www.nemen-lab.ru www.nemen-vis.ru

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ КЛАПАНЫ Основные принципы подбора

Версия для печати

 

Назначение предохранительных клапанов и основные определения.

Задачей предохранительных клапанов является предохранение устройств, находящихся под давлением, от слишком высокого подъема давления выше предельного показателя.

Механизм этого действия работает следующим образом:

По достижении давления начала открытия клапан должен начать открываться;

При дальнейшем росте давления он должен перенять поток среды и стабильно его выводить;

После снижения давления в системе он должен снова герметично закрыться.

В предохранительных клапанах непосредственного действия, процесс открытия и закрытия происходит исключительно под влиянием силы, вызываемой рабочим фактором, а также противодействующей силой предохранительного механизма, которым является пружина.

Процесс изменения давления в устройстве, оснащенном предохранительным клапаном непосредственного действия, во временной функции представлен следующим графиком:

 

График изменения давления

 

Под рабочими параметрами предохранительного клапана следует понимать:

p0 – давление, при котором наступает начало открытия клапана безопасности (начальное давление срабатывания);

p1 – давление, вызывающее максимальный шаг тарелки клапана (давление сброса);

b1 – процентный прирост начального давления срабатывания перед предохранительным устройством, необходимый для достижения полного шага и тем самым максимальной пропускной способности;

b2 – процентное падение начального давления срабатывания перед предохранительным устройством, необходимое для герметичного закрытия;

pr – рабочее давление предохраняемого устройства (давление нормальной работы устройства).

Диапазон работы предохранительного клапана находится между давлением, допустимым для предохраняемого устройства (Pmax), и максимальным давлением, которое может быть в устройстве после срабатывания предохранительного клапана (1,1 Pmax). Рабочее давление механизма (Pr), которое ниже допустимого давления (Pmax), позволяет свободно регулировать давление в механизме в диапазоне Pr -Pmax, без срабатывания предохранительного клапана.

 

Правильно подобранное предохранительное устройство должно соответствовать двум следующим основным условиям:

• должно успешно предохранять механизм, находящийся под давлением, от подъема давления выше значения, превышающего его допустимое значение максимально на 10%

• не должно своим срабатыванием мешать правильной эксплуатации механизма, находящегося под давлением.

Выполнение этих задач требует от проектировщика соответствующей регулировки и подготовки диапазонов рабочих давлений предохраняющего устройства в соответствии с зонами давлений, необходимых для предохраняемого устройства, находящегося под давлением.

 

Общие указания при определении значения начального давления срабатывания предохранительного клапана.

В случае малых сечений гнезда клапана (d0<20 мм) уплотняющие поверхности не столь велики, допуски исполнения оказывают существенное влияние на начальное давление срабатывания и герметичность закрытия. Поэтому рекомендуется в этом случае уменьшить разницу между рабочим давлением предохраняемого устройства, находящегося под давлением, и начальным давлением срабатывания предохранительного клапана (рабочей разницы давлений). Также и при низком давлении срабатывания рабочая разница давлений, как правило, больше, чем в случае высоких начальных давлений срабатывания.

 

График

 

Представленный график показывает рекомендации в этом диапазоне.

Кроме того, внешнее влияние в виде механических ударов среды со стороны притока, а также пульсация потока (как, например, в поршневых компрессорах) требует также большей разницы давлений.

 

Расчет пропускной способности предохранительных клапанов для жидкости.

Пропускная способность должна рассчитываться согласно нижеприведенной формуле:

 

Формула расчета пропусконой способности

 

В которой:

m - пропускная способность предохранительного клапана (кг/ч);

αс - коэффициент истечения предохранительного клапана для жидкости*

F0 - расчетная площадь сечения канала притока предохранительного клапана (мм2)*;

Р1 - давление сброса (МПа);

Р2 - давление оттока (МПа);

ρ - плотность жидкости перед предохранительным клапаном при давлении Р1 и температуре T1 (кг/м3)

* - значения взять соответственно выбранному типу клапана.

 

Для других сред (пар, газ и т.д.) расчет предохранительных клапанов ведется техническими специалистами фирмы «Немен».