Современные конструкции предохранительных клапанов

Клапаны пружинные предохранительные ППК (рисунок 5зк) предназначены для нефтяных жидких и газообразных некоррозионных сред с температурой не более 350 °С. После проведенных исследований воздействия температуры среды на пружину, температура среды может быть повышена до 450і°С. В системе с противодавлением температура среды противодавления не должна превышать 200 °С.

1 - корпус; 2 - сопла; 3 - нижняя регулировочная втулка; 4, 5 - стопорный винт; 6, 19, 25, 29 - прокладка; 7- верхняя регулировочная втулка;

8 - подушка; 9 - золотник; 10 - направляющая втулка; 11 - специальная гайка; 12 - перегородка; 13 - крышка; 14 - шток; 15 - пружина; 16 - опорная шайба; 17 - регулировочный винт; 18 - контргайка; 20 - колпак;

21 - кулачок; 22 - направляющая втулка; 23 - гайка; 24 - заглушка;

25 - кулачковый вал; 27 - шпонка; 28 - рычаг; 30 - шарик.

Рисунок 5зк. Пружинный предохранительный клапан типа ППК

Клапан - полноподъемный; высокий подъем золотника достигается использованием кинетической энергии и реакции потока, выходящего с большой скоростью из сопла. Для этого клапан снабжен верхней и нижней регулировочными втулками, которые фиксируются в определенном положении стопорными винтами. Правильная посадка золотника на седло создается направляющей втулкой. Высокий золотник, опущенная почти на уровень уплотнительных поверхностей точка контакта штока с золотником и определенное направление штока в разделительной перегородке обеспечивают работу клапана без перекосов золотника. Разделительная перегородка предохраняет пружину клапана от действия повышенных температур при сбросах среды. Пружину настраивают на требуемое давление регулировочным винтом. Набор сменных пружин обеспечивает бесступенчатую регулировку клапана на заданный диапазон установочных давлений. Шток и золотник связаны через шарик из закаленной стали. Это устройство обеспечивает самоцентровку штока вне зависимости от положения пружины.

Для контрольной продувки во время эксплуатации в клапане предусмотрен рычажный механизм.

Корпус клапана изготовляют из стали марок 25Л или 20Л, сопло и золотник - из стали 2X13 и 3X13, пружину - из стали марки 50ХФА.

Клапаны специальные пружинные предохранительные СППК конструктивно выполнены на базе клапанов ППК. Они не имеют рычага для контрольной продувки, и вместо разделительной перегородки в них установлен специальный разделитель с ребрами охлаждения, который защищает пружину от действия высокой температуры.

В зависимости от коррозионной активности и температуры среды, клапаны изготовляют в трех вариантах: из углеродистой стали марок 25Л и 20Л для некоррозионных сред с температурой не выше 450 °С; из хромомолибденовой стали марки Х5М-Л для сред среднекоррозионной активности с температурой не более 550 °С; из хромоникелевой стали марки 1Х18Н9Т для коррозионных сред с температурой не более 600 °С.

Материал уплотнительных поверхностей сопла и золотника клапана - стеллит или сормайт.

Пружинный предохранительный клапан типа СППК4-200-16 (рисунок 6зк) - закрытый, без рычага для контрольной продувки. Корпус клапана выполнен из углеродистой стали, угловой фланцевый. Конический проточный канал приемного патрубка обеспечивает плавный переход от- проходного сечения фланца к соплу клапана. На выходе из конической части приемный патрубок имеет резьбовое гнездо с притертым пояском для герметичного крепления сопла. Стенка гнезда выступает над днищем камеры корпуса, предотвращая попадание сконденсировавшейся среды к уплотнительному пояску и резьбе гнезда и тем самым - возникновение коррозии в соединении.

1 - корпус; 2 - сопло; 3 - нижняя регулировочная втулка; 4 - золтник;

5 - направляющая втулка; б - крышка; 7 - пружина

Рисунок 6зк – Предохранительный клапан типа

СППК4-200-16

Сопло клапана из стали 3X13 имеет резьбу. Для герметизации соединения сопла с корпусом на его наружной цилиндрической поверхности предусмотрен фланец с уплотнительным пояском, обработанным до высокого класса чистоты поверхности. Проточный канал сопла - цилиндрический с конической входной кромкой, сделанной под углом приблизительно 7,5° для плавного перехода от конфузорной части приемного патрубка корпуса.

В отличие от ранее рассмотренных конструкций запорную тарелку клапана изготовляют с коническим отбойником по периферии. Для максимального приближения точки приложения нагружающего усилия к уплотнительным поверхностям направляющий выступ тарелки имеет внутреннюю полость, и опорный конус штока садится на подушку в самой нижней точке этой полости, что способствует устойчивому положению тарелки при открытом клапане и облегчает ее перемещение при посадке на седло сопла.

Технологические параметры клапана регулируют кольцом, навинченным на сопло. На кольце сверху имеется узкий плоский поясок. При свинчивании кольцо приближается к торцовой плоскости тарелки. Регулируя зазор между плоскостями пояска кольца и торца тарелки, можно в широких пределах регулировать давление полного открывания клапана и давление его закрывания, т. е. величину продува. Нагружающая система клапана такая же, как и серийно выпускаемых. Набор пружин клапана обеспечивает плавное регулирование установочного давления в пределах 0,5…16 кгс/см².

Клапаны пружинные предохранительные ППКДМ предназначены для установки на емкостях со сжиженными газами, на линиях сброса на факел или на перепускных насосных линиях для нестабильных бензинов. Их применяют, когда пружина клапана из-за противодавления постоянно находится в контакте с агрессивной средой, которая действует на пружину разрушающе (газовая коррозия).

Для устранения указанного явления предохранительный клапан ППКДМ снабжают диафрагмой и мягким уплотнением (рисунок 7зк). Диафрагма 5 из бензостойкой резины с внутренней прослойкой из натурального шелка зажимается между корпусом 1 и крышкой 10, герметично отделяя пружину 8 от контакта со сбрасываемой средой. Для предохранения диафрагмы от чрезмерных деформаций (при действии противодавления) служит кольцо 16 с шайбой 17. Хомут 15, закрепленный на штоке 9 болтом 6, фиксирует диафрагму от продольного смещения по штоку.

В этой конструкции противодавление, действуя на диафрагму, ослабляет силу пружины. Поэтому при регулировке клапана на установочное давление' необходимо учитывать это обстоятельство и в зависимости от величины про­тиводавления увеличивать регулировочное давление согласно инструкции по монтажу и эксплуатации, прилагаемой к клапану.

Уплотнение ''металл по металлу'' в этом клапане заменено уплотнением ''резина по металлу''. Для этого золотник 4 в нижней своей части покрывают бензостойкой полутвердой резиной, которая с седлом 2 из стали 3X13 сохраняет надежное герметичное уплотнение при многократных сбросах среды.

Предохранительные клапаны ППКДМ можно применять при температурах среды от минус 40 °С до плюс 100 ^оС. Поскольку мягкое уплотнение может воспринимать незначительные удельные давления, клапаны ППКДМ применяют до давления 40 кгс/см².

1 - корпус; 2 - сопло; 3 - мягкое уплотнение золотника; 4 - золотник; 5 - резиновая диафрагма; 6 - болт хомута; 7 - опорная шайба; 8 - пружина; 9 - шток; 10 - крышка; 11 - регулировочный винт; 12 - колпак; 13 - кулачок; 14 - заглушка; 15 - хомут; 16 - кольцо; 17 - шайба; 18 - направляющая втулка.

Рисунок 7зк – Предохранительный пружинный клапан типа

ППКДМ