Предохранительные клапаны газового оборудования: полное описание

ПСК и ПЗК – соответственно, предохранительно-сбросной и предохранительно-запорный клапаны – представляют собой специальную трубопроводную арматуру. Основная задача устройств – защита трубопроводов и оборудования от разрушения посредством выпуска в автоматическом режиме пара, газов или жидкости из элементов системы. Разрушение наступает, когда давление внутри становится избыточным по сравнению с изначально установленным.

Классификация устройств

Параметры настройки ПЗК зависят от разновидности, к которой принадлежит предохранительный клапан. В настоящее время существует определенная классификация ПК. Так, первая градация происходит по принципу действия:

·         прямого действия;

·         непрямого действия.

Устройства, относящиеся к первой категории, срабатывают при давлении рабочей среды. ПК непрямого действия управляются с помощью постороннего источника давления. Роль последнего может играть электроэнергия. Также эта категория нередко называется импульсными предохранительными устройствами.

Следующее деление устройств – по характеру подъема запорного органа:

·         пропорционального действия;

·         двухпозиционного действия.

Также ПСК делятся на:

·         малоподъемные;

·         среднеподъемные;

·         полноподъемные.

Имеют место и различия непосредственно в конструкциях клапанов.

Принцип функционирования

ПЗК и ПСК – это арматура прямого действия, которая начинает действовать, исходя из изменения состояния рабочей среды. Опасный уровень давления может возникнуть вследствие ряда внешних факторов. Основные:

·         сбои или перебои в работе оборудования;

·         поступление тепла от любых внешних его источников;

·         неверно собранная тепловая механическая схема.

Кроме этого, существуют и внутренние факторы. Как правило, они создаются в результате неправильной эксплуатации системы или непосредственно самих клапанов. Установка и настройка ПЗК и ПСК требуется везде, но главным образом на промышленном или бытовом оборудовании, которое работает под давлением. Это наиболее широко используемые устройства, несмотря на существование иных разновидностей предохранительной газовой арматуры.

 

Клапаны ПЗК

ООО ПКФ «Экс-Форма» - один из ведущих российских разработчиков и производителей предохранительно-запорных клапанов ПЗК. Выпускаемые устройства обладают диаметрами условного прохода 50, 100 и 200 мм.

В качестве примера для объяснения принципа функционирования возьмем запорный клапан, представленный на схеме. Одной из важных характеристик устройства является автоматическое закрытие и ручное открытие. Произвольное открытие исключается конструкцией.

Чтобы произвести взвод клапана, необходимо повернуть рукоятку (7) на одной оси, где крепится вилка. Шток перемещается по оси, и в результате перепускной клапан открывается. Давление, таким образом, выравнивается, и это позволяет открыть основной клапан.

При заданных параметрах выходного давления мембрана занимает нейтральное положение вместе с кареткой (13). Бурт каретки удерживает шарики (14) от перемещения по радиусу. Бурт штока (3) упирается в шарики. Тем самым он блокирует осевое движение штока.

Пружина (21) упирается нижним торцом через шайбу в выступы стакана крышки. Так, на мембрану не оказывается давления. Упор (16) отрегулирован на шпильке (15) таким образом, что, когда мембрана в нейтральном положении, он находится в контакте с шайбой (17). Шпилька, тем временем, контактирует с кареткой мембраны.

Когда выходное давление повышается или понижается до значений настройки срабатывания, мембрана вместе с кареткой (13) перемещается. Движение происходит вверх под действием давления, а вниз под действием пружины (20).

Шарики двигаются в радиальном направлении. При этом высвобождается шток. Клапан (2) поджимается к седлу и перекрывает поток газа, когда на него оказывает воздействие пружина (10).

Клапаны ПСК

Принцип действия предохранительно-сбросных клапанов несколько отличается от работы запорных. В качестве примера берем сбросной клапан ПСК собственного производства. Его основные характеристики:

·         диаметры условного прохода 25 или 50 мм

·         фланцевый или муфтовый тип присоединения;

·         низкое, среднее или высокое контролируемое давление;

·         температура окружающей среды от -40°C до +45°C;

·         температура рабочей среды от -10°C до +40°С.

Такие ПСК являются приборами мембранного типа. Их задача – сброс газа в атмосферу, когда его давление становится выше допустимых пределов.

На схеме представлен сбросной клапан в разрезе. Газ поступает в полость клапана (3) через входное отверстие (1). При установившемся режиме контролируемое давление газового потока в нужных пределах будет уравновешенно пружиной (4). Клапан (3) при этом закрыт полностью герметично.

Когда давление топлива в сети – в том числе и в полости клапана – превысит установленные показатели, мембрана (6), преодолев усилия пружины, опустится вместе с клапаном (1). При этом газ будет уходить из системы в атмосферу через специальный сбросной патрубок.

Сброс будет производиться, пока давление в сети не станет ниже предварительно заданных параметров. Когда это произойдет, клапан (1) закроется под воздействием пружины (4).

Проверить работоспособность клапана можно, потянув за тягу (9) механизма принудительного открытия. Клапан будет при этом открываться. Для полной уверенности необходимо произвести процедуру несколько раз – минимум три-четыре раза.

Технические требования

Правильная настройка ПЗК и ПСК зависит от технических требований к ним. Основное и первостепенное требование – качество и высокая степень надежности. Под надежностью подразумеваются:

·         абсолютно безотказное открытие клапана при необходимости;

·         обеспечение ПК нужной пропускной способности;

·         осуществление своевременного закрытия после устранения проблемы в системе;

·         стабильное выполнение функций в течение всего эксплуатационного срока.

Клапаны ПЗК и ПСК необходимо проверять в периоды, установленные их технической документации. Проводят эти проверки специализированные организации. В этих организациях устройства проверяют очень тщательно и испытывают в действии. В частности, проверки касаются плотности, прочности, герметичности сальниковых соединений и поверхностей, служащих для уплотнения материалов.

Стандарты

ПЗК и ПСК широко используются, и поэтому стандарты и правила, которые применяются к устройствам, четко прописаны во всей сопроводительной документации, а также в бумагах, которые регулируют использование промышленного и бытового газового оборудования.