По способу открывания клапана

1. Предохрахнительные клапаны прямого действии, у которых давление среды воздействует непосредственно на золотник, подни­мая его при установочном давлении. Этот принцип действия надежнее, но он совершенно неприемлем для предохранительных клапанов больших диамет­ров па высокое давление.

Рис. 13.50. Предохранительный клапан со вспомогательным устройством.

I- сброс в линию атмосферного давления; II - сброс в линию низкого давления; 1- игольчатый вентиль; 2 - импульсный клапан; 3 - соединительная труба; 4 - предохрани­тельный клапан.

2. Предохранительные клапаны со вспомогательным и устройством, срабатывающие только после срабатывания вспомогатель­ного устройства (импульсного клапана).

В одной из конструкций такого клапана (см. рис. 13.50) сила пружинь: рассчитана на величину большую, чем сила давления среды. Таким образом, в закрытом состоянии золотник плотно прилегает к соплу, обеспечивая надеж­ную герметичность. При установочном давлении срабатывает импульсный кла­пан и сбрасываемая среда подается под поршень предохранительного клапана. Сила, создаваемая поршнем, и сила дав­ления под золотником преодолевают си­лу пружины, предохранительный клапан открывается. Полной пропускной способ­ности у такого клапана достигают при незначительном превышении установоч­ного давления.

Такой предохранительный клапан мо­жет иметь и другую конструкцию, когда давление среды действует на золотник сверху, создавая тем самым надежное герметичное уплотнение. Площадь порш­ня в данном случае больше площади зо­лотника, поэтому сброшенная импульс­ная клапаном среда, попадая под пор­шень, откроет предохранительный кла­пан.

Основное преимущество предохрани­тельных клапанов со вспомогательным устройством - возможность получения высокой пропускной способности за счет увеличения диаметра сопла. При этом необходимо учитывать, что надежность такого клапана зависит от работоспособ­ности двух клапанов - основного и вспомогательного, что, конечно, являет­ся его недостатком.

По числу сопел

1. Одинарные предохрани­тельные клапаны имеют одно сопло и золотник. Как правило, в про­мышленности используют именно такие клапаны.

2. Двойные предохрани­тельные клапаны - одном корпусе расположены два сопла и два зо­лотника (рис.13.51). Такая конструкция создана в связи с укрупнением установок, требующих увеличения производительности предохранительных клапанов. При этом создать высокопроизводительные клапаны за счет увеличения диаметра сопла трудно из-за того, что следует учитывать большие нагрузки на золотник. Как отмечалось выше, сила, которую можно приложить на золотник, у грузовых клапанов ограничена, поэтому клапаны с большим диаметром сопла могут быть только пружинными. Пружина такого клапана должна создать силу примерно 2000—3000 кгс, иметь достаточный запас прогиба в рабочем состоянии, необходимый для полного подъема золотника, и в то же самое время быть «мягкой». Все это ограничивает возможности со здания предохранительных клапанов с диаметром сопла больше 100 мм.

3. Тройные предварительные клапаны - в одном кор­пусе находятся три сопла и три золотника. Существует мнение, что при ис­пользовании тройного клапана па средах высокой температуры происходит неравномерное тепловое расширение корпуса, что отрицательно сказывается на его нормальной работе.

Рис.13.51. Двойной пружинный предо­хранительный клапан:

1- корпус; 2-сопло; 3 - золотник; 4-направляющая втулка; 5 - шток; 6-перегородка; 7 - опорная шайба; 5 -пружина; 9 - регулировочный винт; 10 - колпак.

Обратные клапаны

Обратные клапаны предназначены для предотвращения обратного потока среды в трубопроводе и, тем самым, предупреждения аварии, например при внезапной остановке насоса и т. д. Они являются автоматическим самодей­ствующим предохранительным устройством. Затвор - основной узел обрат­ного клапана. Он пропускает среду в одном направлении и перекрывает ее поток в обратном.

Рис.13.52. Обратные клапаны.

а-подъемный: 1- корпус, 2 - золотник, 3 -пружина, 4 - крышка, 5 - болт; б - поворотный: 1- корпус, 2 - захлопка, 3 - крышка, 4 - серьга

По принципу действия в основном обратные клапаны разделяют на подъ­емные (рис. 13.52, а) и поворотные (рис. 13.52, б).

Преимущество поворотных клапанов заключается в том, что они имеют меньшее гидравлическое сопротивление. Это очень важно при проектирова­нии больших трубопроводов с применением обратных клапанов.

Рис. 13.53. Клапан обратный:

1- уплотнение из гофрированной стали для клапанов PN 1,6 МПа (класс 1501b), спирально-навитая прокладка с наполнителем из графита для PN 2,5 - 10,0 МПа (класс 300 и 600) и соединительное кольцо для PN 16,0 МПа (класс 900lb и выше) или дополнительно для PN 8,0 МПа (класс 600lb); 2- конструкция рычага обеспечивает полное открытие клапана; 3-стандартная конструкция - приварное седло с уплотнителем с напылением из стеллита №6. 4-конструкция рассчитана на горизонтальные трубопроводы; 5-стандартное положение дренажного отверстия.

Рис. 13.54. Клапан обратный с преднапряженным уплотнением:

1-многочастевое упорное кольцо надежно удерживает внутреннее давление; 2-упорное кольцо предотвращает деформацию уплотнителя; 3-вставка из нержавеющей стали обеспечивает бесшумность и коррозионную сопротивляемость; 4-уплотнение из ковкой стали обеспечивает большую площадь контакта, повышая надежность уплотнения; 5-рычаг позволяет компенсировать искажение поверхности седла и деформацию корпуса, вызванные гидроударом в трубопроводе; 6-конструкция рассчитана на горизонтальные трубопроводы; 7-конструкция рычага обеспечивает полное открытие клапана.

Подъемные клапаны более просты и надежны. Они могут быть угловыми и проходными, причем для их изготовления можно использовать корпуса вен­тилей.

При большом условном проходе в обратных клапанах при закрытии мо­жет возникнуть гидравлический удар, поэтому при установке таких клапанов иногда применяют обводную линию с задвижкой, которую необходимо за­крывать при срабатывании клапана. Но целесообразнее использовать спе­циальные обратные клапаны с демпфером, который обеспечивает плавную посадку затвора при срабатывании клапана. При этом демпфер может быть простым, в виде поршня, помещаемого внутри корпуса над запорным орга­ном (рис. 13. 55, а), а при очень больших условных проходах демпфер выно­сится за корпус клапана и имеет более сложную конструкцию (рис. 13.55, б).

Рис. 13.55. Обратные клапаны с демп­фером:

а -демпфер внутри клапана: 1- кор­пус; 2 - подъемный золотник; 3 - пор­шень; 4- крышка; б - демпфер снару­жи клапана: 1 - корпус; 2 - подъем­ный золотник; 3 - крышка; 4 - шток; 5 - поршень; 6 - перепускная трубка с регулирующим вентилем.

Для упрощения конструкции и облегчения массы запорного органа для больших условных проходов рекомендуют применять многодисковые обрат­ные поворотные клапаны (рис. 13.56), у которых вместо одной массивной захлопки имеется несколько захлопок малого диаметра, что уменьшает инерци­онность этого устройства.

В последнее время были разработаны обратные клапаны нового типа - клапа­ны с обтекателем (рис. 13.57). Этот клапан состоит из корпуса 2 с обтекате­лем 3. Между корпусом и крышкой 1 за­жата эластичная резиновая манжета 4. При прямом потоке среды манжета отхо­дит к стенке корпуса (верхняя часть ри­сунка), не препятствуя движению пото­ка, а при обратном токе за счет упругих свойств прижимается к обтекателю (нижняя часть рисунка). Обратное дви­жение потока прижимает манжету, создавая, таким образом, герметичность.

Рис. 13.56. Многодисковый обратный клапан:

1-корпус; 2-плита; 3-захлопка; 4-крышка; 5-перепускная задвижка

Преимущества такой конструкции за­ключаются в том, что клапан прост в из­готовлении, бесшумно работает и мон­тируется на трубопроводе в любом положении.

Рис. 13.57. Обратный клапан:

1- крышка; 2 -корпус; 3 - об­текатель; 4 - манжета

Клапаны обратные поворотные флан­цевые КОП (рис. 13.58.) предназначе­ны для работы на установках по пере­работке, транспорту и хранению жидких и газообразных нефтяных и химических сред различной коррозионной активности. Корпус таких клапанов выполняют из стали: а) марки 25Л или 20Л (для неаг­рессивных сред с температурой не более 450 °С); б) хромомолибденовой Х5М-Л (для слабо агрессивных сред с темпера­турой не более 550°С); в) хромоникелевой 1Х18Н9Т-Л (для сильно агрессивных сред с температурой не более 600 °С).

Литой корпус 1 обратного клапа­на - фланцевый, имеет бочкообразную форму. Крышка 2 соединена с корпусом болтами. Кронштейн крепления серьги 3 захлопки можно отливать вместе с крышкой 2 клапана или же прикреплять болтами к приливам корпуса.

Шарнирное соединение захлопки 4 с серьгой позволяет захлопке самоустанав­ливаться при закрытии обратного клапа­на. Для обеспечения герметичности уплотнительная поверхность корпуса на­клонена к вертикали под углом 5°. Уплотнительные поверхности колец 5 в зависимости от материала корпуса на­плавляются сталью 2X13 или твердыми сплавами.

Условное давление - до 160 кгс/см², условный проход - до 600 мм

Рис. 13.58. Обратный поворотный клапан типа КОП:

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – серьга; 4 – захлопка; 5 – кольцо.

Клапаны обратные подъемные приемные 16ч42р (рис. 13.59) применяют в насосных установках на конце всасывающего трубопро­вода для воды, нефти и других жидких сред с температурой до 50 °С.

Основные детали клапана: корпус, захлопка, плита, тарелка - выполнены из чугуна; уп­лотнение затвора представляет собой резино­вое кольцо.

Рис. 13.59. Приемный обратный клапан типа 16ч42р:

1 – корпус; 2 – подъемный золотник; 3 – резиновое уплотнение; 4 – защитный кожух.