Предположим, что заданному номинальному
давлению в трубопроводе соответствует установившийся
поток среды через регулятор, при этом усилие от давления среды
на чувствительном элементе компенсируется
задатчиком нагружения (пружиной или грузом),
то есть система находится в равновесии. При
изменении давления в трубопроводе это
равновесие нарушается, и затвор арматуры
перемещается, преодолевая усилие от задатчика,
или наоборот, поддаваясь ему, при этом
изменятся степень открытия регулирующего
органа, а, следовательно, и расхода среды. С изменением
расхода меняется давление, и,
при достижении исходного его значения,
система снова приходит в равновесие,
и затвор прекращает двигаться.
Наиболее часто встречаются регуляторы
прямого действия, оснащенные мембранными
приводами. Присоединение регуляторов к трубопроводу,
как правило,фланцевое, однако
встречаются регуляторы малых диаметров
с резьбовым
соединением (муфтовые)
Регулятор уровня
Регуляторы уровня используются в сосудах, применяемых
в энергетических, холодильных и
других установках. Управляются они поплавком, по
команде от которого происходит впуск
дополнительного количества жидкости
(«регулятор питания») или выпуск избыточного
количества жидкости («регулятор перелива»)
Другие типы
Также могут использоваться в качестве
регулирующей арматуры, но значительно
реже, другие типы:
регулирующие заслонки, управляемые пневмо- или электроприводом;
регулирующие шаровые краны, управляемые пневмо-, гидро-, или электроприводом;
регулирующие задвижки с электроприводом
Занятие 16. (2 часа!)
Предохранительная
арматура. Устройство, назначение, принцип
действия
Предохранительная арматура— арматура,
предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от
недопустимого превышения давления посредством
сброса избытка рабочей среды, так называемого
массотвода.
К предохранительной
арматуре относятся:
предохранительные
клапаны;
импульсно-предохранительные
устройства;
мембранные предохранительные
устройства;
Наиболее широкое
распространение имеют малоподъёмные
предохранительные клапаны, конструктивно
простые и не требующие специальной регулировки
Предохранительный клапан — трубопроводная
арматура, предназначенная для
защиты от механического разрушения оборудования
и трубопроводов избыточным давлением,
путём автоматического выпуска
избытка жидкой, паро-
и газообразной среды из систем
и сосудов с
давлением сверх установленного. Клапан
также должен обеспечивать прекращение
сброса среды при восстановлении рабочего
давления. Предохранительный клапан является
арматурой прямого действия, работающей непосредственно
от рабочей среды, наряду с большинством
конструкций защитной арматуры и регуляторами
давления прямого действия.
Опасное избыточное
давление может возникнуть в системе как
в результате сторонних факторов (неправильная
работаоборудования,
передача тепла от
сторонних источников, неправильно собранная
тепломеханическая схема и т. д.), так и в
результате внутренних физических
процессов, обусловленных неким
исходным событием, не предусмотренным
нормальной эксплуатацией. ПК устанавливаются везде, где может
это произойти, то есть практически на
любом оборудовании, но в особенности
они важны в сфере эксплуатации промышленных и
бытовых сосудов, работающих
под давлением.
Существуют и другие
виды предохранительной
арматуры, но клапаны используются
наиболее широко вследствие простоты
своей конструкции,
лёгкости настройки, разнообразия видов,
размеров и конструктивных исполнений.
Импульсное предохранительное устройство —
устройство, относящееся к предохранительной трубопроводной
арматуре и представляющее собой,
в общем случае, совокупность двух или
более предохранительных
клапанов, из которых один (главный),
установленный на основной магистрали, емкости или резервуаре,
оснащён поршневым приводом,
а второй (импульсный), с меньшим проходным
сечением, служит управляющим элементом.
Он открывается по команде от датчикапри
соответствующем давлении рабочей
среды и направляет её в поршневой привод
главного ПК.
Импульсный клапан
может быть выполнен встроенным в главный
или существовать как отдельный (вынесенный)
элемент. В первом случае управление ИПУосуществляется
рабочей средой; в конструкции с вынесенным
импульсным клапаном для повышения надежности
работы последнего часто применяютэлектромагниты,
получающие импульс при превышении давления
от электроконтактных манометров,
в этом случае при отсутствии электричества
или неисправности электромагнитов импульсный
клапан работает как ПК прямого действия
Применение
Как и их менее
сложные родственные устройства, предохранительные
клапаны, ИПУ применяются для защиты от механического
разрушения сосудов и трубопроводовизбыточным давлением,
путем автоматического выпуска жидкой, паро-
и газообразной среды из систем
и сосудов при превышении давления. Но
для обеспечения больших расходов среды
в аварийном режиме иногда приходится
устанавливать десятки предохранительных
клапанов прямого действия в связи с их
недостаточнойпропускной
способностью. В этих условиях
целесообразно использовать ИПУ, они успешно применяются для
защиты систем и агрегатов с высокими
рабочими параметрами при необходимости
сброса больших количеств рабочей среды.
Поскольку в ИПУ для управления используется
вспомогательная энергия, величина управляющих
усилий может быть очень большой, так как
она уже не ограничивается размерами клапана.
Это усилие может эффективно использоваться
как для осуществления четкого срабатывания,
так и для обеспечения надежного герметичного
перекрытия запорного органа.
ИПУ существенно дороже, чем клапаны
прямого действия, но с ростом параметров
среды разница в их стоимости быстро сокращается.
Мембранное предохранительное
устройство (МПУ) — устройство, относящееся к предохранительной трубопроводной
арматуреи состоящее из разрывной предохранительной
мембраны (одной или нескольких) и узла
ее крепления (зажимающих элементов) в
сборе с другими элементами, обеспечивающее
необходимый сброс массы парогазовой
смеси при определенном давлениисрабатывания.
МПУ применяются для защиты объектов технологического оборудования, сосудов и трубопроводов от
опасных перегрузок избыточным и (или) вакуумметрическим давлением,
создаваемых рабочими средами и устанавливаются
на патрубках или
трубопроводах, непосредственно присоединенных
к оборудованию.
Перепускной клапан (переливной клапан)
— это устройство, предназначенное для
поддержания давления среды на требуемом
уровне путём перепуска её через ответвление трубопровода.
Среда может быть жидкая или
газообразная.
Перепускной клапан поддерживает
давление в системе путём непрерывного отвода жидкости (газа),
чем он отличается от предохранительного
клапана, который ограничивает
повышение давления в системе сверх заданного
путём однократного или периодического отвода
жидкости (газа) из системы.
Конструктивно перепускной
и предохранительный клапаны могут не
отличаться друг от друга.
Также, как и редукционный
клапан, перепускной клапан
поддерживает постоянство давления в
системе. Однако перепускной клапан поддерживает
постоянным давление на входе в клапан («до себя»), а редукционный
клапан поддерживает постоянство давления на
выходе («после себя»).
Занятие 17. (2 часа!)
Водоразборная арматура
Водоразборная арматура — краны
водоразборные, туалетные, смесительные,
лабораторные, банные, поливочные, писсуарные,
смывные, пожарные и т. д.
В зависимости от перемещения
затвора водоразборную арматуру подразделяют
на два типа: вентильную и пробковую.
Для вентильной арматуры основным
элементом является затвор (клапан), который,
перемещаясь возвратно-поступательно,
частично или полностью постепенно открывает
или закрывает отверстие для прохода воды.
Основным элементом пробковой
арматуры является коническая пробка
с отверстием, при повороте которой на
90° происходит быстрое открытие или закрытие
крана, что может вызвать гидравлический
удар.
Выпускают водоразборные краны
неповоротные и поворотные, банные (пробковые).
К водоразборной арматуре относятся
также смесители, предназначенные для
смешения холодной и горячей воды, для
умывальников (настенные и настольные),
моек, ванн со стационарной душевой сеткой
и с душевой сеткой на гибком шланге, душевых
установок.
Водоразборные пожарные краны
диаметром 50 и 65 мм представляют собой
вентили с наружной и внутренней резьбой
на концах для ввертывания в тройники
монтажного стояка и для присоединения
быстросмыкающихся полу гаек.
Выпускается также специальная
водоразборная арматура для лечебных
зданий и лабораторий.
Водоразборная (санитарно-техническая)
арматура — это краны различных конструкций,
смесители, имеющие две подводки воды
— холодной и горячей, поплавковые клапаны
для наполнения емкостей (бачков), автопоилки,
разбрызгиватели. Все они являются наиболее
интенсивно эксплуатируемыми агрегатами.
Поэтому для обеспечения долговечности
и коррозийной стойкости их изготовляют
из цветных сплавов — латуни или бронзы
и отделывают защитным хромоникелевым
покрытием.
Водоразборные краны настенного типа D = 15; 20 мм устанавливают,
как правило, у раковин и моек. Для получения
компактной струи краны некоторых марок
снабжены струевыпрямителем или аэратором.
Аэратор насыщает струю воды воздухом,
который способствует эффективному удалению
загрязнений, например при мытье посуды.
Он состоит из корпуса, в котором смонтированы
сетки и комбинированный фильтр. Насыщение
воздухом происходит при движении воды
через сетки и фильтр, где она разбивается
на мелкие струи и захватывает воздух
через прорези в корпусе аэратора.
Туалетные краны устанавливают в домах, не имеющих
горячего водоснабжения, и монтируют их
на полке раковины умывальника. Излив
крана обычно имеет развальцовку, или
струевыпрямитель.
Смесители предназначены для смешивания
холодной воды с горячей, поступающей
из централизованных или местных систем
водоснабжения. Их изготовляют из латуни
и обязательно хромируют. Промышленность
выпускает смесители различных типов
в настенном, настольном и встроенном
исполнении для подводок Д = 15; 20; 25 мм с
верхней и нижней камерами смешения. Монтажное
расстояние между центрами подводок настенного
смесителя должно быть в пределах 150±2
мм.
Благодаря простоте конструкции
и надежности в работе наибольшее распространение
получили смесители вентильного
типа. Вентильная головка, установленная
на каждой подводке, позволяет регулировать
расход холодной или горячей воды.
Смесители для кухонных
моек и умывальников отличаются
друг от друга формой и размерами излива.
Для моек делают удлиненный излив с вылетом
от стены 240-300 мм. Это обеспечивает удобство
мойки посуды и наполнение емкостей. Некоторые
типы смесителей для моек оборудованы
щеткой на гибком шланге, в который вода
подается с помощью переключателя.
Смесители для ванн
и душевых установок изготовляют двухвентильными
с переключателем, подающим воду в душевую
сетку или излив. Наибольшее распространение
получили смесители, используемые одновременно
для ванны и умывальника, со стационарной
душевой сеткой или на гибком шланге. Смесители
для биде позволяют переключением рукоятки
направлять воду либо на излив, либо на
обогрев борта.
Поплавковые клапаны служат для автоматического
наполнения емкостей. В основном применяются
в смывных бачках. Существуют два конструктивных
варианта поплавковых клапанов — противодавления
и попутного давления.
Клапан противодавления работает
на принципе перекрытия потока за счет
давления на поршень с резиновой прокладкой
рычага с поплавком в зависимости от уровня
воды. При достижении определенного уровня
поршень герметично закрывает седло клапана
резиновой прокладкой. Уровень воды можно
регулировать подгибом рычага или перемещением
поплавка по вертикальной части рычага.
Недостатком клапанов этого
типа следует считать большие колебания
в бачке в зависимости от давления в подводке
и частые утечки воды.
Клапаны попутного давления
более надежны и лишены этих недостатков.
В них давление воды на клапан с прокладкой
прижимает его к седлу. По мере снижения
уровня в бачке он отодвигается от седла
под действием веса рычага с поплавком,
и вода по зазору поступает в бачок. Промежуточные
рычаги увеличивают усилие открытия.
18 лекция