Клапан предохранительный прямого действия

Предохранительные клапаны обычно устанавливаются в напорную линию параллельно. В случае достижения давления настройки предохранительный клапан открывается и пропуская поток (или часть потока) из напорной линии в сливную.

Принцип работы предохранительного клапана

На рисунке показан предохранительный клапана седельного типа.

Основными элементами предохранительного клапана являются:

  1. корпус;
  2. пружина;
  3. запорно-регулирующий элемент;
  4. седло.

В исходом состоянии усилие Fпр пружины 2 прижимает запорно-регулирующий элемент (конус) 3 к седлу 4. Напорная линия отделена от сливной.

В случае если сила Fг давления потока на запорно-регулирующий элемент превысит силу Fпр, конус сместится вверх, пропуская поток из напорной линии в сливную.

При отсутствии давления в линии слива величина усилия Fг определяется по формуле:

Где А – площадь уплотняемой поверхности.

Регулировка давления настройки предохранительного клапана осуществляется путем изменения предварительного поджатия пружины.

Предохранительные клапаны прямого действия

В клапанах прямого действия на запорно-регулирующий с одной стороны действует усилие пружины с противоположной – сила давления жидкости.

Пружину в таких клапанах называют силовой, т.к. именно она оказывает силовое воздействие, удерживающее запорно-регулирующий до момента открытия.

Предохранительный клапан седельного типа, рассмотренный ранее, является примером клапана прямого действия. К этому же типу относят клапаны золотникового типа.

В исходном состоянии золотник 3, установленный в корпусе 1, перекрывает каналы в напорной и сливной линиях. При увеличении силы давления до величины превышающей усилие пружины 2, золотник будет перемещаться вверх, открывая канал для прохода потока из напорной линии в сливную.

Характеристика клапана прямого действия

Характеристика предохранительного клапана прямого действия имеет достаточно большой подъем.

Капаны прямого действия склонны к автоколебаниям. При больших расходах и высоких давлениях размеры пружины должны быть очень большими.

Устройство демпфирования

На работу предохранительного клапана влияют не только статические, но и динамические нагрузки.

Для снижения негативного влияния автоколебаний подпружиненного запорно-регулирующего элемента в предохранительных клапанах прямого действия используют устройства демпфирования.

Наиболее распространенным устройством демпфирования является – демпфирующий поршень, который жестко связан с запорно-регулирующим элементом.

Для демпфирования в поршне может быть выполнен узкий канал или снята лыска, как в примере показанном на рисунке.

Во время движения поршня жидкость движется в малом зазоре. При этом возникает демпфирующее усилие направленное в сторону противоположную движению поршня.

В конструкции большинства современных гидравлических предохранительных клапанов прямого действия присутствует демпфирующий поршень.

Предохранительные клапаны непрямого действия

При увеличении расхода через предохранительный клапан необходимо увеличивать и диаметры подводных каналов и запорно-регулирующего элемента. Вследствие увеличения площади уплотняемой поверхности потребуется и увеличение усилия поджатия пружины, а значит и увеличение самой пружины.

Для обеспечения относительно небольших габаритов клапана при больших значениях расхода используют предохранительные клапаны непрямого действия, состоящие из основного и управляющего клапана.

Клапан управления представляет собой классический предохранительный клапан прямого действия. Этот клапан способен пропустить лишь небольшой расход. Однако при его открытии за счет возникшего перепада давления на постоянном дросселе 6 запорно-регулирующий элемент 5 переместится вверх соединив напорную линию со сливом.

Пружина 4 в этом клапане мягкая, она предназначена для возвращения запорно-регулирующего элемента в исходное состояние.

Читайте также:  Красивые ножи из дерева

Настройка клапана осуществляется регулировочным винтом 1, который позволяет изменить предварительное поджатие силовой пружины 2.

Характеристика клапана непрямого действия

Характеристика предохранительного клапана непрямого действия более пологая, клапан этой конструкции имеет меньшие габариты, чем аналогичный клапан прямого действия.

Текст ГОСТ 12532-88 Клапаны предохранительные прямого действия. Основные параметры

КЛАПАНЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Direct-acting safety valves.

МКС 23.060 ОКП 37 0000

Дата введения 01.01.89

1. Настоящий стандарт распространяется на промышленную трубопроводную арматуру: предохранительные клапаны прямого действия пружинные и рычажно-грузовые на условное давление Ру до 40 МПа (40 кгс/см 2 ) с условными проходами Dy от 10 до 300 мм, предназначенные для защиты от аварийного повышения давления в сосудах и трубопроводах для различных жидких и газообразных агрессивных и неагрессивных сред температурой от минус 110 °С до плюс 600 °С.

2. Термины и определения — по ГОСТ 24856.

3. Рабочие давления в зависимости от температуры рабочей среды и условного давления — по ГОСТ 356.

4. Основные параметры и пределы давлений настройки клапанов должны соответствовать указанным в табл. 1.

Условное давление Ру, МПа (кгс/см 2 )

Предел давлений настройки Рн = Рр, МПа (кгс/см 2 )

Условный проход входного патрубка Dy, мм

50; 80; 100; 150; 200; 250; 300

15; 25; 40; 50; 80; 100; 125*; 150; 200

50; 80; 100; 125*; 200

15; 25; 40; 50; 80; 100; 150; 200

15; 25; 40; 50; 80; 100

15; 25; 40; 50; 80; 100

* При новом проектировании не применять.

5. В зависимости от высоты подъема золотника клапаны подразделяются на следующие типы: малого подъема, с высотой подъема золотника от 1/40 до 1/20 диаметра седла;

среднего подъема, с высотой подъема золотника свыше 1/20 до 1/4 диаметра седла; полного подъема, с высотой подъема золотника свыше 1/4 диаметра седла.

6. Клапаны должны быть угловыми, строительные длины — по ГОСТ 16587.

7. По требованию потребителя клапаны должны разрабатываться с узлом подрыва.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

8. Материал корпуса (седла) клапана:

чугун — на Ру 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ), Dy до 150 мм и температуру от минус 15 °С до плюс 300 °С;

углеродистая, коррозионно-стойкая и жаропрочная сталь, титан — на все Ру и Dy и температуру от минус 110 °С до плюс 600 °С.

Допускается при срабатывании клапанов из коррозионно-стойкой и жаропрочной сталей временное понижение температуры среды до минус 200 °С в соответствии с нормативно-технической документацией на конкретные клапаны.

Параметры применения материалов — в соответствии с правилами Госгортехнадзора.

9. Клапаны должны изготавливаться со следующими видами присоединения к трубопроводу:

фланцевое, присоединительные размеры по ГОСТ 12815 для Ру до 20 МПа (200 кгс/см 2 );

штуцерное, присоединительные размеры по ГОСТ 5890 для Ру до 10 МПа (100 кгс/см 2 );

Разделка патрубков под приварку, присоединительные размеры фланцев на Ру свыше 20 МПа (200 кгс/см 2 ) и штуцеров на Ру свыше 10 МПа (100 кгс/см 2 ) — по согласованию с заказчиком.

10. Параметры предохранительных клапанов полного подъема (диаметры условного прохода входного и выходного патрубков, седел и масса) указаны в табл. 2.

Читайте также:  Ножовка по металлу своими руками

Масса указана для фланцевых несильфонных клапанов без узла подрыва.

Масса клапанов других исполнений указывается в технических условиях на конкретные клапаны.

Условное давление во входном патрубке Ру, МПа (кгс/см 2 )

Условное давление в выходном патрубке Ру, МПа (кгс/см 2 )

Условный проход входного патрубка Dy, мм

Условный проход выходного патрубка Dy, мм

Диаметр седла, мм

Коэффициент пропускной способности Ку, т/ч, не менее

Масса, кг, не более***

ДЛЯ жидких сред

Продолжение табл. 2

Условное давление во входном патрубке Ру, МПа (кгс/см 2 )

Условное давление в выходном патрубке Ру, МПа (кгс/см 2 )

Условный проход входного патрубка Dy, мм

Условный проход выходного патрубка Dy, мм

Диаметр седла, мм

Коэффициент пропускной способности Ку, т/ч, не менее

Масса, кг, не более***

ДЛЯ жидких сред

* При новом проектировании не применять.

** При новом проектировании на Ру 16 МПа (16 кгс/см 2 ) не применять.

*** Неуказанная масса будет установлена по мере освоения клапанов.

11. Параметры предохранительных клапанов малого и среднего подъема определяются конструкцией клапана и устанавливаются в стандартах или технических условиях на конкретные клапаны.

12. Коэффициент расхода клапанов для газообразных сред (о^) и жидких сред (а2) должен быть не ниже:

а! = 0,1; а2 = 0,05 для клапанов малого подъема;

а! = 0,3; а2 = 0,15 для клапанов среднего подъема;

а! = 0,8; а2 = 0,4 для клапанов полного подъема.

Для клапанов специальной конструкции (в том числе, сильфонных) по согласованию с заказчиком допускается устанавливать коэффициенты расхода, отличающиеся от приведенных.

Коэффициент расхода клапана и площадь сечения седла должны указываться в паспорте на изделие.

13. Величины коэффициента пропускной способности для клапанов без сильфона для справок указаны в табл. 2.

Коэффициент пропускной способности Kv численно равен расходу жидкости плотностью 1 г/см 3 , протекающей через клапан при перепаде давлений 1 кгс/см 2 .

14. Превышение избыточного давления над давлением настройки при полном открытии клапана и расчет пропускной способности клапанов — по ГОСТ 12.2.085.

15. Давление закрытия должно быть не менее 0,8 давления настройки.

В технически обоснованных случаях давление закрытия определяется по согласованию с заказчиком.

Давление закрытия — избыточное давление перед клапаном, при котором после сброса среды происходит посадка запорного органа на седло с обеспечением заданной герметичности.

16. Климатические исполнения и условия эксплуатации клапанов должны соответствовать требованиям ГОСТ 15150 и указываться в нормативно-технической документации на конкретное изделие.

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения

М.И. Власов; Р.И. Хасанов; В.П. Эйсмонт; Н.Ю. Цыганкова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.01.88 № 97

3. ВЗАМЕН ГОСТ 12532-79

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта

ГОСТ 356-80 ГОСТ 5890-78 ГОСТ 12815-80 ГОСТ 15150-69 ГОСТ 16587-71 ГОСТ 24856-81

* При новом проектировании не применять.

5. В зависимости от высоты подъема золотника клапаны подразделяются на следующие типы:

малого подъема, с высотой подъема золотника от 1/40 до 1/20 диаметра седла;

среднего подъема, с высотой подъема золотника свыше 1/20 до 1/4 диаметра седла;

полного подъема, с высотой подъема золотника свыше 1/4 диаметра седла.

6. Клапаны должны быть угловыми, строительные длины – по ГОСТ 16587-71.

Читайте также:  Коэффициент запаса прочности цепных стропов

7. По требованию потребителя клапаны должны разрабатываться с узлом подрыва.

8. Материал корпуса (седла) клапана:

чугун – на Ру 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ), D у до 150 мм и температуру от минус 15 ° С до плюс 300 ° С;

углеродистая, коррозионностойкая и жаропрочная сталь, титан – на все на Ру и D у и температуру от минус 110 ° С до плюс 600 ° С.

Допускается при срабатывании клапанов из коррозионностойкой и жаропрочной сталей временное понижение температуры среды до минус 200 ° С в соответствии с нормативно-технической документацией на конкретные клапаны.

Параметры применения материалов – в соответствии с правилами Госгортехнадзора.

9. Клапаны должны изготавливаться со следующими видами присоединения к трубопроводу:

фланцевое, присоединительные размеры по ГОСТ 12815-80 для Ру до 20 МПа (200 кгс/см 2 );

штуцерное, присоединительные размеры по ГОСТ 5890-78 для Ру до 10 МПа (100 кгс/см 2 );

Разделка патрубков под приварку, присоединительные размеры фланцев на Ру свыше 20 МПа (200 кгс/см 2 ) и штуцеров на Ру свыше 10 МПа (100 кгс/см 2 ) – по согласованию с заказчиком.

10. Параметры предохранительных клапанов полного подъема (диаметры условного прохода входного и выходного патрубков, седел и масса) указаны в табл. 2.

Масса указана для фланцевых и несильфонных клапанов без узла подрыва.

Масса клапанов других исполнений указывается в технических условиях на конкретные клапаны.

11. Параметры предохранительных клапанов малого и среднего подъема определяются конструкцией клапана и устанавливаются в стандартах или технических условиях на конкретные клапаны.

12. Коэффициент расхода клапанов для газообразных сред () и жидких сред () должен быть не ниже:

=0,1; =0,05 для клапанов малого подъема;

=0,3; =0,15 для клапанов среднего подъема;

=0,8; =0,4 для клапанов полного подъема;

Для клапанов специальной конструкции (в том числе, сильфонных) по согласованию с заказчиком допускается устанавливать коэффициенты расхода, отличающиеся от приведенных.

Коэффициент расхода клапана и площадь сечения седла должны указываться в паспорте на изделие.

13. Величины коэффициента пропускной способности для клапанов без сильфона для справок указаны в табл. 2.

Коэффициент пропускной способности Ку численно равен расходу жидкости плотностью 1 г/см 3 , протекающей через клапан при перепаде давлений 1 кгс/см 2 .

14. Превышение избыточного давления над давлением настройки при полном открытии клапана и расчет пропускной способности клапанов – по ГОСТ 12.2.085-82.

15. Давление закрытия должно быть не менее 0,8 давления настройки.

В технически обоснованных случаях давление закрытия определяется по согласованию с заказчиком.

Давление закрытия – избыточное давление перед клапаном, при котором после сброса среды происходит посадка запорного органа на седло с обеспечением заданной герметичности.

16. Климатические исполнения и условия эксплуатации клапанов должны соответствовать требованиям ГОСТ 15150-69 и указываться в нормативно-технической документации на конкретное изделие.

Условное давление во входном патрубке Ру, МПа (кгс/см 2 )

Условное давление в выходном патрубке Ру, МПа (кгс/см 2 )

Условный проход входного патрубка D у , мм

Условный проход выходного патрубка D у , мм

Диаметр седла, мм

Коэффициент пропускной способности Ку, т/ч, не менее