Запобіжні клапани

Зміст

Запобіжні клапани.

Конструкція запобіжного клапана.

Як побудовані запобіжні клапани Goetze?.

Типи запобіжних клапанів.

Пружинні запобіжні клапани серії 810.

Пружинні запобіжні клапани серії 812.

Пружинні запобіжні клапани серії 410.

Пружинні запобіжні клапани серії 412.

Пружинний запобіжний клапан серії 652.

Випускний клапан серії 418.

Кутові запобіжні клапани серії 851.

Кутові запобіжні клапани з фланцевим з'єднанням серії 852.

Мініатюрні пружинні повітряні клапани.

Вибір запобіжного клапана.

Герметичність запобіжного клапана.

 

Запобіжні клапани

Запобіжний клапан - це компонент, який використовується в напірних установках для рідин або газів для захисту від надмірного тиску. Запобіжний клапан починає відкриватися при перевищенні певного значення тиску, яке називається заданим тиском або початком відкриття, і скидає надлишок середовища в атмосферу або через вихідний патрубок до підключеного споживача. Під час нормальної роботи запобіжні клапани мають закриту форму. З іншого боку, якщо робочий тиск перевищує допустиме значення, він відкривається.

Запобіжні клапани мають здатність миттєво відкриватися в разі раптового неконтрольованого стрибка тиску, запобігаючи вибуху трубопроводу, котла, резервуара тощо. Пружинні запобіжні клапани є одним з видів запобіжних клапанів і забезпечують ефективне блокування для багатьох застосувань, оскільки вони не залежать від зовнішніх джерел енергії.

У пропозиції Pneumat. ви знайдете широкий асортимент пружинних запобіжних клапанів для різних середовищ. Ми здійснюємо підбір запобіжного клапана для наших клієнтів з урахуванням їхніх вимог. Підбір компонентів здійснює разом з Вами наш досвідчений консультант.

Конструкція запобіжного клапана

Основна конструкція запобіжного клапана складається з 2 рівнів: проточної частини з вхідним (впускним) і вихідним (випускним) отвором, що містить корпус кутової форми, і верхньої частини, де розташовані пружина і пристрій для продувки клапана.

Затвор клапана - це компонент, який ізолює оброблюване середовище, що знаходиться під тиском на вході, від більш низького тиску на виході. Крім плунжера і пружини, є ще один внутрішній рухомий компонент, такий як шток. Корпус, залежно від типу клапана, може бути кутовим або прямим. Перевага прямих запобіжних клапанів полягає в тому, що їх можна встановлювати горизонтально.

Спочатку натягнута пружина запобіжного клапана (розташована в кришці) передає власне зусилля через шток на плунжер.

Іншим важливим елементом є кришка клапана, яка містить пружину і додатковий пристрій для примусового відкриття клапана під тиском, наприклад, поворотний механізм або важіль. Пружина з'єднана через шток з плунжером клапана. Плунжер клапана є елементом, який відсікає середовище під тиском на вході від нижчого тиску на виході.

Пристрій продувки, який є додатковою частиною, відповідає за контроль належної взаємодії всіх внутрішніх рухомих компонентів. Рекомендується продувати компонент при тиску ≥85% від тиску спрацьовування. Важіль продувки є додатковим аксесуаром, який можна замовити окремо або разом з клапаном. Ми також рекомендуємо версії пневматичних клапанів з сильфоном, який компенсує надмірний протитиск, або діафрагмою, що особливо рекомендується при роботі з густими середовищами.

Як побудовані запобіжні клапани Goetze?

Пружинний запобіжний клапан (Малюнок 1) - це механічний вузол, що складається з таких основних компонентів: сідло, диск, підйомне кільце, пружина, шпиндель і притискний гвинт для регулювання попереднього натягу пружини. Ці компоненти встановлені в корпусі, який має з'єднання з лініями подачі та нагнітання, а також з корпусом пружини.

Малюнок 1: Поперечний переріз пружинного запобіжного клапана.

Рідина надходить до запобіжного клапана вертикально знизу через лінію подачі. Під час нормальної роботи тарілка клапана на сідлі клапана і закриває отвір. Необхідне для цього зусилля прикладається пружиною. Вона затиснута між верхнім нерухомим і нижнім рухомим тарілками клапана. Притискний гвинт, який визначає положення верхнього диска клапана, можна використовувати для регулювання стиснення пружини. Це призводить до попереднього навантаження пружини і, таким чином, до тиску спрацьовування. Шпиндель направляє диск і передає зусилля пружини через пружинну пластину. Сідло має певний внутрішній діаметр, який використовується для визначення максимальної масової витрати, яку може пропустити клапан, з урахуванням коефіцієнта витрати.

У закритому стані сила пружини F1 переважає силу опори F2 (малюнок. 2). Якщо тиск у системі збільшується, а отже, і сила F2, сила пружини F1 більше не може утримувати клапан повністю закритим вище певного тиску. З клапана чути тихе шипіння. Це точка спрацьовування запобіжного клапана (точка спрацьовування = найнижчий тиск, при якому чути роботу клапана, тиск, при якому чути протікання клапана). Якщо тиск продовжує зростати, клапан повністю відкривається і середовище може витікати (малюнок. 3). Середовище може витікати (Малюнок 3).

Малюнок 2: Клапан у закритому положенні. | Малюнок 3: Клапан у відкритому положенні.

Розрізняють клапани з різними характеристиками відкриття. Характер відкриття клапана найкраще можна проілюструвати на діаграмі "хід - тиск" (малюнок. 4) у вигляді кривої гістерезису. Вона представляє хід як функцію тиску. Звичайний максимальний робочий тиск становить приблизно 85% від тиску спрацьовування клапана. Коли він досягає точки (1), клапан відкривається. Спочатку пропорційно зростанню тиску, в точці "pop" (2) він швидко збільшується до максимального ходу. Конструктивно це досягається за рахунок збільшення площі, на яку діє тиск. Тиск діє тільки на конус, коли клапан закритий. Коли клапан відкритий, тиск також чиниться на кільце ходу. Це спричиняє різке збільшення зусилля, і клапан відкривається. Тиск, при якому клапан досягає повного відкриття, є тиском відкриття (3) клапана. Різниця між тиском спрацьовування і тиском відкриття називається різницею тиску відкриття.

Якщо тиск падає нижче тиску спрацьовування (4), клапан спочатку повільно, а потім різко закривається. Різниця тиску між тиском закриття (5) і тиском спрацьовування називається різницею тиску закриття. Вона зумовлена імпульсним струмом рідини, що протікає, і збільшенням площі контакту під тиском, спричиненим підйомним кільцем клапана. Клапан повинен відповідати зазначеним перепадам тиску на відкритті і закритті (згідно з DIN EN ISO 4126-1 і AD2000-A2) залежно від типу (стандартний клапан або повнопрохідний клапан) і середовища (стисливе або нестисливе).

Перепад тиску при відкритті:

- 10% для звичайних і пропорційних запобіжних клапанів (всі середовища)

- 5% для повноходових запобіжних клапанів (всі середовища)

Перепад тиску при закритті:

- 10% для стисливих середовищ (обидва типи)

- 20% для нестисливих середовищ (обидва типи)

Малюнок 4: Діаграма "хід - тиск", що описує поведінку відкриття і закриття пружинних запобіжних клапанів з повним або нормальним ходом.

У випадку повноходових клапанів існує додаткова вимога, щоб частина ходу, яка раптово відкривається (пропорційні запобіжні клапани згідно з AD2000-A2), не перевищувала 20% від загального ходу. Для третього типу клапанів, пропорційного запобіжного клапана, хід клапана збільшується або зменшується майже безперервно зі збільшенням або зменшенням тиску. Раптове відкриття без збільшення тиску більш ніж на 10% ходу. Після спрацьовування ці запобіжні клапани досягають необхідного ходу (DIN EN ISO 4126-1 і AD2000-A2) при максимальному збільшенні тиску на 10%.

Малюнок 5: Діаграма "хід - тиск", що описує поведінку підпружинених пропорційних запобіжних клапанів при відкритті та закритті.

• Тиск спрацьовування (перший чутний шум повітря або перші видимі краплі води).
• Тиск продувки (досягнутий максимальний хід).
• Тиск, при якому клапан починає закриватися.
• Тиск закриття (клапан закритий і герметичний).

ГАРАНТІЯ

Доступні різні версії окремих компонентів клапана, що дозволяє індивідуально адаптувати клапан до умов установки.

Підйом

Для ручного відкривання та піднімання клапана доступні версії з поворотним або важільним підйомом. При поворотному підйомі (Малюнок 6) поворот гайки з накаткою на кришці клапана піднімає шток. Це призводить до підйому диска на штоку. Це створює зазор між сідлом і тарілкою, і рідина може проходити через клапан. Поворотний підйом зазвичай використовується в різьбових клапанах до 2'', а також у повітряних і водяних системах. Потягнувши за важіль, ви піднімаєте шпиндель і диск з гнізда, щоб підняти важіль (Малюнок 7). Підйом важеля зазвичай використовується з фланцевими запобіжними клапанами і паровими клапанами. Для останніх встановлення підйомного важеля є обов'язковим. Також доступна версія без підйомного пристрою (малюнок. 8).

Малюнок 6: Поворотний підйомний пмалюноктрій. | Малюнок 7: Важільний підйомний пмалюноктрій. | Малюнок 8: Без підйомного пмалюноктрою.

Стопорний гвинт (опція A01)

Якщо клапан в системі повинен бути закритий і опломбований за межами реакційного тиску, наприклад, для проведення гідравлічних випробувань, викомалюноктовується стопорний гвинт. Він вкручується в передбачений для цього різьбовий отвір у кришці клапана зверху до шпинделя (Малюнок 9). Це запобігає відкриттю клапана. Після випробування тиском притискний гвинт необхідно знову викрутити, оскільки в іншому випадку клапан не зможе відкритися навіть в екстреному випадку. Закрийте різьбовий отвір у кришці іншим гвинтом (малюнок. 10).

Малюнок 9: Шпиндель заблоковано. | Малюнок 10: Шпиндель вільний, а кришка газонепроникна.

Датчик кута нахилу (опція S62)

Для моніторингу реакції клапана пропонується датчик ходу. Він вкручується в кришку зверху, подібно до стопорного гвинта (Малюнок. 12). Він спрацьовує, коли клапан досягає повного ходу. Це означає, що станція керування системою, в якій встановлений клапан, безпосередньо помічає, що запобіжний клапан перегорів. У деяких серіях також можливе встановлення датчика збоку (малюнок. 11).

Малюнок 11: Встановлення датчика ходу збоку | Малюнок 12: Встановлення датчика ходу зверху.

Газонепроникний / відкритий

Для деяких середовищ може знадобитися захист навколишнього середовища від впливу середовища, навіть якщо клапан є чутливим. Для цього компанія Goetze пропонує клапани в газонепроникному виконанні. Однак, якщо середовище не становить небезпеки для навколишнього середовища, можна вибрати відкриту або негерметичну версію.

Малюнок 13: Запобіжний клапан у відкритому виконанні | Малюнок 14: Запобіжний клапан у газонепроникному виконанні.

Сильфон / діафрагма

Якщо камера пружини також повинна бути захищена від середовища в разі реакції, рекомендується викомалюноктовувати сильфон. Він з'єднує направляючу пластину з диском і таким чином запобігає потраплянню середовища в пружинну камеру через направляючу шпинделя. Таким чином, він також запобігає забрудненню або налипанню рухомих частин і забезпечує відмінну роботу клапана навіть при роботі з липкими або в'язкими середовищами. Крім того, металевий сильфон компенсує протитиск. Тиск спрацьовування клапана залишається однаковим незалежно від того, чи це зовнішній протитиск, чи внутрішній. У разі продувки на виході з клапана може створюватися природний протитиск, залежно від розмірів клапана. Залежно від типу клапана, еластомерна діафрагма або еластомерний сильфон можуть запобігти потраплянню середовища в пружинну камеру замість металевого сильфона, якщо не потрібна компенсація протитиску і середовище є нейтральним.

Малюнок 15: Модель поперечного перерізу клапана з сильфоном. | Малюнок 16: Модель поперечного перерізу клапана з сильфоном з еластомеру.

Типи запобіжних клапанів

Залежно від застосування розрізняють:

• запобіжні клапани для повітря
• запобіжні клапани для інших типів газів, наприклад, пари, азоту
• запобіжні клапани для води або інших рідин
• запобіжні клапани для кріогенних систем

Інший тип клапанів зі схожою структурою та принципом дії - це повітряні клапани. Однак він не є запобіжним клапаном через можливість регулювання тиску відкриття самим замовником. Перепускні клапани призначені для більш частого відкриття. Це відкриття відбувається повільніше, ніж у запобіжних клапанів, які (повне відкриття) повинні вже досягати 10% вище встановленого тиску. Через ці відмінності запобіжний клапан не є запобіжним пмалюноктроєм для установки в розумінні Директиви PED і правил UDT.

Залежно від матеріалу розрізняють запобіжні клапани, виготовлені з:

• латуні
• чавуну
• вуглецевої сталі
• нержавіючої сталі
• пластику, наприклад, поліпропілену (дуже рідко)

Пружинні запобіжні клапани серії 810

Серія 810 - це група запобіжних клапанів, яка в основному викомалюноктовується для захисту посудин під тиском, середовищ, таких як нейтральні, неотруйні та негорючі гази, які можуть вільно скидатися в навколишнє середовище. Це базова модель в лінійці запобіжних клапанів для стисненого повітря з виходом в атмосферу. Кожен виріб серії 810 успішно викомалюноктовується в якості запобіжного клапана для повітряного компресора.

Специфікація:

• Розмір різьби: 1/4" - 1"
• Діапазон температур: від-60°C до + 225°C (залежно від типу ущільнення)
• Діапазон налаштувань: 0,2 - 50 бар (залежно від версії)

Пружинні запобіжні клапани серії 812

Модель початкового рівня в лінійці запобіжних клапанів з високою середньою пропускною здатністю. Запобіжні клапани виготовляються з викомалюноктанням сучасних технологій, найвищої точності та високоякісних компонентів (шпиндель, пружина з нержавіючої сталі та тонкий корпус з латуні). Пружинний запобіжний клапан цієї серії підходить для газоподібних середовищ під тиском до 45 бар, які можуть вільно скидатися в атмосферу. Запобіжні клапани серії 812 застосовуються в посудинах під тиском, компресорах (найчастіше вибирають запобіжні клапани для компресорів), пневматичних системах управління, підсилювачах тиску, транспортних і пневматичних гальмівних системах.

Пружинні запобіжні клапани серії 410

Найменша і найкомпактніша серія запобіжних клапанів зі скиданням тиску в атмосферу, повністю виготовлена з нержавіючої сталі. Завдяки високому значенню надлишкового тиску скидання порівняно з розміром, цей пружинний запобіжний клапан можна викомалюноктовувати для захисту компресорів великої потужності. Запобіжні клапани також ідеально підходять для захисту великих посудин під тиском і повітряних систем з нержавіючої сталі, які працюють в агресивних середовищах. Клапани серії 410 викомалюноктовуються в пневматичних системах керування, підсилювачах тиску, транспорті, пневматичних гальмівних системах, харчовій, фармацевтичній та косметичній промисловості. Вони також підходять як запобіжні клапани для повітряних компресорів.

Пружинні запобіжні клапани серії 412

Ці високоякісні запобіжні клапани з нержавіючої сталі є унікальними у своєму класі. Цей пружинний запобіжний клапан вирізняється тонким і елегантним дизайном, за яким ховається найвищий рівень точності та продуктивності. Водночас цей запобіжний клапан можна замовити з налаштуванням тиску до 45 бар. Вироби серії 412 застосовуються для повітря і газів, які можуть вільно виводитися в навколишнє середовище. Клапани 412 застосовуються в посудинах під тиском, компресорах, пневматичних системах керування, підсилювачах тиску, транспорті, пневматичних гальмівних системах, харчовій, фармацевтичній та косметичній промисловості.

Пружинний запобіжний клапан серії 652

• 652: стиснене повітря
• 652P: пара
• 652W: вода

Бронзові запобіжні клапани є економічною альтернативою клапанам з більшою пропускною здатністю в умовах низьких витрат середовища в системі. Версія 652W для нейтральних рідин ідеально підходить для захисту насосів і систем посудин під тиском у випадках, коли точка кипіння не досягається або якщо випаровування середовища не може відбутися. Мембрана запобіжного клапана захищає його рухомі частини, тоді як версія без мембрани, тип 652, ідеально підходить для захисту невеликих систем стисненого повітря. Залежно від матеріалу ущільнення, запобіжний клапан може викомалюноктовуватися для інертних, нетоксичних середовищ при різних температурах. Оснащений ущільненням EPDM, клапан 652P можна викомалюноктовувати для парових котлів з об'ємом менше 10 літрів і тиском до 3 бар.

Випускний клапан серії 418

Високостійкий до корозії газонепроникний випускний клапан з нержавіючої сталі. Він підходить для всіх середовищ і, завдяки великому діапазону пружності пружини, підходить для широкого спектру застосувань. Тому він ідеально підходить для систем, де необхідно мати можливість змінювати значення налаштування клапана під час поточної роботи. Серія 418 викомалюноктовується для захисту насосів від перевантаження в замкнутих контурах, для нейтральних/ненейтральних рідин, газів і пари, залежно від типу ущільнення. Приклади застосування: хімічні заводи, біогазові установки, машинобудування, суднобудування, морська, фармацевтична та косметична промисловість.

• 418: стиснене повітря
• 418P: пара
• 418W: вода

Кутові запобіжні клапани серії 851

Виготовлені з бронзи, кутові запобіжні клапани з різьбовим з'єднанням мають дуже компактну конструкцію і хороше співвідношення ціна/якість і викомалюноктовуються для різноманітних застосувань, середовищ і різних температурних діапазонів. Як додатковий аксесуар, клапани доступні з металевими сильфонами і газонепроникними ковпачками для захисту систем, в яких пмалюнокутні нейтральні, легкозаймисті і в'язкі середовища.

• 851: стиснене повітря
• 851P: пара
• 851W: вода

Область застосування:

• ресивери стисненого повітря
• застосування нейтральних і не нейтральних газів, парів і рідин
• промислові парові системи
• стаціонарні котельні силоси, транспортні резервуари з сипучими, рідкими, гранульованими і порошкоподібними середовищами*
• суднобудівна промисловість
• медична техніка (стерилізатори, автоклави)

*тільки для сильфонної версії

Кутові запобіжні клапани з фланцевим з'єднанням серії 852

Кутові запобіжні клапани з фланцевим з'єднанням з бронзи і нержавіючої сталі, що гарантують корозійну стійкість, дозволяють викомалюноктовувати їх практично з будь-якими середовищами, особливо при роботі з агресивними водними розчинами, солоною водою або сольовим розчином. Клапани доступні з ущільненням метал-метал для задоволення найвищих вимог щодо герметичності або навіть захисту від протитиску.

• 852: стиснене повітря
• 852P: пара
• 852W: вода

Області застосування:

• резервуари для стисненого повітря
• обладнання для пожежогасіння
• суднобудування
• застосування нейтральних і не нейтральних газів, парів і рідин
• стаціонарні силоси, транспортні резервуари з сипучими, рідкими, гранульованими і порошкоподібними середовищами*

*тільки для сильфонної версії

Мініатюрні пружинні повітряні клапани

Elements з вітоновим ущільненням і тиском відкриття від 1 до 60 бар. Максимальна робоча температура - 180°C. Доступні різьби: G1/8 і G1/4. Всі запобіжні клапани мають дозвіл на вільне викомалюноктання в країнах Європейського Союзу. Кожен пропонований запобіжний клапан належним чином налаштований, випробуваний і опломбований на вказаний тиск. Тому ми просимо вас вказати точний тиск відкриття, який вам потрібен.

Положення, що рекомендують викомалюноктання пружинних запобіжних клапанів

• Постанова, що застосовується до посудин під тиском та імплементує положення TRB, TRG та інструкції AD
• Постанова для парових котлів з імплементацією положень TRD
• стандартів DIN, EN та ISO

Вибір запобіжного клапана

Належна робота запобіжного клапана може бути досягнута лише за умови правильного вибору розміру. Це означає, що пропускна здатність пружинних клапанів не повинна бути меншою за максимальну пропускну здатність обладнання, що створює тиск у трубопроводі. У випадку газоподібних середовищ також важливо пам'ятати про достатній запас по відношенню до максимальної пропускної здатності.

З іншого боку, значно більший за розміром запобіжний клапан може ніколи не відкритися повністю, а часткове відкриття може призвести до більш швидкого зносу і витоку. Пропускна здатність зазвичай залежить від машин та обладнання, що створюють тиск, хоча вона також може бути результатом хімічних реакцій або зміни температури.

На додаток до максимальної пропускної здатності, багато інших параметрів, таких як:

• в'язкість і щільність середовища,
• максимальна, мінімальна і робоча температура,
• температура навколишнього середовища та інші атмосферні фактори,
• хімічна агресивність середовища по відношенню до матеріалів, з яких виготовлений клапан,
• горючість або вибухонебезпечність середовища,
• вибухонебезпечна зона, якщо така є.

Герметичність запобіжного клапана

У технічному світі поняття абсолютної герметичності є радше теоретичним ідеалом, ніж реальною властивістю. Властивості матеріалів і фізичні обмеження накладають чіткі межі на те, що може бути реалізовано на практиці. Повсякденним прикладом цього є кран: кран, з якого не капає, вважається герметичним, але для більш специфічних застосувань вимоги до герметичності набагато вищі. Виробник запобіжних клапанів надає великого значення дотриманню певних стандартів герметичності, щоб забезпечити максимальну продуктивність і безпеку нашої продукції. Продукція та процедури випробувань розроблені таким чином, щоб відповідати специфічним вимогам кожного застосування і забезпечувати оптимальну продуктивність. Одним з методів перевірки на герметичність є викомалюноктання техніки, яка передбачає застосування гелію.

Чому гелій?

Завдяки малому розміру атомів цей інертний газ ідеально підходить для надійного виявлення навіть мікроскопічно малих витоків. У цьому процесі гелій вводиться в герметичну систему як газ-індикатор. Будь-який витік газу з системи, навіть незначний, виявляється нашими високочутливими датчиками, що дозволяє точно визначити місцезнаходження та оцінити витоки. Виробник використовує найсучасніший випробувальний стенд для тестування продукції в реальних умовах і гарантує, що вона повністю відповідає вимогам замовника щодо якості та безпеки.