Предохранительный клапан представляет собой трубопроводную арматуру, которая защищает оборудование и трубопроводы высокого давления от механических повреждений и разрушений при аварийных ситуациях. Это достигается посредством выпуска избыточного количества жидкости, газа или пара из системы, а также сосудов, в которых образуется чрезмерное давление. К тому же клапан предотвращает сброс рабочей среды, когда номинальное давление восстанавливается.

Клапан предохранительный — это механизм, функционирующий в непосредственном контакте с рабочей средой вместе с другими конструкциями защитной арматуры, в том числе с регуляторами давления.

Основные типы клапанов и их предназначение

Все предохранительные изделия могут отличаться по ряду параметров, в зависимости от конструкционных особенностей:

1. По типу замыкающего клапана:

• пропорциональный;
• двухпозиционный.

2. По высоте подъема замыкающего органа:

• малоподъемные;
• среднеподъемные;
• полноподъемные.

3. В зависимости от типа нагрузки на золотник:

• пружинные;
• рычажные;
• рычажно-пружинные;
• магнитно-пружинные.

Также предохранительные клапаны могут отличаться по характеру работы и быть прямого или непрямого действия. Первые считаются классическими предохранительными механизмами, а вторые относятся к классу импульсных приборов. Наиболее часто используемая в промышленности модификация — угловой предохранительный дроссель пружинного типа.

Избыточное давление может возникать в системе по разным причинам, например:

• неисправности в работе оборудования;
• нежелательное поступление тепла извне;
• ошибки при сборке тепломеханической схемы.

Предохранительный клапан устанавливается там, где существует вероятность возникновения подобных осложнений. Устройства совместимы практически с любым оборудованием, но особенно востребованы при использовании с бытовыми или промышленными резервуарами, работающими при высоком давлении.

Пружинный тип предохранительного клапана

Пружинные предохранительные клапаны защищают оборудование и предотвращают его разрушение при превышении давления выше нормы. Они используются на котлах, резервуарах, емкостях и трубопроводах и выполняют функцию сброса рабочей среды. Излишки могут быть выброшены в атмосферу или в отводящую трубопроводную систему. После нормализации давления клапан закрывается.

Главные характеристики пружинного клапана — пропускная способность и давление срабатывания. Значение давления срабатывания настраивается на заводе. Для тестирования работы устройства или удаления загрязнений некоторые клапаны оснащаются устройством ручного открывания (в отдельных модификациях оно может отсутствовать). Для эксплуатации в газообразной среде может применяться устройство принудительного обдува.

В пружинных клапанах давлению среды на затворе противостоит степень сжатия пружины. Именно она определяет силу срабатывания, а от упругости пружины зависит диапазон регулировок. Популярность такая арматура получила благодаря простой конструкции, удобным настройкам и широкому ассортименту.

Предохранительный дроссель монтируется вертикально. Запирающим элементом выступает дисковый затвор. Пружина задает прижимную силу: при избыточном давлении удерживающей силы не хватает и среда сбрасывается до нормализации давления. Основными компонентами являются запорный орган (затвор и седло) и задатчик, позволяющий выполнять настройку. Настройка осуществляется винтом, при этом важно обеспечить плотное прилегание золотника к седлу и исключить утечки. Как правило, затвор закрывается при появлении давления, которое меньше рабочего примерно на 10%.

Предохранительные клапаны рычажного типа

Рычажным клапаном называют устройство, в котором запорный орган герметизируется с помощью груза или пружины. Назначение неизменно — сброс излишков рабочей среды при чрезмерном повышении давления. Рычажный клапан настраивают так, чтобы при нормальном давлении затвор оставался закрытым.

На золотник воздействуют две силы: со стороны груза (или пружины) и со стороны рабочей среды. Груз фиксируется на плече рычага, его вес передается на шток клапана. При нормальных параметрах прижимная сила затвора к седлу выше силы давления рабочей среды, поэтому клапан закрыт. При росте давления наступает момент равенства сил — клапан открывается. Пока клапан открыт, происходит сброс излишков среды, давление снижается, после чего затвор снова прижимается к седлу и клапан закрывается.

Большинство рычажных клапанов выполнены в виде углового корпуса (угол расположения штуцеров 90 градусов), но встречаются и проходные конструкции, где штуцеры расположены на одной оси. Основное предназначение рычажных клапанов — защита от аварийных ситуаций, поэтому это ответственный узел.

Рычажные клапаны должны соответствовать требованиям:

• срабатывание при избыточном давлении — быстро и без осложнений, а при снижении до нормы клапан должен закрываться;
• пропускная способность клапана должна соответствовать количеству подаваемой рабочей среды.