Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Монтаж, эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтегазовых промыслов. Лабораторный практикум
.pdf
1) клапаны пропорционального действия (используются на не-
сжимаемых средах)
2) клапаны двухпозиционного действия.
По высоте подъёма замыкающего органа:
1) малоподъёмные;
2) среднеподъёмные;
3) полноподъёмные;
По виду нагрузки на золотник:
1) грузовые или рычажно-грузовые;
2) пружинные;
3) рычажно-пружинные;
4) магнито-пружинные.
Большинство предохранительных клапанов изготавливаются с
одним седлом в корпусе, но встречаются конструкции и с двумя сёдлами (рис. 4.2), установленными параллельно.
Малоподъемными называются предохранительные клапаны, у
которых высота подъема запирающего элемента (золотника, тарелки)
не превышает 1/20 диаметра седла.
Полноподъемные – клапаны, у которых высота подъема составляет 1/4 диаметра седла и более.
Существуют также клапаны с высотой подъема тарелки от 1/20
до 1/4, их обычно называют среднеподъемными.
В малоподъемных и среднеподъемных клапанах подъем золотника над седлом зависит от давления среды, поэтому условно их называют клапанами пропорционального действия, хотя подъем не пропорционален давлению рабочей среды. Такие клапаны используются,
как правило, для жидкостей, когда не требуется большая пропускная
способность.
В полноподъемных клапанах открытие происходит сразу на полный ход тарелки, поэтому их называют клапанами двухпозиционного
действия. Такие клапаны высокопроизводительны и применяются как
на жидких, так и на газообразных средах.
41
Рис. 4.2. Двухседловая конструкция предохранительного клапана
Пружинные клапаны
В таких конструкциях давлению среды на золотник противодействует сила сжатия пружины. Один и тот же пружинный клапан может быть использован для различных пределов настройки давления
срабатывания путём комплектации различными пружинами. Многие
клапаны изготавливаются со специальным механизмом (рычагом,
грибком и др.) ручного подрыва для контрольной продувки клапана.
Это делается с целью проверки работоспособности клапана, так как
во время эксплуатации могут возникнуть различные проблемы,
например прикипание, примерзание, прилипание золотника к седлу.
Однако в некоторых производствах в условиях агрессивных и токсичных сред, высоких температур и давлений, контрольная продувка
может быть очень опасной, поэтому для таких клапанов возможность
ручной продувки не предусматривается и даже запрещается.
Рычажно-грузовые клапаны
В таких клапанах усилию на золотник от давления рабочей среды
противодействует сила от груза, передаваемая через рычаг на шток
клапана. Настройка таких клапанов на давление открытия производится фиксацией груза определённой массы на плече рычага. Рычаги
42
также используют для ручной продувки клапана. Такие устройства
запрещено использовать на передвижных сосудах.
Магнито-пружинные клапаны
В этих устройствах используется электромагнитный привод, то
есть они не являются арматурой прямого действия. Электромагниты в
них могут обеспечивать дополнительное прижатие золотника к седлу,
в этом случае при достижении давления срабатывания по сигналу от
датчиков электромагнит отключается и давлению противодействует
лишь пружина, клапан начинает работать как обычный пружинный.
Также электромагнит может создавать усилие открытия, т. е. противодействовать пружине и принудительно открывать клапан. Существуют клапаны, в которых электромагнитный привод осуществляет
и дополнительное прижатие, и усилие открытия, в этом случае пружина служит для подстраховки на случай прекращения электропитания, тогда такие устройства начинают работать как пружинные клапаны прямого действия.
Магнито-пружинные клапаны применяются чаще всего в сложных импульсных предохранительных устройствах в качестве управ-
ляющих или импульсных клапанов.
Технические требования к предохранительным клапанам
Главным и наиболее ответственным требованием, предъявляемым к предохранительным клапанам, является высокая надёжность,
включающая в себя:
1) безотказное и своевременное открытие клапана при заданном
превышении рабочего давления в системе;
2) обеспечение клапаном в открытом положении требуемой про-
пускной способности;
3) осуществление своевременной обратной посадки (закрытия) с
требуемой степенью герметичности при заданной величине падения
давления в системе после аварийного срабатывания и сохранения
43
установленной степени герметичности при последующем возрастании давления до величины рабочего;
4) обеспечение стабильности работы, т. е. сохранение в течение
всего срока эксплуатации и заданного числа циклов срабатывания параметров настройки и требуемой степени герметичности запорного
органа при рабочем давлении.
Предохранительные клапаны подлежат периодической проверке в специализированной организации или испытанию в действии.
Все клапаны должны быть испытаны на прочность, плотность, а
также герметичность сальниковых соединений и уплотнительных
поверхностей.
Порядок выполнения работы
1. Произвести разборку предохранительного клапана.
2. Ознакомиться с конструкцией рабочих органов и основных
узлов.
3. Произвести осмотр деталей на предмет износа и механиче-
ских повреждений.
4. Выполнить эскизы основных элементов.
5. Собрать предохранительный клапан.
1. Описать порядок разборки предохранительного клапана.
2. Приложить эскизы основных его элементов.
3. Отразить все дефекты и отклонения, выявленные при осмотре
деталей и узлов.
Отчет о работе
Контрольные вопросы
1. Принцип действия предохранительного клапана.
2. Основные технические требования к предохранительным клапанам.
3. Принципиальное отличие пружинного и рычажно-грузового клапанов.
4. Какие виды предохранительных клапанов Вам известны?
5. Классификация клапанов по подъему замыкающего органа.
44
Литература
1. Кац Н.Г. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов: учеб. пособ. /
Н.Г. Кац, С.Б. Коныгин, Д.А. Крючков, С.В. Иваняков. – Самара: Самар. гос.
тех. ун-т, 2016. – 119 с.
2. ГОСТ 24570-81. Клапаны предохранительные паровых и водогрейных
котлов. Технические требования. – М.: Изд-во ст-в, 87.
3. Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура: справ. пособ. – Л.: Машино-
строение, 1975. – 312 с.
4. Кац Н.Г. Проведение ремонтных работ машин и аппаратов нефтегазо-
переработки: учеб. пособие / Н.Г. Кац. – Самара: СамГТУ, 2015. – 421 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОБРАТНОГО КЛАПАНА
Цель работы – изучить конструкции, назначение и особенности
эксплуатации обратных клапанов.
Обратный клапан
Обратный клапан позволяет жидкости протекать через трубопровод в одном направлении и препятствует – в противоположном
(рис. 5.1). Это важный компонент любой системы водоснабжения,
отопления, канализации и промышленных технологических установок. Запорные устройства имеют разнообразные конструкции, каждая
из которых имеет свои преимущества и область применения. Затвор
открывается по достижении определенного давления и закрывается
при падении давления ниже установленного значения.
Применение обратного клапана дает возможность защищаить
различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также существенно ограничить подтекание рабочей среды из
системы при разрушении её участка.
Основными видами обратных клапанов являются собственно об-
ратные клапаны и обратные затворы, главное их различие в кон-
45
струкции затвора. У обратных клапанов он выполняется в виде золотника, у вторых – в виде круглого диска, называемого захлопка.
Рис. 5.1. Внешний вид обратного клапана
Обратные клапаны, как правило, устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы – как на горизонтальных,
так и на вертикальных участках. По направлению потока рабочей
среды клапаны обратные в основном выполняются проходными
(направление потока в них не изменяется), или угловыми (направление потока меняется на 90°), а затворы обратные только проходными.
При отсутствии потока среды через арматуру золотник под действием собственного веса или дополнительных устройств находятся
в положении «закрыто», то есть затвор находится в седле корпуса.
При прохождении потока затвор под действием энергии потока
жидкости открывает проход через седло. Для того чтобы поток среды изменил своё направление на противоположное, он должен
остановиться. В этот момент скорость потока становится нулевой,
затвор возвращается в исходное закрытое положение, а давление с
обратной стороны прижимает золотник, препятствуя возникновению обратного потока среды.
В отличие от большинства видов обратных клапанов, в обратных
затворах ось седла совпадает с направлением потока среды через затвор. Седло при отсутствии потока через него перекрывается захлопкой, которая закреплена на оси, расположенной выше оси прохода.
Под действием среды захлопка поворачивается на некоторый угол,
открывая ей проход, при остановке потока захлопка под собственным
весом падает на седло. В затворах с большими диаметрами при этом
46
происходит удар захлопки о седло, что со временем может привести к
выходу затвора из строя и появляется возможность гидравлического
удара в системе при срабатывании устройства. Поэтому обратные затворы делятся на:
1) простые – с диаметром до 400 мм, в которых ударные явления
не оказывают серьезного влияния на работу затвора и систему;
2) безударные – со специальными устройствами, которые делают
посадку захлопки на седло более плавной и мягкой. В качестве таких
устройств применяются гидравлические демпферы и грузы, устанавливаемые на захлопку непосредственно, или с помощью рычага.
Существенный минус безударных конструкций заключается в невозможности их установки на любых участках трубопровода, кроме
горизонтальных.
Обратный клапан для воды (рис. 5.2) состоит из следующих основных частей: корпуса; золотника – подвижного исполнительного
органа, который в свою очередь собран из толкателя, золотниковых
тарелок и зажатой между ними эластичной прокладки; уплотнительной прокладки; пружины (за исключением подъемных устройств гравитационного типа).
Рис. 5.2. Устройство полипропиленового пружинного обратного клапана:
1 – корпус; 2 – пробка; 3 – закладная деталь с резьбой;
4 – шток с золотниковой тарелкой; 5 – золотниковая шайба;
пружина; 7 – уплотнительное кольцо пробки
6 –
47
Принцип действия обратного клапана состоит в том, что золотник движется вдоль толкателя (штока) и может занимать два крайних
положения в золотниковой камере. Напор воды в прямом направлении сжимает пружину и отжимает тарелки в открытое положение.
Вода проходит через затвор. Если же напор падает, пружина прижимает тарелки и зажатую между ними прокладку к седлу и закрывает
его. Принцип действия обратного клапана подъемного типа практически такой же, только роль пружины играет масса золотника и сила
притяжения (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Принцип действия различных видов обратных клапанов
Виды обратных клапанов
В зависимости от типа запирающего элемента различают сле-
дующие виды обратных клапанов (рис. 5.4).
1. Подъемного типа (см. рис. 5.4, а). Тарелка дискового обратного клапана двигается вверх и вниз. После подачи напора в рабочем
направлении затвор открывается, а при падении напора или измене-
48
нии направления движения жидкости закрывается под действием
пружины или собственного веса.
2. Поворотный (см. рис. 5.4, б). Невозвратный клапан представляет собой откидную створку, поворачивающуюся и открывающуюся
под напором жидкости, и закрывающуюся силой пружины при падении напора.
3. Шаровой (см. рис. 5.4, в). Поток перекрывается шаром, прижимаемым к седлу клапана возвратной пружиной. Напор жидкости
отжимает шар от седла, открывая проход для воды.
4. Межфланцевый (см. рис. 5.4, г). Может быть дисковым. Конструкция аналогична подъемному, но тарелка перемещается вдоль
оси потока, и двустворчатым, когда заслонка состоит из двух створок,
складывающихся навстречу друг другу. Двустворчатая конструкция
обладает минимальным сопротивлением потоку в открытом виде.
а б в г
Рис. 5.4. Виды обратных клапанов
По материалу изготовления различают следующие виды.
1. Латунные. Надежные и износостойкие, чаще всего применяются в быту.
2. Чугунные. Недорогие, но подвержены ржавчине, применяются только на магистральных трубах.
3. Нержавеющие. Самые высококачественные и надежные, но и
самые дорогие. Применяются в самых ответственных системах.
В зависимости от метода крепления клапана различают:
− муфтовые – клапан для воды включается в разрыв трубы с помощью двух резьбовых муфт. Наиболее распространены в бытовых системах;
49
− фланцевые – затворный клапан подключается с помощью
фланцевых соединений. Применяется в основном на трубах больших
размеров;
− межфланцевые – запорный клапан находится между двух
фланцев, которые стягиваются сквозными шпильками.
Установки клапанов
В системах водоснабжения и отопления обратные клапаны ис-
пользуются:
1. На входе в квартиру от централизованной подачи горячей воды.
2. После счетчика для защиты его от гидроудара.
3. Перед насосной станцией системы индивидуального водо-
снабжения. Для пресечения утечки воды из труб после отключения
напряжения.
4. На конце водозаборного шланга, опущенного в скважину, или после погружного насоса, во избежание стекания воды при остановке насоса.
5. На входе электрического или газового водонагревателя. Во
избежание выхода нагревшейся и расширившейся воды в холодную
магистраль.
6. В системе защиты от протечек стиральных и посудомоечных
машин.
Порядок выполнения работы
1. Произвести разборку обратного клапана.
2. Ознакомиться с конструкцией рабочих органов и основных
его узлов.
3. Произвести осмотр деталей на предмет износа и механических повреждений.
4. Выполнить эскизы основных элементов.
5. Собрать обратный клапан.
Отчет по работе
1. Описать порядок разборки обратного клапана.
2. Приложить эскизы основных его элементов.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]