Pojistný ventil – zařízení, klasifikace a účel

Pojistný ventil je speciální zařízení určené k ochraně potrubního systému, jeho prvků a zařízení k němu připojených před mechanickým poškozením v důsledku nadměrného tlaku. Může mít různá provedení a charakteristiky, pracovat s různými médii – plynná, kapalná.

Účel a konstrukce pojistných ventilů

Pojistné ventily jsou přímočinná zařízení, jejichž činnost závisí na pohybu pracovního média. Konstrukce výrobku je dána jeho typem, ale všechny slouží k ochraně potrubí před přetlakem vypouštěním přebytečných médií do atmosféry nebo kanalizačního systému. Jakmile se hodnoty tlaku ustálí ve specifikovaném rozsahu, výboj se zastaví.

Výkres pojistného ventilu

Tlak v potrubním systému se může zvýšit z vnějších nebo vnitřních důvodů:

• Vliv vnějších zdrojů tepelné energie.
• Porušení technologie pro použití připojeného zařízení, poruchy v jeho provozu.
• Problémy během instalace systému.
• Mechanické poškození potrubí atd.

Pojistné ventily jsou určeny ke stabilizaci tlaku v systému a jsou nezbytné ve všech úsecích potrubí, kde může dojít k havárii. Používají se při připojení domácích a průmyslových zařízení pracujících pod vysokým tlakem. Hlavní oblastí použití jsou topné systémy, rozvody vody a plynu, rozvody stlačeného vzduchu.

Princip činnosti pojistného ventilu

Princip činnosti pojistného ventilu je založen na činnosti pružiny, která přitlačuje cívku k sedlu. Když se tlak v systému zvýší nad nastavenou hodnotu, přitažlivá síla se sníží, cívka se posune zpět a médium se začne vypouštět přes otevřený ventil. Tím se normalizuje tlak v systému a při poklesu tlaku na přípustnou mez se uzavírací prvek opět přitlačí k sedlu.

K uzavření ventilu je nutné snížit tlak pod normální úroveň tlaku, protože k utěsnění systému je zapotřebí větší síly než k jeho udržení v provozní poloze před otevřením.

Klasifikace pojistných ventilů

Pojistné ventily se liší podle principu činnosti:

• Přímá aplikační zařízení pracující pod vlivem pracovního prostředí. Jsou univerzální a snadno se používají.
• Zpětně působící, která využívá tlakové senzory a řízenou automatiku. Jejich provoz závisí na použití externího zdroje tlaku nebo vystavení elektřině.

Podle typu zvedání uzamykacího prvku se produkty dělí na:

• Proporcionální působení, používá se pro nestlačitelná média. Jak se tlak v systému zvyšuje, ventil se postupně otevírá a rovnoměrně uvolňuje pracovní médium.
• Zapnuto vypnuto, okamžité otevření na plnou rychlost, když systém dosáhne nadměrné úrovně tlaku. Používá se při přepravě stlačitelných plynných médií.

V závislosti na typu zatížení cívky mohou být pojistné ventily:

• zatížení páky;
• jaro;
• magnetická pružina.

Existují také speciální nouzová bezpečnostní zařízení určená pro specializovaná průmyslová zařízení.

Rozdíly v designech

Konstrukce pojistných ventilů se může lišit. Existují produkty s jedním nebo dvěma sedlem umístěnými vedle sebe.

Podle výšky zdvihu se pojistné ventily dělí na:

• Nízký zdvih, ve kterém je výška zdvihu přibližně 0,05 průměru sedla. Vzhledem k jejich vlastní minimální průchodnosti se nepoužívají na průmyslových potrubích s vysokým tlakem. Mají proporcionální ovládací mechanismus.
• Plný výtahs výškou zdvihu rovnou nebo větší než je průměr sedla. Fungují na dvoupolohovém mechanismu a vyznačují se zvýšenou průchodností a složitou konstrukcí.

Výrobky s designem s plným otvorem vám umožňují rychle vypustit působivý objem pracovní tekutiny, a proto se používají ve zvláště kritických komplexech.

Pružinové ventily

Pružinové ventily se používají v domácích potrubních systémech pro zásobování vodou, plynem a vytápěním. K přitlačení cívky k sedlu slouží pružina, nastavitelná šroubem. Umožňuje nastavit tlakové limity, po jejichž překročení se ventil otevře.

Některé modely pružinových ventilů mají systém nuceného ručního otevírání pro kontrolu funkčnosti produktu. Produkty určené pro provoz v nebezpečných podmínkách prostředí však nemohou být vybaveny ručním ofukováním.

Tyto ventily se používají v různých podmínkách prostředí. Pružiny a sedla, které přicházejí do styku s agresivními kapalinami a plyny, jsou potaženy speciálními antikorozními směsmi. Těsnost tyče je zajištěna dvojitým ucpávkovým těsněním z fluoroplastu nebo pryže.

Pákové ventily

Zařízení s podobnou konstrukcí využívají gravitaci k potlačení síly tlaku. Váha břemene prochází pákou k cívce a vyrovnává ji, dokud hodnota tlaku neklesne na přípustnou hodnotu.

Pákový pojistný ventil

Instalují se v určité poloze vzhledem k horizontu (uvedeno v průvodní dokumentaci od výrobce). Nelze použít na mobilní objekty. Rozměry produktu závisí na tlaku v systému – čím je vyšší, tím větší je pákový efekt. Aby se zabránilo vibracím, používají se malé dvousedlové pojistné ventily. K nastavení takových zařízení se na páce používají speciální závaží.

Magnetické pružinové ventily

Zařízení typu magnetické pružiny mají reverzní činnost a jsou poháněna elektromagnetem. Při normálním tlaku v systému elektromagnet/silná pružina přitlačí vypínací prvek k sedlu a při nadměrném tlaku se automaticky vypne napětí na cívce. To vede k vytlačení cívky a otevření ventilu.

Existuje verze ventilu s elektromagnetem, který stlačuje a uvolňuje cívku pod tlakem v opačném směru. Když je napájení přerušeno, zařízení bude pracovat jako pružinový typ.

Hlavní výhodou takových zařízení je, že pro nastavení prahové hodnoty tlaku není potřeba fyzický přístup do systému. Reguluje se v parametrech řídicího programu.

Magnetické pružinové ventily jsou spolehlivé, snadno se používají a lze je použít ve složitých průmyslových instalacích.

Schéma a princip činnosti pojistného ventilu

Výhody použití

Pojistné ventily se používají k normalizaci tlaku v systému a jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích. Mezi jejich výhody patří:

• Dlouhá životnost.
• Jednoduchost návrhu, připojení k potrubnímu systému a provozu.
• Široká škála provozních parametrů.
• Mnoho designových variací a provedení pro různá pracovní prostředí, včetně agresivních.
• Použití v různých klimatických podmínkách.
• Možnost instalace v horizontální nebo vertikální poloze dle typu konstrukce.

Při výběru pojistného ventilu je nutné vypočítat maximální přípustné hodnoty tlaku. K tomu potřebujete znát výkon čerpacího zařízení, objem a provozní teplotu dopravovaného média a rychlost odezvy. Vybírá se také umístění a způsob instalace na potrubí.

Technické požadavky na pojistné ventily

Výrobky tohoto typu jsou vyráběny v souladu s následujícími regulačními dokumenty:

• PB „Bezpečnostní pravidla pro nádoby a tlakové instalace“
• Americká norma pro tlakové nádoby “Boiler & Pressure Vessel Code”.
• GOST „Národní norma pro pojistné ventily“.

Navrhovat a vyrábět pojistné ventily mohou pouze společnosti, které mají příslušnou akreditaci. Na výrobu nouzových ventilů jsou kladeny zvláštní požadavky, protože jejich nesprávná činnost může vést k ohrožení průmyslové a veřejné bezpečnosti. Všechny ventily musí splňovat normy GOST a PB.

Příklad výkresu pojistného ventilu

Hlavními technickými požadavky na ventily jsou spolehlivost a spolehlivost.

• Rychlá odezva při prahové hodnotě tlaku.
• Pevné uzavření ventilu při poklesu tlaku.
• Dobrá propustnost systému.
• Vysoká těsnost.
• Bezporuchový provoz po celou záruční dobu a počet operací stanovený výrobcem.

Všechny ventily musí být pravidelně testovány na funkčnost a těsnost těsnění. Za tímto účelem jsou demontovány a kontrolovány v akreditovaných laboratořích.

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.

<i>Bezpečnostní uzavírací ventily</i>

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.

<i>Uzavírací ventily</i>

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.

<i>Návrh bezpečnostních uzavíracích ventilů</i>

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.

<i>Uzavírací ventil s elektromagnetickým pohonem</i>

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

Tento článek je věnován studiu dokumentů, které zajišťují bezpečnost práce. Podrobně vám povíme o výrobních pokynech, dokumentech o ochraně práce, požadavcích a předpisech pro práci s vysokým rizikem.

V tomto článku si povíme o dokumentaci potřebné k organizaci práce plynárenské služby v oblasti řízení oddělení a personálu: popisy práce, protokoly o certifikaci a zkoušce znalostí, objednávky, řízení výroby.

Tento článek vám řekne, jaké regulační dokumenty je třeba dodržovat při práci s plynárenskou službou. Podrobně vám povíme o technických předpisech, federálních normách a pravidlech, bezpečnostních pokynech, standardech a pravidlech ochrany práce.

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