ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные характеристики и классификация предохранительных устройств из "Предохранительные клапаны Издание 2" Назначение предохранительных устройств. Предохранительные устройства являются видом арматуры, используемой для автоматического выпуска избытка жидкой, паро- или газообразной среды из системы высокого давления при чрезмерном повышении давления в ней в систему низкого давления или в атмосферу и обеспечиваюш,ей безопасную эксплуатацию установок и предотвращение аварий. Предохранительные устройства выполняются в виде предохранительных клапанов или разрывных элементов — мембран или колпачков. Разрывные элементы применяются в тех случаях, когда по условиям безопасности требуется быстрое открытие больших проходов для сброса большого количества среды, например в реакторах химических производств, в аппаратах нефтеперерабатывающих заводов, ядерных реакторах, в установках горнодобывающей промышленности и других особо ответственных случаях, где возможны взрывы рабочей среды. Разрывные элементы обладают минимальной инерционностью при срабатывании и способны сбросить среду при очень быстром повышении давления. [c.5] Применение разрывных элементов ограничивается тем, что при их разрушении полностью теряется продукт, находящийся в системе. Поэтому разрывные мембраны иногда устанавливают параллельно или последовательно с предохранительными клапанами. В первом случае мембрана рассчитывается на давление срабатывания несколько более высокое, чем у предохранительного клапана, чтобы обеспечить дополнительный сброс среды при экстремальных условиях. Во втором случае разрывные мембраны устанавливают перед предохранительным клапаном для защиты его от коррозии, загрязнения и исключения пропусков среды при закрытом клапане во время нормальной работы установки. [c.5] В затворе клапана. При повышении давления в защищаемой системе выше расчетного рабочего уплотняющая сила и удельное давление на уплотняющие кромки затвора уменьшаются и наступает момент, когда начинается протечка среды через затвор. По мере дальнейшего повышения давления золотник клапана начинает подниматься, и при достижении определенного давления клапан полностью открывается. Так происходит открытие клапана с металлическими уплотняющими кромками. В клапане, у которого одна из уплотняющих кромок (на седле или на золотнике) выполнена из упругого материала, подъем золотника может начинаться до момента потери герметичности за счет упругой податливости материала уплотняющих кромок. Предохранительный клапан закрывается, когда давление в системе снижается до рабочего или не на много ниже него. [c.6] Клапаны двухпозиционного действия (рис. 1, б) выполняются полноподъемными, так как они имеют специальные устройства, помогаюш,ие подъему золотника. При этом используется сила статического давления, действующая на увеличенную площадь диска золотника, и сила реакции потока, воздействующая на золотник в направлении подъема при повороте потока под диском золотника, имеющим поворачивающие поток бурты. Двухпозиционные клапаны в начальный период подъема золотника ведут себя как пропорциональные, т. е. открываются в условиях стабильного равновесия. При дальнейшем подъеме давление воздействует на золотник большого диаметра и поток поворачивается, при этом состояние равновесия становится неустойчивым и клапан рывком открывается до полного подъема золотника. [c.7] При конструировании предохранительного клапана следует стремиться к тому, чтобы период пропорционального подъема был возможно малым, иначе в начальный период открытия клапана давление может значительно превысить допускаемое. С этой целью должен быть правильно решен вопрос выбора размеров и положения вспомогательного устройства, а также характеристики пружины. [c.7] Сложность заключается не только в том, чтобы обеспечить открытие клапана в заданном диапазоне повышения давления, но также и в том, чтобы обеспечить закрытие клапана при вполне определенном снижении давления. З и два условия сложно выполнить, так как они предъявляют к конструкции клапана противоположные требования. [c.7] Верхний предел давления ограничивается давлением рх, так как в случае закрытия клапана при давлении выше р клапан будет пропускать газ, что вредно сказывается на уплотняющих поверхностях. В случае закрытия при давлении выше р клапан вновь откроется, после чего наступит вибрация золотника, которая может прекратиться лишь при значительном снижении давления после устранения причины повышения давления. [c.8] Предохранительные мембраны или колпачки при повышении давления в защищаемой системе выше расчетного рабочего разрушаются и открывают выход рабочей среды из защищаемой системы. Давление в системе при этом полностью падает. Такие устройства действуют только один раз, после срабатывания они должны быть заменены новыми. [c.8] Эффективность работы предохранительного устройства зависит также от того, где оно установлено. Гидравлические сопротивления на подводящей или отводящей магистралях, расположенных между устройством и сосудами (защищаемым и тем, куда сбрасывается среда), влияют на величину давления перед и за устройством и таким образом влияют на его работу. Поэтому при расчете предохранительного устройства следует учитывать сопротивления подводящей и выпускной магистралей. [c.10] Рассмотрим общий случай на примере включения предохранительного клапана с подводящим и отводящим трубопроводами. На рис. 3, а представлена схема включения предохранительного клапана и показана кривая распределения давления в системе в период, когда клапан закрыт. Перед клапаном и в подводящем трубопроводе рабочее давление р такое же, как и в сосуде, вы-ского давления. За клапаном и в отводящем трубопроводе давление р2 такое же, как и в сосуде низкого давления. [c.10] В сосуде низкого давления при сбросе газа через предохранительный клапан может быть допущено давление рсосг Рг в соответствии с установленными нормами. [c.11] Величины Артр, и Артр, должны проверяться расчетом после выбора предохранительного устройства и размеров подводящего и выпускного трубопроводов. [c.12] Вернуться к основной статье