Jak fungují pojistné ventily?

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.

Zvýšení nebo snížení tlaku plynu za regulátorem bodu redukce plynu (GRP) nad povolené limity může vést k nouzové situaci. Pokud se tlak nadměrně zvýší, plameny hořáků mohou sfouknout, což způsobí jejich zhasnutí a nahromadění směsi plynu a vzduchu. Pokud není dodávka plynu přes PRG včas zastavena, jsou možné požáry a výbuchy směsi plynu a vzduchu ve zplynovaných místnostech nebo topeništích kotlů (pecí). Další možné důsledky zvýšení výstupního tlaku PRG: porušení těsnosti plynovodů a zařízení, selhání přístrojové techniky a plynoměrů.

Výrazné snížení tlaku plynu může vést ke sklouznutí plamene do hořáku se spalováním uvnitř. Hořák se zanáší sazemi a jeho jednotlivé prvky se vlivem zahřívání deformují. Plamen může zcela zhasnout, což způsobí hromadění směsi plynu a vzduchu v kotlích nebo ve zplynovaných místnostech.

Bezpečnostní uzavírací ventily

Aby se zabránilo nepřijatelným změnám výstupního tlaku PSG, používají se systémy přetlakové ochrany, které využívají různá technická zařízení:

• bez odvodu plynu – regulátor-monitor a bezpečnostní uzavírací ventil (SSV);
• s vypouštěním plynu – bezpečnostním pojistným ventilem (PSV).

Ve většině stávajících PRG jsou hlavními zařízeními, která poskytují ochranu proti nepřijatelnému zvýšení tlaku, pojistné ventily – odlehčovací a uzavírací. Regulátory-monitory se v PRG, které hrají odpovědnou roli v sítích dodávek plynu, používají relativně nedávno. Například v hlavních distribučních centrech sídel nebo při dodávkách plynu do výrobních zařízení s kontinuálním cyklem.

Obr.1 Bezpečnostní uzavírací ventil PKN

Bezpečnostní uzavírací ventil je zařízení, které zastaví přívod plynu a doba uzavření ventilu by neměla přesáhnout 1 sekundu. V souladu s GOST 24856 „Potrubí armatury. Termíny a definice“ SCP odkazují na uzavírací ventily. Bezpečnostní uzavírací ventily (pic.1) jsou hlavní zařízení obsažená v systému přetlakové ochrany PRG.

Samovolné otevření šoupátka bez zásahu personálu údržby není povoleno. Rychlý uzavírací ventil se otevře po zjištění příčiny operace a odstranění závady. Odchylka tlaku odezvy SCP může být 1 %; 2,5 %; 5 % nebo 10 %, přičemž ne více než 5 % pro vysoký a střední výstupní tlak.

Uzavírací ventily

Nejen v PRG se používají rychloběžné uzavírací ventily. Termín „uzavírací ventil“ se také používá k označení potrubních armatur, které v nouzových situacích zastaví průchod médií. Instalují se na potrubí plynných a kapalných médií včetně agresivních. Hlavním úkolem je co nejrychleji zastavit průtok média potrubím, aby byla zajištěna bezpečnost technologických procesů. Různé modifikace se používají při práci s párou, vzduchem, vodou, alkoholy, oleji a ropnými produkty a dalšími látkami.

Obr.2 K lapan 22nzh 5p

Například jednosedlový uzavírací ventil 22nzh 5p (pic.2) se používá v topných bodech a jiných výrobních zařízeních k rychlému uzavření průtoku pracovního média. Ventil má membránový pohon, přírubové připojení k potrubí a tělo z nerezové oceli.

Návrh bezpečnostních uzavíracích ventilů

Uzavírací ventil má ventil, který v situacích, které by mohly vést k nehodě, sedí na sedle a blokuje průtok plynu (pic.3). Ventil má pryžové těsnění, které zajišťuje těsnost třídy A, tedy žádné viditelné netěsnosti.

Rýže. 3 Uzavírací ventil uzavírá přívod plynu

Uzavírací ventily v PRG jsou instalovány před regulátorem, zastavují přívod plynu při zvýšení výstupního tlaku (maximum) nebo poklesu (minimum) nad povolené limity. Toto schéma se vyvinulo procesem pokusů a omylů. Když bylo zařízení na hydraulické štěpení původně konfigurováno, byl uzavírací ventil umístěn za regulátorem. Provozní zkušenosti však ukázaly, že v tomto případě regulátor zůstává pod vstupním tlakem, což může v některých případech vést k průchodu plynu do výstupního plynovodu přes impulsní potrubí.

Obr.4 Pružiny a membránová skříň ventilu PKN

Regulaci tlaku zajišťuje membrána, na kterou je na jedné straně přiváděn plyn z výstupního plynovodu a na druhé straně působí dvě pružiny, velká a malá (pic.4). První má velký průměr a je vyroben ze silnějšího drátu. Při zvýšení výstupního tlaku drží membránu. Pokud síla membrány překročí sílu pružiny, ta se pohne, což způsobí uzavření ventilu. Malá pružina pohybuje membránou při poklesu výstupního tlaku, což také způsobí uzavření ventilu. Pohyb interagující membrány a pružin je přenášen na ventil prostřednictvím různých mechanismů. Zejména ventil PKN používá kladivo a páku. Stlačením nebo uvolněním pružiny můžete změnit meze odezvy ventilu. K tomuto účelu použijte seřizovací šroub (pro spodní mez) a seřizovací sklo (pro horní mez).

Takto jsou uzavírací ventily navrženy tak, aby vykonávaly pouze tuto funkci: uzavírací ventily PKN, KPZ, PZK (PKF Ex-forma LLC) atd. Obdobně fungují uzavírací armatury zabudované do kombinovaných regulátorů RDG, RDNK, RDGK, RDK atd. Výjimkou je PKK-40M, který řídí pouze horní hranici výstupního tlaku PRG.

Uzavírací ventil s elektromagnetickým pohonem

V naprosté většině PRG jsou bezpečnostní uzavírací ventily energeticky nezávislé. Mechanismy, které řídí výstupní tlak a uzavírají průtok plynu, nevyžadují napájení. Vše se děje díky pneumatice a mechanice.

Současně průmysl vyrábí SCP, které mají elektromagnetický pohon pro mechanismus regulace výstupního tlaku (KPEG, KPZE, PKEN (V) atd.). Takovéto rychlé uzavírací ventily se používají hlavně jako pohony pro bezpečnostní automatizaci. Uzavírají přívod plynu do zplynované místnosti nebo přímo do hořáku průmyslových zařízení využívajících plyn.

Rýže. 5 CPEG ventil

Elektromagnetický plynový bezpečnostní uzavírací ventil KPEG (pic.5) se používá jako součást systému regulace plynu, stejně jako bezpečnostní automatizace pro průmyslová zplynovaná zařízení nebo instalace využívající plyn. Namísto pneumatického ovládacího mechanismu je na krytu instalován elektromagnet. Pouzdro přírubového typu. Napájecí napětí – 220 V, příkon – ne více než 10 VA.

Autor článku: Vershilovič Vladislav Adamovich

— Místo výkonu práce — Gazprom Gas Distribution Nizhny Novgorod LLC

— Autor populárních knih a příruček o konstrukci a provozu plynových zařízení

Absolvujte kurzy průmyslové bezpečnosti
A získat certifikaci

Držitel autorských práv: Školicí středisko “Akademie zabezpečení”
Všechna práva k článkům a dalším informačním materiálům umístěným na tomto webu náleží jeho vlastníkovi a autorům těchto článků. Jakékoli použití materiálů, včetně přetisku (částečného nebo úplného), je povoleno pouze v případě, že je uvedeno autorství (ChEI DPO „Výcvikové centrum bezpečnostní akademie“) a je vytvořen přímý aktivní hypertextový odkaz na stránku ve tvaru: „zdroj: ab -dpo.ru”, jakož i při zachování všech aktivních hypertextových odkazů obsažených ve zveřejněných materiálech. Je nepřípustné používat e-mailové adresy umístěné na stránkách webu pro zadávání do databází a provádění nepovolených hromadných rozesílání SPAMů.

Další články sekce
OSTATNÍ ČLÁNKY ODDÍLU Průmyslová bezpečnost

Co je to kotel? Co je chladicí kapalina pro kotle a jaká je její hlavní hodnota? Tento článek začíná sérii o kotlích. Z ní se dozvíte, co je to kotel, co je chladicí kapalina pro kotle a jaká je její hlavní hodnota? Dále zde najdete informace o typech páry, vlastnostech použití vody jako chladicí kapaliny a také exotických chladicích kapalinách.

Kde se používají plynové pístové jednotky? Co je podstatou procesů kogenerace a trigenerace? Co jsou kogenerační zařízení a trigenerační komplexy, kde se používají? Jak funguje plynový pístový kogenerátor? Odpovědi na tyto otázky najdete v článku.

Článek pojednává o hlavních typech elektráren pracujících na plynové spalovací motory, včetně plynových turbín a plynových pístových motorů. Jsou diskutovány výhody plynových turbín a plynáren s kombinovaným cyklem a také možnosti využití mikroturbíny pro různé energetické úkoly.

© CHOU DPO „UC „Akademie bezpečnosti“
2013-2025