Возникновение внештатных ситуаций в системах, работающих под давлением, имеет высокую вероятность возникновения, следовательно, такие системы нуждаются в защите от чрезмерных перегрузок в давлении. Действенным решением является использование предохранительных клапанов. Конструкции и общие характеристики элементов могут разниться в зависимости типа установки (жидкостная или газовая). Вследствие этого, нужно подобрать соответствующую арматуру.

Назначение предохранительных клапанов

Предохранительный клапан служит для обеспечения  защиты системы от чрезмерного, повышенного давления и предотвращения разрушений или повреждений системы. При превышении предельного уровня напора, клапан сбрасывает излишки за пределами значения рабочей среды. После того, как давление нормализуется, клапан закрывается, а осуществление сброса прекращается.

Принцип работы

Запирающий элемент, под воздействием пружины, прижимается к седлу. Так, как давление растёт, оно превозмогает общую силу сжатия этой пружины. Запорный элемент отодвигается от седла посредством сжимания. В освободившееся пространство устремляются все излишки газа или жидкости. В момент освобождения от излишков, напор начинает снижаться, а запорный элемент отжимается в обратную сторону под воздействием пружины.

После закрытия устройства, оно готово для следующего цикла. Порог сжатия и сила сжатия регулируется специальным винтом.

Предохранительные клапаны и их классификация

Классификация устройства осуществляется по ряду параметров.

По основам принципа действия:

  • Прямой принцип действия – механический, классический клапан;
  • Непрямого принципа действия — здесь используются: дистанционно-управляемый вентиль, автоматика управления и датчик давления   Вентиль и датчик могут находиться в противоположных местах конструкции;

По методу открытия затвора:

  • Двухступенчатые (для газов);
  • Пропорционального (в молосжиаемых рабочих средах);

По тому способу, как нагружен золотник:

  • Магнитно-пружинные;
  • Пружинные;
  • Рычажно-грузовые;

Также, в наличии имеется множество других типов аварийных предохранительных устройств.

Особенности и различия в конструкции

Большинство клапанов выпускаются только с одним седлом, хотя некоторые элементы могут иметь два седла или два штока с наличием пружин.

Различия могут быть обнаружены в высоте подъёма в запорном элементе по отношению к диаметру:

  1. Полный подъём – свыше 1/4;
  2. Малый подъём – свыше 1/4;
  3. Средний подъём – до 1/20;

Устройство сработает намного быстрее, если степень подъёма будет выше. Малоподъёмные клапаны используются в местах, где нет необходимости в сбросах больших объёмов жидкости. Там высота подъёма будет аналогична объёму среды. Полноподъёмный элемент имеет два положения «Закрыто» и «Открыто» и они называются двухпозиционные. Такие устройства предназначены:

  • Газов;
  • Жидкостных систем с высоким давлением;

Данные конструкции применяются на особых и ответственных участках.

Пружинные клапаны

Пружинный клапан распространён в системах отопления, нагрева воды и водопроводных системах. Золотник прижимается непосредственно к седлу сжатой пружины. Посредством винта, пружина может быть настроена на разные, предельные значения. Некоторые устройства снабжены рычагом принудительного затвора, для его быстрого открытия в случае внештатных ситуаций и проверки работоспособности. Это исключено на вредных производствах. Элементы клапана покрываются специальным антикоррозийным покрытием.

Шток, который проходит через корпус, уплотняется посредством двойного сальника и предотвращает проникновение вредных веществ.

Рычажно-грузовые клапаны

Такие элементы могут монтироваться в исключительно отведённом положении относительно горизонта. Такое положение строго регламентировано производителем. Они не предназначены для установки и работы на движимых объектах. Основой принципа их работы является использование земного притяжения для противодействия силе напора.

Такой рычаг может входить в резонанс и создавать вибрации. Общие габариты грузов и рычагов могут увеличиться, если значение напора будет высоким. Двухседельный клапан поможет избавиться от вибрации. В них отсутствует старение пружин, а параметры работы крайне стабильны.

Магнито-пружинные клапаны

Это изделия непрямого действия. Солиноид приводится в действие запорным элементом. Магнит прижимает соленоид седлу, а при достижении предельного уровня напора автоматика сама отключает напряжение. Затвор открывается посредством давления среды и отжимания золотника. В другой разновидности конструкции отжимание происходи посредством пружины и включением соленоида, когда предельное значение достигнуто. Есть и другие виды этого клапана.

Преимущество изделия заключается в том, что в нём отсутствует задание порогового значения посредством доступа к арматуре. В управлении изменяются настройки программы в зависимости от стадии технологического процесса. Такие устройства стоят дороже аналогов, но окупают себя при использовании на производстве.

Технические требования

Требование к устройству основывается на чёткости в срабатывании и надёжности в использовании.  Это может быть достигнуто посредством:

  • Гарантия герметичности;
  • Быстрое открытие;
  • Чёткое закрытие;
  • Высокая пропускная способность;
  • Безотказность в работе;
Предохранительный клапан прямого действия АО ОЗНО

Арматура регулярно испытывается на целостность, работоспособность, а также проверяется качество уплотнений. Поверка осуществляется в испытательном центре или специализированной лаборатории. Проверка на месте может быть произведена в отношении элементов работающих в сложных условиях и комплексных установках. Здесь производится метод испытания в действии.

Стандарты и правила

Арматура применяется на основе правил эксплуатации, отраслевыми стандартами и правилами в эксплуатации.

В местах, где сосуды осуществляют работу под давлением, применяются документы:

  • Гост 24570-81 Национальный стандарт в отношении предохранительных клапанов;
  • ПБ 53-576-03;
  • «Boiler & Pressure Vessel Code»;

Выбор арматуры

При выборе элемента необходимо определить основные предельные значения в давлении. Следует учитывать такие параметры:

  1. Особенность циркуляции:
  2. Производительность насоса или бойлера;
  3. Рабочая температура и объём рабочей среды;

На основе этих параметров, специалисты делают выбор, какой именно клапан следует установить. Берутся во внимание технические характеристики элемента. Так, пружинный клапан идеально подойдёт для отопительной системы. Изделия среднего и низкого подъёма идеально подойдут для жидкостных сред. Пропускная способность должна давать возможность сброса напора до желаемых величин. Для сброса излишков в окружающую среду подойдут клапаны открытого типа, а если используется дренаж, то нипельного или резьбового.

Строго запрещено покупать элемент с завышенным порогом срабатывания. Такое устройство может привести к поломке всей системы, так как существует риск, что оно не откроется в нужный момент.