Jak funguje pojistný ventil?

Pojistné ventily se obvykle instalují paralelně s tlakovým potrubím. Po dosažení nastaveného tlaku se pojistný ventil otevře a umožní průtok (nebo část průtoku) z tlakového potrubí do odpadního potrubí.

Princip činnosti pojistného ventilu

Obrázek ukazuje pojistný ventil typu sedla.

Hlavní prvky pojistného ventilu jsou:

1. bydlení;
2. jaro;
3. vypínací a ovládací prvek;
4. sedlo.

Ve výchozím stavu síla Fpr pružiny 2 přitlačí uzavírací a ovládací prvek (kužel) 3 k sedlu 4. Tlakové potrubí je odděleno od odtokového potrubí.

Pokud síla Fg průtokového tlaku na uzavíracím a ovládacím prvku překročí sílu Fpr, kuželka se posune nahoru a umožní průtok z tlakového potrubí do odpadu.

Při nepřítomnosti tlaku v odtokovém potrubí je velikost síly Fg určena vzorcem:

Kde A je plocha zhutněného povrchu.

Úprava nastavení tlaku pojistného ventilu se provádí změnou předpětí pružiny.

Přímočinné pojistné ventily

V přímočinných ventilech Na uzavírací a ovládací prvek působí na jedné straně síla pružiny a na opačné straně síla tlaku kapaliny.

Pružina v takových ventilech se nazývá síla, protože. Právě ta působí silou, která drží uzavírací a ovládací prvek, dokud se neotevře.

Pojistný ventil sedlového typu diskutovaný výše je příkladem přímo působícího ventilu. Stejný typ zahrnuje šoupátkové ventily.

Ve výchozím stavu cívka 3, nainstalovaná v krytu 1, uzavírá kanály v tlakovém a vypouštěcím potrubí. Když tlaková síla vzroste na hodnotu přesahující sílu pružiny 2, cívka se posune nahoru a otevře kanál pro průchod toku z tlakového potrubí do odtokového potrubí.

Charakteristika přímočinného ventilu

Charakteristika přímočinného pojistného ventilu má poměrně velký zdvih.

Přímočinné ventily jsou náchylné k samokmitání. Při vysokých průtocích a vysokých tlacích musí být rozměry pružiny velmi velké.

Tlumicí zařízení

Činnost pojistného ventilu je ovlivněna nejen statickým, ale i dynamickým zatížením.

Pro snížení negativního vlivu samokmitů odpruženého uzavíracího a ovládacího prvku se v přímočinných pojistných ventilech používají tlumicí zařízení.

Nejběžnějším tlumicím zařízením je − tlumící píst, který je pevně spojen s uzavíracím a ovládacím prvkem.

Pro tlumení může být v pístu vytvořen úzký kanál nebo může být odstraněna ploška, ​​jako v příkladu znázorněném na obrázku.

Během pohybu pístu se kapalina pohybuje v malé mezeře. V tomto případě se objeví tlumicí síla směrovaná ve směru opačném k pohybu pístu.

Většina moderních přímočinných hydraulických pojistných ventilů je navržena s tlumící píst.

Nepřímo působící pojistné ventily

S rostoucím průtokem pojistným ventilem je nutné zvětšit průměry podvodních kanálů a uzavíracího a ovládacího prvku. V důsledku zvětšení plochy těsnící plochy bude zapotřebí zvýšení síly předpětí pružiny a tím i zvětšení samotné pružiny.

Pro zajištění relativně malých rozměrů ventilu při velkých průtokech použijte nepřímo působící pojistné ventily, skládající se z hlavního a regulačního ventilu.

Regulační ventil je klasický přímočinný pojistný ventil. Tento ventil je schopen propouštět pouze malý průtok. Když se však otevře, v důsledku výsledného tlakového rozdílu na konstantní škrticí klapce 6 se uzavírací a ovládací prvek 5 posune nahoru a spojí tlakové potrubí s odtokem.

Pružina 4 v tomto ventilu je měkká, je určena k návratu uzavíracího a ovládacího prvku do původního stavu.

Ventil se nastavuje pomocí seřizovacího šroubu 1, který umožňuje měnit předpětí silové pružiny 2.

Charakteristika nepřímo působícího ventilu

Charakteristiky nepřímočinného pojistného ventilu jsou plošší, ventil této konstrukce má menší rozměry než podobný přímočinný ventil.

Ventily jsou spolu s kohouty, klapkami a šoupátky jedním z typů potrubních armatur. Slovo „ventil“ přišlo do ruštiny z němčiny, ve kterém má podstatné jméno Klappe mnoho významů, z nichž jeden, který nejblíže vyjadřuje podstatu tohoto technického zařízení, je víko. Stejně jako víko ventil otevírá a zavírá průchod pro pracovní médium. Jeho hlavním rozlišovacím znakem je, že blokovací (neboli regulační) prvek se pohybuje rovnoběžně s osou toku média.

Nespornými výhodami armatur ve srovnání s jinými typy potrubních armatur je jejich malá hmotnost a velikost, vysoký stupeň těsnosti, rychlost (krátká doba odezvy), nízká konstrukční výška (velikost od vodorovné osy vrtání tělesa k hornímu konci tyč při úplném otevření). Pojistné ventily se snadno nastavují.

Již v dobách starověkého Říma se k regulaci plnění velkých nádob vodou používaly membránové ventily. Membránové ventily, které jsou zvláště účinné pro řízení průtoku agresivních médií, se používají i v 21. století. Dnes jsou samozřejmě úplně jiné, ─ místo surové kůže jsou jejich membrány (membrány) vyrobeny z přírodního kaučuku, butylkaučuku, nitrilkaučuku atd.

Éra skutečného rozkvětu ventilů jako segmentu potrubních armatur přišla po vynálezu jednoho z hlavních hybatelů, který začal v 18. století. průmyslová revoluce, ─ parní stroj. Rychle se rozvíjející strojírenský průmysl vyžadoval pojistné ventily pro kotle ve velkém množství, a tak vzniklo velké množství podniků, jejichž hlavní činností byly „parní“ pojistné ventily.

Bezpečnostní kování

Pojistné ventily jsou jedním z typů ventilů. Jeho hlavním účelem je automatická ochrana potrubí a zařízení (čerpacího zařízení) „před nepřijatelným přetlakem uvolněním přebytečné pracovní tekutiny“. (V uvozovkách ─ citace z „GOST 24856-2014 Potrubní tvarovky. Termíny a definice“).

Uvolnění pracovního prostředí v nouzovém režimu pojistným ventilem je jedním z nejnázornějších příkladů, které odhalují koncept pojmu „ovládání ventilu“. Jeho způsob může být různý: přímo do okolí (otevřené pojistné ventily) nebo do výstupního potrubí, tedy systému s nižším tlakem (uzavřené pojistné ventily). Je zřejmé, že při dávkování drahých, ekologicky nebezpečných činidel je druhá možnost jediná možná.

V odborné literatuře se můžete setkat s termíny „pojistný ventil“ (zkráceně PSK), „pojistný ventil“, určený pro ventily instalované zejména v systémech přepravy a distribuce plynu (plynový pojistný ventil). V již výše zmíněné GOST 24856-2014 se pojem „přepouštěcí ventil“ vůbec nezmiňuje a výraz „přepouštěcí ventil“ je pouze termín, který se nedoporučuje používat k označení proporcionálního pojistného ventilu, tedy ventilu, jehož uzamykací prvek se otevírá úměrně zvýšení tlaku pracovního prostředí. Na rozdíl od proporcionálních pojistných ventilů poskytují dvoupolohové ventily pouze dva režimy: „zavřeno“ a „otevřeno“ a vzdálenost mezi dvěma krajními polohami je ventilem pokryta téměř okamžitě, bez znatelné změny tlaku pracovního tlaku. střední.

Účel pojistného ventilu

─ chránit části systému (pokud je pracovní médium kapalné, ─ hydraulický systém) před přetížením. Když čerpadlo dodává kapalinu a není možné, aby mohla uniknout, například kvůli pevnému kalu, který blokuje výtlačné potrubí nebo je omylem uzavřen uzavírací ventil výtlačného potrubí, tlak v systému se zvýší, dokud nevydrží a nerozbije se jeho nejslabším článkem. Na základě názvu nejdražšího a technicky nejsložitějšího prvku systému lze ventil nazvat pojistným ventilem pro bojler, pojistným ventilem pro ohřívač vody, pojistným ventilem pro bojler, pojistným ventilem pro zásobník, pojistným ventilem pro bojler, pojistným ventilem pro bojler, pojistným ventilem pro bojler, pojistným ventilem pro bojler, pojistným ventilem pro bojler. a samozřejmě pojistný ventil pro čerpadlo.

Nepřijatelný nadměrný tlak může být způsoben různými důvody. Toto a tzv „lidský faktor“, který se projevuje chybami personálu při instalaci nebo provozu zařízení; narušení provozu technických zařízení v důsledku jejich poruch; fyzikální procesy probíhající v pracovním nebo environmentálním prostředí, například prudký nárůst dodávek tepelné energie. Následky, které to hrozí, mohou být fatální jak pro samotné hydraulické systémy, tak pro obsluhující personál, proto je okamžitá reakce na přetlak nejdůležitějším článkem v souboru opatření směřujících k zajištění spolehlivého a bezpečného provozu hydraulických systémů.

Instalace pojistného ventilu poskytuje ochranu proti nepřijatelnému zvýšení tlaku. Použití slova „ochrana“ dává důvod říci, že v širokém smyslu slova je ochranný ventil, včetně pojistného ventilu dávkovacího čerpadla, ochranný. I když aktuální GOST 24856-2014. Neexistují žádné termíny „ochranné kování“ a „pojistný ventil“. Ale v tom předchozím, platném do 31. března 2015, „GOST R 52720-2007. Potrubní armatury. Pojmy a definice, termín „ochranné ventily“, jako ventily určené „k automatické ochraně zařízení a potrubí před nepřijatelnými nebo nepředvídatelnými změnami parametrů technologického procesu“. Tyto parametry mohou zahrnovat nejen tlak (přetlakový ventil), ale také teplotu. GOST 24856-2014 zavádí termín „teplotně spouštěný pojistný ventil“, tj. pojistný ventil, jehož citlivý prvek při zvýšení teploty pracovního média v chráněném objektu posune blokovací prvek, aby uvolnil pracovní médium a snížil teplotu. .“

Zařízení pojistného ventilu

určuje své místo v klasifikaci této třídy technických zařízení, vyznačující se širokou škálou konstrukčních řešení.

Podle toho, jak se na aretačním prvku vytváří síla působící proti pracovnímu prostředí, se rozlišují tyto typy pojistných ventilů: pružinový pojistný ventil, pákový zátěžový, pákový-pružinový, s membránovým snímacím prvkem. Nechybí ani pojistný ventil s plynovou komorou nebo plynový pojistný ventil.

Již výše bylo uvedeno, že pojistné ventily jsou proporcionální a uzavírací.

Existují vlnovcové a nevlnovcové pojistné ventily. V první se měch používá k utěsnění tyče a také jako silový nebo citlivý prvek.

Pojistné ventily jsou vyráběny s prasknutím, tj. vybavené zařízením pro zkušební provoz při nebo pod nastaveným tlakem a také bez prasknutí. Nastavovací tlak ─ je nejvyšší přetlak na vstupu do pojistného ventilu, při kterém je ventil uzavřen a zajišťuje předepsanou těsnost. Řada zařízení Areopag Dosing Equipment Plant zahrnuje pojistné ventily ve dvou verzích: s detonací a bez ní.

Typ průtokové části tělesa dává základ samostatným přímým pojistným ventilům, ve kterých jsou trysky umístěny na stejné ose, a úhlovým pojistným ventilům.

Podle toho, jaká technologie byla při výrobě tělesa použita, rozlišujeme pojistné ventily jako svařované, lité, lisované, kované. Je možná kombinace několika technologií ─ kombinované pojistné ventily: kované-svařované, kované-lité, lisované-svařované, lité-svařované.

Důležitým aspektem pro toho, kdo si potřebuje pořídit pojistný ventil, je jeho způsob připojení k potrubí. Existují pojistné ventily přírubové a destičkové: navařovací, spojkové, závitové, kolíkové.

Hlavní konektor „kryt těla pojistného ventilu“ může být přírubový nebo bez destičky.

Volba materiálu průtokové části a uzavíracího prvku závisí na vlastnostech čerpaného média. V „ZDT Areopag“ je průtoková část vyrobena ze slitin niklu a titanu, jakož i z chromových, chromniklových a chromniklmolybdenových ocelí.

Pojistné ventily mohou být s nízkým, středním a plným zdvihem. U nízkozdvižných vozidel nepřesahuje zdvih aretačního prvku 1/20 průměru sedla; pro plný zdvih je tato hodnota rovna nebo větší než ¼.

Příklady použití pojistných ventilů čerpadel

nalézt všude. Velmi názorným příkladem je systém posilovače řízení v autě. Olejové čerpadlo v něm pracující je zpravidla vybaveno vestavěným pojistným ventilem, nastaveným v závislosti na značce vozu na tlak 60 až 125 atm. Může fungovat, když je volant otočený až na doraz a zůstává v tomto stavu několik sekund. Pro použití v terénu lze nainstalovat externí pojistný ventil olejového čerpadla (interní je vypnutý).

Pojistný ventil je instalován ve výtlačném kanálu hlavního čerpadla hydraulických rypadel. Pojistné ventily nastavené na určitou počáteční hodnotu otevření jsou zabudovány do skříní olejových čerpadel na dieselových lokomotivách.

Pojistný ventil čerpadla se používá u obráběcích strojů, kde se zpětný tlak používá k zajištění hladkého pohybu a stabilních řezných podmínek. Díky tomu nedochází k prudkému nárůstu otáček nástroje při rychlém poklesu zatížení. Například když se nástroj přestane dotýkat obrobku.

Ve vrtném zařízení slouží aktivace pojistného ventilu čerpadla čerpajícího vrtnou kapalinu jako signál k zastavení vrtání, což pomáhá předcházet poškození jádrového potrubí.

V ropném a plynárenském komplexu zabraňují bezpečnostní ventily destrukci (prasknutí) vstřikovacího systému cementovacích jednotek.

Čerpadla používaná v tepelné energetice jsou zpravidla vybavena pojistnými ventily, které slouží k vypuštění části roztoku z výtlačné komory. V tomto případě je kapalina nasměrována do výše umístěné zásobní nádrže, což šetří činidla a zabraňuje kontaktu žíravin s obslužným personálem.

Provoz pojistného ventilu

dávkovací čerpadlo spočívá v tom, že při překročení tlaku nad nastavenou hodnotu se otevře a dávkované pracovní médium je přesměrováno do dávkovací nádrže. Dávkovací čerpadla používaná v mnoha oblastech techniky mohou být vybavena integrovaným pojistným ventilem a/nebo externím pojistným ventilem v tlakovém potrubí. Nastavení pojistného ventilu závisí na provozních podmínkách: pojistný ventil 1 bar, pojistný ventil 2 bar atd.

Pojistné ventily mohou předcházet následkům havarijního přetlaku samostatně (přímočinné pojistné ventily) nebo jako součást vícesložkových zařízení. Jako například pulzní bezpečnostní zařízení (IPU), ve kterých je hlavní pojistný ventil (GPV), známý také jako nepřímo působící pojistný ventil, instalován na hlavním vedení. Jako ovládací prvek GPC slouží pulzní pojistný ventil menšího průřezu, umístěný na pilotním vedení.

Hlavní technické vlastnosti pojistných ventilů ─ jmenovitý průměr, stejně jako tlak ─ jmenovitý, nastavení, zkouška na vstupu, úplné otevření, začátek otevírání, zavírání.

Jmenovitý průměr vrtání DN pojistných ventilů čerpadel ZDT Areopag je 4, 6, 20, 15 mm, jmenovitý tlak ─ 6,3, 16, 40, 63, 100, 160, 250, 320, 400 kgf/cm2. Počáteční otevírací tlak ─ od 1,05 Pn do 1,07 Pn, plný otevírací tlak ─ 1,1 Pn nebo 1,15 Pn, uzavírací tlak ne méně než 0,8 Pn. Pн ─ nastavovací tlak, jehož maximální hodnota je rovna jmenovitému tlaku PN.

Ventily „ZDT „Areopag“ lze použít s kapalinami s následujícími parametry:

• teplota ─ od minus 40 do plus 200 OC;
• hodnota pH ─ pH 0-14;
• hustota ─ až 2000 kg/m3;
• podíl neabrazivní pevné fáze ─ do 10 %;
• кинематическая вязкость 3,5х10-7…3х10-2 м2/с.

Ventily z produkce ZDT Areopag jsou dodávány samostatně a jako součást čerpacích dávkovacích jednotek.

Pojistné ventily tvoří jen malou část sortimentu a celkového objemu produktů vyráběných předním ruským výrobcem dávkovacích zařízení ZDT Areopag. Ale jako všechno vyrobené v tomto podniku se vyznačují vysokou kvalitou, která není horší než nejlepší zahraniční produkty, a cenou, která plně odpovídá realitě ruského trhu. A to jsou dvě hlavní podmínky účinné úplné substituce dovozu.