Válvula de resorte. Válvula de retención de resorte. ¿Qué son las válvulas de seguridad?

Con presión superior a la establecida. La válvula también debe garantizar que cese la liberación del medio cuando se restablezca la presión de funcionamiento. La válvula de seguridad es un accesorio. acción directa , que opera directamente desde el medio de trabajo, junto con la mayoría de los diseños de accesorios protectores y reguladores de presión de acción directa.

Peligroso presión demasiada puede surgir en el sistema tanto como resultado de factores de terceros (funcionamiento incorrecto del equipo, transferencia de calor de fuentes de terceros, circuito termomecánico ensamblado incorrectamente, etc.), como como resultado de procesos físicos internos causados ​​por algunos Evento inicial no previsto por el funcionamiento normal. ordenador personal se instalan dondequiera que esto pueda suceder, es decir, en casi cualquier equipo, pero son especialmente importantes en el campo de operación de recipientes a presión industriales y domésticos.

YouTube enciclopédico

1 / 2

¿Por qué una válvula de seguridad en un sistema de suministro de agua caliente?

Diseño de válvula de seguridad (en formato anaglifo estéreo)

Subtítulos

Principio de funcionamiento

Cuando la válvula de seguridad está cerrada, una fuerza de presión de trabajo en el sistema protegido, tendiendo a abrir la válvula y la fuerza del set pointer, impidiendo la apertura. Cuando aparecen perturbaciones en el sistema que provocan un aumento de la presión por encima de la presión de funcionamiento, la magnitud de la fuerza que presiona el carrete contra el asiento disminuye. En el momento en que esta fuerza se vuelve igual a cero, se produce el equilibrio entre las fuerzas activas provenientes de la influencia de la presión en el sistema y el punto de ajuste en el elemento sensible de la válvula. El elemento de cierre comienza a abrirse, si la presión en el sistema no deja de aumentar, el medio de trabajo se descarga a través de la válvula.

Con una disminución de la presión en el sistema protegido provocada por la liberación del medio, las influencias perturbadoras desaparecen. El elemento de cierre de la válvula se cierra bajo la fuerza del ajustador.

La presión de cierre en algunos casos resulta ser un 10-15% menor que la presión de funcionamiento, esto se debe al hecho de que para crear una estanqueidad de la válvula de cierre después del funcionamiento, se requiere una fuerza mucho mayor que la lo cual fue suficiente para mantener la estanqueidad de la válvula antes de abrirla. Esto se explica por la necesidad de superar, durante el aterrizaje, la fuerza de adhesión de las moléculas del medio que pasan a través del espacio entre las superficies de sellado del carrete y el asiento, para desplazar este medio. Además, la disminución de la presión se ve facilitada por el retraso en el cierre del órgano de cierre, asociado al impacto sobre él de fuerzas dinámicas del flujo que pasa del medio, y la presencia de fuerzas de fricción, que requieren fuerza adicional para su cierre completo. .

Clasificación de válvulas de seguridad.

Según el principio de funcionamiento

• válvulas de acción directa: generalmente estos son los dispositivos a los que se refiere cuando se usa la frase válvula de seguridad, se abren directamente bajo la influencia de la presión del entorno laboral;
• valvulas acción indirecta- válvulas controladas mediante una fuente externa de presión o electricidad; el nombre generalmente aceptado para tales dispositivos es dispositivos de seguridad de impulsos;

• válvulas de acción proporcional (utilizadas en medios incompresibles)
• válvulas de encendido/apagado

• baja elevación
• elevación media
• elevación completa

• carga o carga de palanca
• primavera
• resorte de palanca
• resorte magnético

Diferencias de diseño

Las válvulas de seguridad suelen tener un cuerpo angular, pero también pueden tener un cuerpo recto, independientemente de esto, las válvulas se instalan en forma vertical para que el vástago baje al cerrar;

La mayoría de las válvulas de seguridad se fabrican con un asiento en el cuerpo, pero también están disponibles diseños con dos asientos instalados en paralelo.

Las válvulas de seguridad de baja elevación son aquellas en las que la altura de elevación del elemento de bloqueo (carrete, placa) no supera 1/20 del diámetro del asiento; las de elevación total son válvulas en las que la altura de elevación es 1/4 del diámetro del asiento; o más. También hay válvulas con elevación de asiento de 1/20 a 1/4, generalmente se denominan de elevación media. En las válvulas de elevación baja y media, la elevación del carrete sobre el asiento depende de la presión del medio, por eso se les llama convencionalmente válvulas. acción proporcional, aunque el aumento no es proporcional a la presión del medio de trabajo. Estas válvulas se utilizan, por regla general, para líquidos cuando no se requiere un gran rendimiento. En las válvulas de carrera total, la apertura se produce inmediatamente en la carrera completa del disco, por eso se llaman válvulas. acción de encendido/apagado. Estas válvulas son de alto rendimiento y se utilizan tanto para medios líquidos como gaseosos.

Las mayores diferencias en los diseños de las válvulas de seguridad residen en el tipo de carga sobre el carrete.

válvulas de resorte

En ellos, la presión del medio sobre la bobina es contrarrestada por la fuerza de compresión del resorte. La misma válvula de resorte se puede utilizar para diferentes ajustes de presión de respuesta equipándola con diferentes resortes. Muchas válvulas se fabrican con un mecanismo especial (palanca, hongo, etc.) de detonación manual para controlar la purga de la válvula. Esto se hace para comprobar el funcionamiento de la válvula, ya que durante el funcionamiento pueden surgir diversos problemas, como pegado, congelación o adherencia del carrete al asiento. Sin embargo, en algunas industrias en condiciones de ambientes agresivos y tóxicos, altas temperaturas y presiones, el control de soplado puede ser muy peligroso, por lo que para tales válvulas no se proporciona la posibilidad de soplado manual e incluso está prohibido.

Muy a menudo, los resortes están expuestos al entorno de trabajo, que se descarga de una tubería o contenedor cuando se activan y se utilizan recubrimientos especiales para resortes para protegerlos de ambientes levemente agresivos; No hay sello de vástago en tales válvulas. En los casos de trabajar con medios agresivos en instalaciones químicas y algunas otras, el resorte se aísla del ambiente de trabajo mediante un sello a lo largo de la varilla con prensaestopas, fuelle o membrana elástica. Los sellos de fuelle también se utilizan en los casos en los que no está permitida la fuga del medio a la atmósfera, por ejemplo en las centrales nucleares.

Válvulas de palanca

En tales válvulas, la fuerza sobre el carrete debido a la presión del medio de trabajo es contrarrestada por la fuerza de la carga, transmitida a través de la palanca al vástago de la válvula. El ajuste de dichas válvulas a la presión de apertura se realiza fijando una carga de una determinada masa en el brazo de palanca. También se utilizan palancas para purgar manualmente la válvula. Está prohibido el uso de dichos dispositivos en embarcaciones móviles.

Para sellar asientos de gran diámetro se requieren masas importantes de pesos sobre palancas largas, lo que puede provocar fuertes vibraciones del dispositivo; en estos casos se utilizan carcasas, en cuyo interior la sección transversal de descarga media está formada por dos asientos paralelos; los cuales se superponen por dos carretes mediante dos palancas con pesas. Así, en un solo cuerpo se montan dos puertas de accionamiento paralelo, lo que permite reducir la masa de la carga y la longitud de las palancas, asegurando trabajo normal válvula

Válvulas de resorte magnético

Estos dispositivos utilizan un accionamiento electromagnético, es decir, no son válvulas de acción directa. Los electroimanes que contienen pueden proporcionar una presión adicional del carrete contra el asiento, en este caso, cuando se alcanza la presión de respuesta según una señal de los sensores, el electroimán se apaga y solo el resorte contrarresta la presión, la válvula comienza a Funciona como uno de resorte normal. Además, el electroimán puede crear una fuerza de apertura, es decir, contrarrestar el resorte y forzar la apertura de la válvula. Hay válvulas en las que el accionamiento electromagnético proporciona fuerza adicional de presión y apertura, en este caso el resorte sirve como red de seguridad en caso de interrupción.

La válvula de seguridad está dispositivo protector, que evita el reflujo de la sustancia a través de la tubería y libera su exceso en el área baja presión o atmósfera. Este es un dispositivo indispensable, ya que permite salvar bombas, equipos y la propia tubería en caso de situaciones de emergencia.

¿Qué tipos de válvulas de seguridad existen?

El diseño del dispositivo es lo más sencillo posible: un elemento de bloqueo y un punto de ajuste que le proporciona tensión de alimentación. El elemento de bloqueo, a su vez, consta de un perno y un asiento.

Existen varios tipos de válvula:

• válvula de seguridad de resorte: la presión de la sustancia de trabajo se opone a la fuerza de un resorte comprimido. La cantidad de presión está determinada por la fuerza de compresión y el rango de posibles ajustes de la válvula está determinado por la elasticidad de la pieza;
• palanca: la sustancia de trabajo se restringe mediante un mecanismo de palanca. El tamaño, la presión y el rango general de acción están determinados por el peso de la carga y la longitud de la palanca;
• elevación baja: el perno se eleva solo 0,05 del diámetro del asiento. El mecanismo de apertura es proporcional. Dichos dispositivos se distinguen por su bajo rendimiento, bajo costo y estructura simple;
• elevación total: el perno se eleva a la altura del diámetro del asiento o un poco más. El mecanismo es de dos posiciones. Normalmente se instala en tuberías que transportan vapor o aire comprimido. Se distingue por su capacidad para pasar una gran cantidad de sustancia de trabajo y su mayor coste.

¿Cuáles son las ventajas de los dispositivos de seguridad?

• la estructura más simple: garantiza facilidad y rapidez en la reparación y sustitución de piezas desgastadas;
• tamaño pequeño y peso ligero;
• amplio rango de precios, que le permite comprar el producto al precio más favorable.

La válvula de seguridad permite que la tubería funcione eficientemente en condiciones de alta presión y cambios bruscos de presión.

Para aliviar el exceso de presión a la atmósfera, se utilizan válvulas de seguridad de resorte, que son accesorios especiales para tuberías que proporcionan protección confiable tubería contra fallas y daños mecánicos. El dispositivo se encarga de descargar automáticamente el exceso de líquidos, vapor y gas de los recipientes y sistemas hasta que se normalice la presión.

Propósito de una válvula de resorte

Un exceso de presión peligroso en el sistema se produce como resultado de factores externos e internos. El aumento se debe tanto al montaje incorrecto de los circuitos termomecánicos, que provoca fallos en el funcionamiento de los equipos, como al calor que ingresa al sistema desde fuentes extrañas y dentro del sistema. procesos fisicos, que no están previstos por las condiciones operativas estándar que ocurren periódicamente en el sistema.

Los productos de seguridad son una parte esencial de cualquier hogar o sistema industrial, trabajando bajo presión. La instalación de mecanismos de seguridad se realiza en tuberías en estaciones de compresión, autoclaves y salas de calderas. Las válvulas cumplen funciones protectoras en las tuberías a través de las cuales se transportan no solo sustancias gaseosas sino también líquidas.

Diseño y principio de funcionamiento de válvulas de resorte.

La válvula consta de un cuerpo de acero, cuyo racor inferior sirve como elemento de conexión entre ésta y la tubería. Si aumenta la presión en el sistema, el medio se descarga a través del racor lateral. Un resorte ajustado en función de la presión del sistema garantiza que la bobina quede presionada contra el asiento. El resorte se ajusta mediante un casquillo especial que se atornilla cubierta superior ubicado en el cuerpo del dispositivo. La tapa ubicada en la parte superior está diseñada para proteger el casquillo de la destrucción como resultado de tensiones mecánicas. La presencia de una oreja especial para sellar le permite proteger el sistema de interferencias externas.

Para válvulas en las que un resorte actúa como mecanismo de equilibrio, se selecciona la fuerza del elemento de trabajo. Si los parámetros se seleccionan correctamente, en el estado normal del sistema, el carrete, que es responsable de liberar el exceso de presión de la tubería, debe presionarse contra el asiento. Cuando el rendimiento aumenta a un nivel crítico, dependiendo del tipo de dispositivo de resorte, la bobina se mueve hasta una cierta altura.

La válvula de resorte de seguridad, que garantiza la liberación oportuna de la presión, está fabricada de diferentes materiales:

• Acero carbono. Estos dispositivos son adecuados para sistemas en los que la presión está en el rango de 0,1 a 70 MPa.
• Acero inoxidable. Válvulas de acero inoxidable diseñado para sistemas en los que la presión no supera los 0,25-2,3 MPa.

Clasificación y características de las válvulas de resorte.

La válvula de seguridad de resorte está disponible en tres versiones:

• Dispositivos de baja elevación Adecuado para sistemas de tuberías de gas y vapor, cuya presión no supere los 0,6 MPa. La altura de elevación de dicha válvula no alcanza más de 1/20 del diámetro del asiento.
• Dispositivos de media elevación, en el que la altura de elevación del carrete es de 1/6 a 1/10 del diámetro de la boquilla.
• Dispositivos de elevación completa, en el que la altura de elevación de la válvula alcanza hasta ¼ del diámetro del asiento.

Existe una clasificación conocida de válvulas según el método de apertura:

• Válvula de resorte antirretorno. Para controlar las válvulas de retención de resorte, se utiliza una fuente de presión externa indirecta. Contrarrestar válvulas de resorte, que se denominan dispositivos de seguridad de impulso, pueden funcionar gracias a la influencia de la electricidad.
• Válvula recta. En los dispositivos de tipo directo, la presión de funcionamiento del medio tiene un efecto directo sobre el carrete, que aumenta a medida que aumenta la presión.

Destacar válvulas abiertas Y tipo cerrado. En el caso de utilizar un dispositivo de tipo directo, cuando se abre la válvula, el medio se descarga directamente a la atmósfera. Las válvulas de tipo cerrado permanecen completamente selladas contra ambiente, liberando presión en una tubería especial.

Ventajas

Destacar varios tipos equipo que alivia el exceso de presión del sistema, pero las válvulas de seguridad de resorte son populares debido a la presencia de importantes ventajas:

• Sencillez y fiabilidad del diseño.
• Facilidad de configuración de parámetros operativos y facilidad de instalación.
• Variedad de tamaños, tipos y diseños.
• La instalación del producto de seguridad es posible tanto en posición horizontal como vertical.
• Dimensiones totales relativamente pequeñas.
• Gran área de flujo.

Las desventajas de las válvulas de seguridad incluyen la presencia de restricciones en la altura de elevación del carrete, mayores requisitos para la calidad de fabricación del resorte de las válvulas de seguridad, que pueden fallar cuando se opera en un ambiente agresivo o exposición constante. altas temperaturas.

¿Cómo elegir una válvula de resorte?

Al elegir un fusible, debe basarse en varios principios importantes, cuya consideración determina el funcionamiento ininterrumpido del sistema y la capacidad del fusible para realizar las funciones necesarias:

• Las válvulas de seguridad de resorte tienen las dimensiones más pequeñas en comparación con otros tipos de válvulas de seguridad, por lo que conviene elegirlas en los casos en que no hay suficiente espacio libre.
• Las características del uso de válvulas están asociadas con la presencia de mayores vibraciones, que afectan negativamente características de rendimiento dispositivo y puede inutilizarlo rápidamente. Por ejemplo, los dispositivos del tipo de carga de palanca son más susceptibles a averías debido a la exposición a vibraciones debido a la presencia de una palanca larga con peso y bisagras en el diseño. Por lo tanto, para sistemas en los que se observan importantes impactos vibratorios, vale la pena elegir una válvula de seguridad de resorte.
• Dependiendo de las características de diseño del dispositivo, el resorte puede cambiar la fuerza de presión con el tiempo. Esto se debe a que el aumento constante del carrete provoca cambios en la estructura del metal.

Matices de instalación

Se instala una válvula de seguridad de tipo resorte en cualquier punto del sistema que esté sujeto a una mayor presión y corra riesgo de sufrir daños mecánicos. El dispositivo no requiere mucho espacio libre, lo que supone una ventaja significativa en comparación con otros tipos. dispositivos de seguridad.

Para evitar problemas operativos, no instale ninguna válvula de cierre delante de la válvula de seguridad. Para descargar el medio gaseoso, se instalan dispositivos especiales o la descarga se realiza directamente a la atmósfera. Para alertar al personal, junto con las válvulas de resorte, se monta un silbato especial, que se coloca en la tubería de descarga. Cuando se activa la válvula, sonará un silbido, indicando que la presión en el sistema ha aumentado y la válvula se ha abierto para liberar el medio.

Posibles causas de fallas de las válvulas de seguridad.

Las válvulas de seguridad son dispositivos duraderos y confiables que brindan protección constante a los sistemas contra la sobrepresión. Una válvula de resorte directo o inverso falla por varias razones:

• La presencia de mayores vibraciones;
• Exposición constante a un ambiente agresivo en el estrangulador de seguridad.
• Instalación incorrecta del acelerador o válvula de resorte de seguridad.

Para evitar accidentes y fallos en el funcionamiento de los sistemas, las válvulas de seguridad se someten a controles periódicos para detectar fallos de funcionamiento. Las válvulas se prueban para comprobar su resistencia y estanqueidad antes de ponerlas en funcionamiento. También se llevan a cabo controles periódicos para determinar la estanqueidad de las superficies de sellado y las conexiones prensaestopas.

En tomando la decisión correcta Los dispositivos de seguridad que tienen en cuenta los parámetros del sistema, las inspecciones periódicas y la resolución de problemas oportuna, las válvulas de seguridad de resorte garantizarán un funcionamiento confiable del sistema y una protección sin problemas contra la sobrepresión durante mucho tiempo.

Válvula de seguridad de resorte (PPV)– un tipo de accesorios para tuberías diseñados para proteger automáticamente los equipos y las tuberías del exceso de presión por encima de un valor predeterminado liberando el exceso de fluido de trabajo y asegurando que la descarga se detenga cuando se restablezca la presión de cierre y se restablezca la presión de funcionamiento.

Conjuntos y piezas de válvulas principales:

1 - cuerpo, 2 - asiento, 3 - carrete, 4 - tapa, 5 - varilla, 6 - tuerca, 7 - pasador, 8 - resorte, 9 - fuelle (instalado en válvulas de fuelle), 10 - tornillo de bloqueo, 11 - ajuste casquillo, 12 - casquillo guía, 13 - tabique, 14 - tornillo de ajuste, 15 - tapa, 16 - brida roscada.

Principio de funcionamiento. A una presión de funcionamiento normal, la fuerza del resorte comprimido presiona el carrete contra el asiento (el paso para descargar el medio de trabajo está cerrado). Cuando la presión aumenta por encima del valor establecido, una fuerza en dirección opuesta comienza a actuar sobre el carrete, que comprime el resorte y el carrete se eleva, abriendo un pasaje para descargar el medio de trabajo. Después de que la presión delante de la válvula disminuye hasta la presión de cierre, el carrete bajo la acción del resorte se presiona nuevamente contra el asiento, deteniendo la descarga del medio.

Posición de instalación: vertical, tapa hacia arriba.

Estanqueidad de la persiana– clase “B” GOST R 54808. A petición del cliente, es posible fabricar con otras clases de estanqueidad.

Posibles diseños de válvulas:

• Un tapón sellado con unidad de apertura forzada y sin ella.
• Fuelles de equilibrio.
• Barrera térmica.
• Tapa "abierta".
• Un elemento de bloqueo que impide que la válvula funcione.

Conexión de tubería:

• con bridas;
• para junta de lente (brida según GOST 9399);
• adecuado;
• tsapkovoe.

Válvulas con fuelle.

El fuelle es un mecanismo que compensa el efecto de la contrapresión en la salida de la válvula. El fuelle está diseñado para proteger el resorte de la válvula de efectos nocivos Ambiente de trabajo agresivo a altas o bajas temperaturas. Las válvulas de fuelle están fabricadas de acero de grado 12Х18Н9ТЛ y 12Х18Н12МЗТЛ y están destinadas a ambientes de trabajo con temperaturas desde -60 °С y menos. Designación de válvulas de fuelle: KPP4S, KPPS.

El diseño de las superficies de sellado y las dimensiones de conexión de las bridas de la válvula están de acuerdo con GOST 12815-80, fila 2, las longitudes entre caras están de acuerdo con GOST 16587-71.

Las válvulas DN 25 PN 100 kgf/cm2 se pueden fabricar con extremos de unión para conexión a una tubería de acuerdo con GOST 2822-78, así como con una conexión de brida de acuerdo con GOST 12815-80, fila 2.

Las válvulas de seguridad con presión nominal PN 250 kgf/cm2 y PN 320 kgf/cm2, al igual que otros modelos, están diseñadas para proteger el equipo de un exceso de presión inaceptable liberando automáticamente el exceso de fluido de trabajo. Se utiliza en equipos con medios de trabajo líquidos y gaseosos que no causan corrosión de las partes del cuerpo superior a 0,1 mm.

Las válvulas de seguridad con cuerpo estampado-soldado se pueden fabricar con longitud cara a cara individual (L y L1), altura (H) y dimensiones de conexión bridas, lo que permite su uso como sustitutos de accesorios importados sin cambiar los equipos y tuberías ya instalados.

Cálculo de la capacidad de la válvula, según GOST 12.2.085-2002.

Presión de ajuste, pH– la sobrepresión más alta en la entrada de la válvula de seguridad, a la que se cierra la válvula y se garantiza la estanqueidad especificada de la válvula.

Presión de inicio de apertura, Рн.о.(presión de arranque; presión de ajuste): exceso de presión en la entrada de la válvula de seguridad, en la que la fuerza que tiende a abrir la válvula se equilibra con las fuerzas que mantienen el elemento de bloqueo en el asiento. Cuando comienza la presión de apertura, se rompe la estanqueidad especificada en el obturador de la válvula y el elemento de bloqueo comienza a subir.

Presión de apertura total, Рп.о.– exceso de presión en la entrada de la válvula de seguridad, a la que la válvula se mueve y se logra el máximo rendimiento.

Presión de cierre, Рз(presión de reajuste): exceso de presión en la entrada de la válvula de seguridad, a la cual, después de descargar el medio de trabajo, el elemento de bloqueo se asienta en el asiento, asegurando la estanqueidad especificada de la válvula. La presión de cierre de la válvula, Рз – no menos de 0,8 Рн.

Contrapresión– exceso de presión en la salida de los racores (en particular, de la válvula de seguridad).

La contrapresión es la suma de la presión estática en el sistema de escape (si sistema cerrado) y la presión que surge de su resistencia durante el flujo del medio de trabajo.

Información de pedido mínimo obligatorio.

Al solicitar válvulas, debe completar un cuestionario (Apéndice B):

• tipo de producto, designación, designación de tipo (según la tabla de figuras);
• diámetro nominal del tubo de entrada, DN, mm;
• presión nominal, PN, kgf/cm2;
• presión de ajuste (Рн, kgf/cm2) o número de resorte (cuando solo se especifica el número de resorte, la válvula se ajusta al valor mínimo del rango del resorte especificado);
• material del cuerpo;
• la presencia de una unidad de detonación manual en el diseño de la válvula;
• la presencia de un fuelle en el diseño de la válvula.

Ejemplo de designación al pedir una válvula de seguridad de resorte:

Un ejemplo de designación al pedir una válvula de seguridad de resorte DN 50 PN 16 kgf/cm2 hecha de acero 12Х18Н9ТЛ con una unidad de detonación manual, presión de ajuste – Рн=16 kgf/cm2, modelo KPP4R según TU 3742-005-64164940-2013:

Válvula de seguridad KPP4R 50-16 DN 50 PN 16 kgf/cm2, pH=16 kgf/cm2, 17nzh17nzh. Al realizar un pedido, se indica específicamente la necesidad de completar las válvulas con piezas compatibles (bridas, juntas, espárragos, tuercas a juego; para válvulas DN 25 PN 100 - boquillas con tuercas de unión y juntas).