы­пуска из аппарата избыточного количества среды (газа, пара, жидкости) при повышении давления сверх допустимой величины. ПК применяют для защиты аппаратов от разрушения при чрезмерном повышении давления.

В промышленности применяются следующие виды предохранитель­ных клапанов и устройств:

- грузовые предохранительные клапаны;

- рычажно-грузовые предохранительные клапаны;

- пружинные предохранительные клапаны;

- импульсные предохранительные устройства, состоящие из главного
предохранительного клапана и управляющего импульсного клапана прямого действия;

- гидравлические затворы (гидравлические «клапаны»);

- другие специальные предохранительные устройства.

Рычажно-грузовые ПК (а) применяются при относительно небольших давлениях для защиты оборудования с невзрывопожароопасными средами и применяются, в основном, для защиты паровых котлов и трубопроводов. Грузовые предохранительные клапаны с прямым нагруженном золот­ника (б) менее распространены, чем рычажно-грузовые, так как имеют не­большие пределы регулирования давления срабатывания Достоинства рычажно-грузовых и грузовых ПК: простота конструкции, постоянство на­грузки на золотник при его подъеме. Недостатки: рычажно-грузовые ПК устанавливаются в строго вертикальном положении, имеют большие габа­риты, склонны к вибрациям, их невозможно применять на подвижных ус­тановках.

Пружинные ПК (в) наиболее распространены в промышленности (рис. 4.48). Они применяются для защиты оборудования с любыми среда­ми, имеют небольшие габариты, их можно устанавливать на подвижных установках, они имеют большие проходные сечения седел (до 140 мм), и рассчитаны на работу при высоких давлениях (р_у16 МПа и более). К не­достатку пружинных ПК необходимо отнести увеличение усилия на зо­лотник при сжатии пружины во время срабатывания клапана.

Гидравлические предохранительные устройства (г) (гидрозатворы) применяются для защиты аппаратов, работающих под незначительным из­быточным давлением или вакуумом. Например, на резервуарах со стацио­нарной крышей типа РВС устанавливаются гидравлические предохрани­тельные клапаны, срабатывающие при избыточном давлении 200 мм водя­ного столба и вакууме 25-40 мм вод. ст. В качестве запорной жидкости в них используется соляровое масло (рис. 4.49).

Общим недостатком всех механических ПК является невозможность 1ты аппаратов от разрушения при быстром (взрывном) характере по­вышения давления в них, а также постоянные утечки среды из-за недоста­точно плотного прилегания золотника к седлу клапана.

По способу выпуска среды различают ПК открытого и закрытого типов. Клапаны открытого типа сбрасывают среду из аппаратов непосредственно в атмосферу. Клапаны закрытого типа имеют специальный патрубок для присоединения отводящего трубопровода. Сбрасываемая из аппарата среда по этому трубопроводу может отводиться на безопасное расстояние (на свечу или на факел) или в специальную закрытую систему Они применяются на аппаратах со взрывопожароопасными и токсичными средами.

Существуют и другие классификации ПК. Например, по высоте подъ­ема тарелки клапана над седлом различают низкоподъемные (h / d_c < 0,05 где h - высота полного подъема золотника; d_c - диаметр сопла), средне-подъемные и полноподъемные (h /d_c> 0,2). Полноподъемные клапаны характеризуются незначительным превышением давления полного открытия клапана над технологическим (рабочим) и практически полным отсутстви­ем утечек при рабочем давлении. По назначению различают рабочие и контрольные ПК.

В обозначениях ПК, серийно выпускаемых нашей промышленностью, отражается устройство, подъемность клапана и условное давление. Приме­ры обозначения предохранительных клапанов:

- СППК4-80-16 - специальный полноподъемный пружинный фланце­вый стальной предохранительный клапан с условным проходом 80 мм на условное давление 16 кгс/см². Этот тип клапанов рекомендуется применять для неагрессивных жидких и газообразных нефтепродуктов при рабочей температуре до 450 °С. В зависимости от номера пружины ПК можно от­регулировать на давление срабатывания от 0,05 до 2 МПа;

- ППК-1 - низкоподъемный пружинный цапковый латунный предо­хранительный клапан с D_y 20 мм. Рабочая среда- пар, воздух при темпера­туре до 225 °С; диапазон давлений срабатывания 0,2-0,6 МПа;

- гидравлические предохранительные клапаны для резервуаров имеют следующие маркировки:

- ПКС-50,..., ПКС-250 (цифра соответствует условному диаметру при­соединительного фланца патрубка D_y в мм);

- КПСА-50,..., КПСА-500 (D_y 50, 100, 150, 200, 250, 350 и 500 мм);

- КПГ-150,..., КПГ-300 (D_y 150, 200, 250 и 350 мм);

- КПГА-250 и КПГА-350 (D_y 250 и 350 мм) и др. (табл. 4.4).

Таблица 4.4