Pojistný ventil – zařízení, typy, použití a princip činnosti | ARM-Eurasie

Pojistný ventil je považován za základní prvek každého hydraulického systému pracujícího pod vysokým tlakem. Zařízení je speciálně navrženo k ochraně systémů před nadměrným tlakem omezením jeho limitu. Při přiblížení k nebezpečné značce se aktivuje pojistný ventil, který uvolňuje pracovní médium, dokud se tlak uvnitř systému nenormalizuje.

Konstrukce pojistného ventilu

Pojistný ventil je speciální potrubní armatura, která funguje z pracovního média. Existují různé typy bezpečnostních zařízení, ale nejoblíbenější jsou přepouštěcí ventily díky své účinnosti a relativně jednoduché konstrukci.

Provedení pojistného ventilu závisí na jeho typu, častěji se však používají ventily s přímočinným pružinovým mechanismem, jejichž povinnou součástí je žádaná hodnota s uzavíracím prvkem. Nastavená hodnota je zodpovědná za silové působení na citlivý prvek, přímo spojený s blokovacím orgánem, sestávajícím ze zámku a sedla. Cívka obvykle funguje jako uzávěr a ocelová pružina se používá jako bod nastavení.

Princip činnosti

Když je ventil v uzavřené poloze, je snímací prvek vystaven provoznímu tlaku systému. Když v systému začnou vznikat procesy, které vyvolávají zvýšení úrovně tlaku nad pracovní, snižuje se síla přitahování cívky k sedlu. V okamžiku, kdy je síla nulová, jsou pracovní síly vyváženy vlivem tlaku uvnitř systému a nastavené hodnoty na citlivý prvek. Uzavírací ventil se začne otevírat. Pokud vnitrosystémový tlak nadále stoupá, pracovní médium se uvolňuje přes otevřený ventil. Při postupném poklesu tlaku v systému a jeho návratu do normálu po odpuštění pracovního média dojde vlivem síly nastaveného ukazatele k uzavření uzavíracího prvku.

Aby se ventil zavřel, musí tlak klesnout na úroveň o 10-15 % nižší, než je normální úroveň tlaku v systému. To je způsobeno skutečností, že vracení blokovacího prvku do utěsněné polohy vyžaduje sílu podstatně větší, než je síla, která byla dostatečná k udržení v uzavřené poloze až do okamžiku otevření.

Typy pojistných ventilů

Existují různé typy pojistných ventilů, které jsou klasifikovány podle přítomnosti určitých charakteristik.

Podle zásady jednání Existují dva typy pojistných ventilů:

• Přímočinné ventily pracují přímo pod vlivem pracovního prostředí.
• Zpětně působící pojistné ventily reagují na sílu vnějšího zdroje tlaku nebo se otevírají pod vlivem elektřiny.

Podle typu elevace uzavíracího orgánu pojistné pojistné ventily se dělí na:

• Proporcionálně působící zařízení, která se častěji používají pro nestlačitelná média, i když konstrukce umožňuje použití i ve stlačitelných médiích. Ventily se otevírají úměrně nárůstu tlaku v systému při zvednutí uzávěru ventil rovnoměrně uvolňuje pracovní médium.
• On-off zařízení se okamžitě otevřou na plný zdvih, když je dosaženo limitu tlaku ventilu. Používá se pro stlačitelná média (pára, vzduch, plyny).

V závislosti na výšce zdvihu uzavírací varhany:

• Nízkozdvižné ventily s výškou zdvihu asi 0,05 průměru sedla se vyznačují minimální průtočnou kapacitou, a proto nejsou vhodné pro vysoce výkonné průmyslové systémy. Zařízení mají obvykle proporcionální mechanismus působení a jsou jednoduché konstrukce.
• U ventilů s plným zdvihem, které obvykle fungují na mechanismu zapnuto-vypnuto, je výška zdvihu zařízení stejná nebo větší než průměr sedla. Ventily mají vysokou průchodnost a vyznačují se složitější konstrukcí než zařízení s nízkým zdvihem, takže jejich cena je vyšší

Podle typu použitého zatížení Pojistné ventily na cívce se dělí na:

• Pákové závaží nebo závaží ventily jsou zařízení, ve kterých je tlak bráněn silou vytvářenou pákovým závažím. V závislosti na hmotnosti břemene a délce páky se určí reakční tlak a rozsah tlaku.
• U pružinových ventilů působí proti vnitřnímu systémovému tlaku bezpečnostní pružinový mechanismus. Síla stlačení ocelové pružiny určuje tlak, při kterém se aktivuje pružinový mechanismus. Rozsahy nastavení pružinového ventilu závisí na pružnosti pružiny. Nízká cena, jednoduchost a spolehlivost konstrukce činí z pružinových ventilů nejlepší volbu pro různé inženýrské systémy a nízkoenergetické průmyslové instalace.

Seřízení pojistných ventilů

Pojistný ventil se seřídí po dokončení procesu instalace. Pomocí ocelové pružiny je ventil nastaven tak, aby silou šoupátka přitlačila zařízení k sedlu ventilu a zabránila tak předčasnému vypuštění pracovního média. Pružinový pojistný ventil se nastavuje pomocí speciálního šroubu. Konstrukce pojistného ventilu je navržena tak, že dotažení pružiny nad nastavenou hodnotu je zcela vyloučeno.

Výhody použití pojistných ventilů

Pojistné ventily se široce používají k prevenci problémů ve vysokotlakých systémech.
Výhody použití ventilů, které normalizují tlak v systému, jsou zřejmé:

• Nízká cena zařízení s dlouhou životností.
• Jednoduchost designu a snadná obsluha.
• Snadná instalace a výběr provozních nastavení.
• Rozmanitost typů a rozměrů umožňuje vybrat nejvhodnější pojistný ventil v závislosti na technických vlastnostech systému.
• Schopnost používat zařízení v agresivním prostředí.
• V závislosti na typu zařízení existují ventily, které se instalují v horizontální i vertikální poloze.

Pojistný ventil je relativně levný a spolehlivý prvek, který je nezbytnou součástí každého vysokotlakého systému. Správná volba bezpečnostního zařízení, odborná instalace, včasná údržba a odstraňování závad zajistí nepřetržitý provoz systému po dlouhou dobu.

Pojistný ventil je typ potrubní armatury, která je navržena tak, aby způsobila mechanické poškození vypouštěním nadměrného objemu kapalného nebo plynného média do vzduchu, dokud není dosaženo požadované úrovně tlaku. Ventil patří k přímočinným zařízením, to znamená, že pracuje přímo z pracovního média a nevyžaduje zásah ze strany obsluhy nebo opraváře. Široké používání takových zařízení pro ochranu potrubí je způsobeno následujícími důvody:

• přijatelná cena vzhledem k dlouhodobému používání;
• konstruktivní jednoduchost;
• jednoduchost instalace;
• široký rozsah provozních parametrů;
• velký výběr celkových rozměrů;
• možnost použití v agresivním prostředí;
• vysoká spolehlivost.

Princip

Standardně je ventil v zavřené poloze vlivem provozního tlaku média v potrubí. S rostoucím tlakem se zvyšuje zatížení pracovního prvku, což snižuje sílu přitahování cívky k sedlu. V okamžiku, kdy se taková síla stane nulovou, vnější síly se vyrovnají a začne proces otevírání uzavíracího ventilu. To se může stát okamžitě nebo postupně v závislosti na designu. V důsledku toho dochází k částečnému odtlakování v potrubí, kterým je částečně vypouštěno pracovní médium. Současně se snižuje vnitřní tlak a při dosažení jmenovité hodnoty dojde k uzavření. Ventil se obvykle zavírá, když je úroveň tlaku 10 až 15 procent pod normálem. Děje se tak díky setrvačnosti a potřebě vyvinout výrazně vyšší sílu, než která byla nutná k udržení v zavřené poloze.

Typy pojistných ventilů

Všechna taková zařízení lze klasifikovat podle několika technických parametrů:

• princip činnosti;
• způsob zvedání blokovacího prvku;
• výška zdvihu blokovacího prvku;
• druh použitého mechanického zatížení.

Podle principu práce Všechny takové ventily jsou rozděleny na přímo a zpětně působící zařízení. První se spouštějí přímo pod vlivem dopravovaného kapalného nebo plynného média, páry. Ty reagují na působení vnějšího zdroje tlaku, elektrického signálu.

Podle typu (způsobu) zvedání uzamykacího orgánu Všechny pojistné pojistné ventily jsou rozděleny na proporcionální a on-off. První jmenované se obvykle používají v potrubích s nestlačitelnými médii, jejichž stupeň otevření závisí na úrovni přetlaku, což umožňuje rovnoměrné odvádění přebytečného média. Ten se okamžitě otevře na plný přípustný zdvih a poskytuje maximální pokles napětí (nejefektivnější pro stlačitelná média).

Podle výšky zdvihu uzamykacího prvku Všechny takové ventily se dělí na nízkozdvižné a plně zdvihové. První předpokládá vzestup na úroveň asi 5 % průměru sedla. Jejich zvláštností je nízká propustnost, proto se obvykle instalují na potrubní systémy s nízkým výkonem. Obvykle jsou takové ventily klasifikovány jako proporcionální a mají jednoduchý design. Modely s plným zdvihem obvykle fungují na dvoupolohovém základě s výškou zdvihu, která může přesáhnout průměr sedla. Takové výrobky mají vysokou propustnost, ale mají složitý design, což zvyšuje jejich náklady.

Podle typu použitého zatížení Na základě cívky uzamykacího prvku jsou všechny produkty rozděleny na náklad (pákové zatížení) a pružinu. První představují zařízení, ve kterých působí proti tlaku síla generovaná pákovým mechanismem. V závislosti na délce páky a hmotnosti se určí rozsah možných tlaků, při kterých dochází k ovládání. Pružinové ventily mají odpovídající část, jejíž tuhost určuje rozsah odezvy. Použití pružiny výrazně zvyšuje spolehlivost a zjednodušuje konstrukci, čímž snižuje konečnou cenu výrobku.

Vlastnosti výběru a instalace pojistného ventilu

Při výběru konkrétního modelu zvažte následující body:

• ventily pružinového typu jsou kompaktnější, takže se používají v případech, kdy je omezený volný prostor;
• Pákové pojistné ventily jsou docela náchylné na vibrace kvůli přítomnosti kloubových spojů a dlouhé páky;
• pružinový ventil mění v čase hodnotu přítlačné síly v důsledku změn struktury kovu v pružném prvku vlivem stárnutí a častého zvedání;
• Pákové konstrukce využívají při provozu gravitaci, proto by jejich instalace měla být pouze vodorovná.

Při instalaci pojistných ventilů je nutné počítat s tím, že médium musí být vypouštěno do speciálního zařízení nebo přímo do okolí a neměly by před ním být žádné uzavírací ventily. Při připojování a výběru konkrétních velikostí byste navíc měli dodržovat následující doporučení:

• průměr výtlačného potrubí musí být dostatečný, aby se zabránilo vzniku protitlaku;
• pokud je zajištěna možnost plynného média, pak lze na potrubí namontovat píšťalku, která signalizuje, že je ventil aktivován;
• Charakteristiky a materiál pojistného ventilu musí odpovídat dopravovanému médiu a parametrům potrubí.