Навигация
Предохранительно-сбросные и запорные клапаны широко используются при устройстве инженерных и промышленных систем. Арматура обеспечивает безопасную эксплуатацию, защищая трубопроводы и оборудование в случае отклонения параметров рабочей среды от допустимых значений. Несмотря на схожесть в выполнении защитных функций, устройства отличаются принципом действия, конструкцией, применением и другими аспектами.
Предохранительно-сбросные клапаны
Основная функция предохранительно-сбросных клапанов состоит в автоматическом выпуске избыточной рабочей среды из системы, при повышении давления сверх допустимого уровня. Ключевая цель таких действий – предотвратить повреждение оборудования и труб, тем самым обеспечив стабильную работу системы.
Принцип действия сбросной арматуры заключается в следующем. При увеличении давления в системе больше установленного значения, принимающая усилие пружина сжимается и золотник отодвигается. В результате среда сбрасывается через открывшееся отверстие. Когда давление опускается до верхнего предела, запорный элемент снова прижимается к седлу, прекращая сброс. Для закрытия арматуры давление должно снизиться на 10-15%, по сравнению с уровнем нормального значения. Это вызвано тем, что для создания герметичности, нужно большее усилие, чем для поддержания клапана в рабочем положении.
Конструктивно предохранительно-сбросные устройства состоят из следующих компонентов:
- корпус – стальной, латунный или бронзовый
- предохранительный механизм – рычаг либо стальная пружина
- запорный орган – золотник или тарелка
- винт для настройки параметров
- сильфон, обеспечивающий герметичность соединения конструктивных частей
Помимо этого, пружинные клапаны могут оснащаться устройством для принудительного открытия и проведения контрольной продувки. Это предотвращает прилипание золотника к седлу, а также позволяет удалить твердые частицы в местах уплотнения. Примером такого решения может быть модель Madas VSL030022 020, предназначенная для быстрого сброса пикового давления в контуре. Устройство подходит как для промышленных, так и для бытовых газовых систем.
В системах газоснабжения сбросные клапаны применяются для сброса избыточного объема газа из газопровода. Арматура устанавливается после регулятора давления на отводном трубопроводе. Она автоматически открывается, сбрасывая избыточную среду в атмосферу либо систему низкого давления. Клапаны также используются в паровых системах, например, для сброса избыточного пара из котла.
Запорные клапаны
Клапаны этого вида также применяют для обеспечения защитных функций. В соответствии с классификацией ГОСТа 24856-2014 "Арматура трубопроводная. Термины и определения", они относятся к отключающей арматуре.
Запорные клапаны автоматически перекрывают подачу рабочей среды, при отклонении фактических параметров системы от заданных значений. Например, при превышении или резком снижении давления. Блокировка потока предотвращает потенциально опасные ситуации и защищает подключенное оборудование от повреждений.
Принцип работы запорной арматуры основан на получении сигналов от датчиков, контролирующих характеристики системы. При обнаружении отклонения от нормы, запорный механизм приводится в действие, и подача среды прекращается. После устранения причины срабатывания и стабилизации параметров системы, клапан может быть открыт вручную или автоматически, в зависимости от конструктивного решения.
Конструкцию запорного клапана рассмотрим на примере модели Madas VX110028 010 с ручным взводом. Основные элементы устройства:
- корпус с крышкой из алюминия
- рычаг механизма взвода
- запорный элемент
- уплотняющая прокладка
- регулировочный винт с алюминиевым колпачком
- рабочая и защитная мембраны
Наличие ручного взвода имеет ряд практических преимуществ. В первую очередь, это абсолютная энергонезависимость. То есть клапан не потребляет энергию, а значит, эксплуатационные расходы практически равны нулю. К достоинствам ручного управления также относится возможность непосредственного участия персонала в поиске первопричин создавшейся ситуации. Это позволяет предупредить аналогичные случаи в дальнейшей работе и обнулить риски аварии.
При автоматическом возврате в рабочее положение, арматура оснащается пневматическим или электромагнитным приводом. Дополнительное оснащение минимизирует человеческое участие, при восстановлении работоспособности системы. Запорные клапаны перекрывают поток газа в помещение или к горелке котла или другого газоиспользующего оборудования. Такие решения, как правило, применяются в качестве исполнительных механизмов в системах автоматики безопасности. Они также входят в состав ГРУ.
Различия между предохранительно-сбросным и запорным клапанами
Для большей наглядности основные различия между предохранительно-сбросной и запорной арматурой сведены в табличную форму.
| Критерий | Предохранительно-сбросной клапан | Запорный клапан |
| Функция | Сброс избыточного давления | Полное перекрытие потока |
| Принцип действия | Открытие при превышении допустимых параметров | Закрытие при превышении допустимых параметров |
| Конструкция | Простая, с регулирующим элементом | Сложнее, включает запорный механизм |
| Применение | Предотвращение превышения давления | Остановка аварийного процесса |
| Управление | Автоматическое, на основе давления | Автоматическое, с внешними сигналами |
| Пример среды | Газ или пар | Жидкость или газ |
Очевидно, что предохранительно-сбросные и запорные клапаны выполняют важные функции в промышленной безопасности. Это обязательные компоненты трубопроводных инженерных систем. Основное различие такой арматуры заключается в принципе работы.
Сбросные клапаны защищают оборудование и трубы, путем сброса избыточного давления, запорные действуют за счет полного перекрытия потока и отключения определенного участка сети.