А,б,в,г,д,е,ж- клапани, які багатократно використовуються;

з, и-засоби одноразової дії (з-мембрани та и- ковпачки), які встановлюються в особливо небезпечних випадках.

Кількість захисних клапанів, їхні розміри і пропускна спроможність повинні бути обрані так, щоб в апараті не міг виникнути тиск, що перевищує робочий більш ніж на 0,5 кгс/см² для судин із тиском до 3 кгс/см², на 1,15% для судин із тиском від 3 до 60 кгс/см² і на 10% для судин із тиском більш 60 кгс/см².

До запобіжних клапанів встановлюються такі вимоги:

1. При досягненні максимально допустимого тиску клапан повинен безвідмовно відкриватись до повного підйому і пропустити робоче середовище у необхідній кількості.

2. В відкритому стані клапан повинен працювати стабільно, без вібрацій.

3. Клапан повинен закриватись при тиску набагато нижчим робочого і при збільшені тиску забезпечити необхідний рівень герметичності.

4. ​ В закритому стані клапан повинен забезпечити необхідну ступінь герметичності при робочому тиску.

Рис.2.2-Схема клапану непрямої дії

В запобіжних клапанах застосовуються затвори з різним типом ущільнювачів:

-по конструктивному виконанню (плоскі, конічні, ножові, з пружинними пущільнюючими поверхнями);

-по поєднанню матеріалів, що застосовуються в парі золотник-сідло (метал-метал, метал-неметал, неметал-неметал).

Найбільш широке розповсюдження отримали затвори з плоским ущільненням метал-метал та з вставками різних конструкцій неметалічних матеріалів.

Ущільнення з пружинними ущільнюючими поверхнями застосовуються в тих випадках, коли є небезпека термічних деформацій сідла та диску.

Розрахунок захисних клапанів провадиться для всіх газів і парів по формулі:

(1)

де G- пропускна спроможність клапана, кг/год.;

- коефіцієнт витрати газу (рідини) клапаном (визначається експериментально);

F- найменша площа перетину клапану у проточній частині, мм²

В- коефіцієнт,який визначається по таблиці (для рідин B = 1,0);

p₁- максимальний надлишковий тиск перед захисним клапаном, кгс/cм²;

p₂- надлишковий тиск за захисним клапаном, кгс/см²;

- щільність середовища для параметрів p₁, t₁ (тут t₁ - температура середовища перед клапаном, °С), кг/м³.

Конструкція установки для досліджень представлена на рис. 1.5 в лабораторній роботі №1.

Зміст роботи

1.визначити середню швидкість росту тиску в апараті (захищеному захисним клапаном);

2.визначити граничне значення швидкості росту тиску, вище якого захист апарата клапаном не забезпечується.

Обладнання для виконання роботи:

Компресорна установка з ресівером ,мембранний вузол з плоскою мембраною,манометр з шкалою до 10 кгс/см², набір гаєчних ключів.

Установка складається з ресівера 2 (рис.1.1), в якому тиск піднімається компресорною установкою. На ресивері встановлено конструкцію з розривною мембраною 8, захисними шайбами 5 з електрокартону, манометром 9, які встановлені згідно рис.1.5.

Порядок виконання роботи

Експеримент виконують на установці, схема якої приведена на рис. 1.5 (див. лабораторну роботу № 1). На цій установці встановлено 2 захисних пружинних клапани, з яких один-робочий контрольний повинен спрацьовувати при тиску приблизно 6 кгс/см². Діаметр прохідного перетину підібрано конструктивно в заводських умовах. При перевищені заданого тиску повітря викидається через робочий контрольний захисний клапан. Другий клапан-робочий дає змогу встановити певний заданий тиск.

Порядок виконання експерименту аналогічний описаному в лабораторній роботі № 1.

Визначають швидкість росту тиску.

де p - різниця тисків p_зб і p_н (p = р_зб - р_н); тут р_зб - тиск, що розвивається при збільшенні, р_н - тиск перед збільшенням), кгс/см².

1. Вивчити будову компресорної установки для виконання лабораторної роботи та техніку безпеки при роботі з нею.

2. Вивчити будову запобіжного клапана , способи його настройки, встановлення на ресивері.

3. Підготувати для роботи компресорну установку для чого:

*​ настроїти контрольний робочий клапан на заданий тиск величиною 6 кгс/см².

- виконати установку запобіжного клапана.

4. Включити двигун компресорної установки в мережу електроживлення та досягти робочого тиску в ресівері.

5. Встановити величину тиску спрацьовування запобіжного клапана та її відповідність величині по манометру установки. Фіксувати час росту тиску. Визначити час росту тиску.

6. При невідповідності величин спрацьовування виконати регулювання клапана та повторити випробування.

Знайдена величина характеризує граничну швидкість росту тиску, вище якої клапан забезпечує захист апарата.

Значення величин, визначених в результаті досліджень заносять до табл.2.1.

Таблиця 2.1

Номер досліду	Макси-мальний тиск, Pзб, кгс/см2	Час розвитку тиску  , сек	Середня швидкість росту тиску, кгс/(см2сек)	Початковий тиск спрацьову-вання клапану	При-мітка

Основні положення техніки безпеки при виконанні робіт.

1.Ретельно виконувати вказівки викладача, або лаборанта, який проводить заняття.

2.Оскільки робота проводиться при підвищеному тиску, то стояти навпроти вихлопу газу забороняється.

3.Виконати необхідні процедури для заземлення установки.

4.Перед початком випробувань клапану налагодити роботу контрольного запобіжного клапану і впевнитись в його дієвості.

5.При збільшенні тиску вище 6 кгс/см² відключити обладнання та вияснити причину несправності.

Контрольні питання

1. Призначення запобіжних клапанів і їх конструктивне виконаня.

2. Величини допустимого підвищенного тиску для апаратів.

3. Вимоги до запобіжних клапанів і їх роль в захисті людського життя.

4.Ущільнення запобіжних клапанів, його виконання,та матеріали.

5.Робота запобіжних клапанів на судинах в реальних умовах.