Предохранительные клапаны, запорные и регулирующие устройства

Предохранительные клапаны. При эксплуатации холодильных установок возможно создание опасных давлений. Причиной этого могут быть работа компрессора без подачи воды в конденсатор, систематическое подсасывание воздуха без своевременного удаления его, переполнение сосудов и аппаратов жидким холодильным агентом с последующим отключением их от системы, опасное превышение температуры окружающего воздуха и пр. Для защиты аппаратов от недопустимых давлений устанавливают предохранительные клапаны. В судовых производственных холодильных установках предохранительные клапаны монтируют на всех аппаратах, в которых возможно скапливание жидкого холодильного агента.

Рис. 1. Предохранительный клапан:
1 - тарелка клапана; 2 - пружина; 3 - регулировочный шпиндель.

Аммиачный предохранительный клапан показан на рис. 1. С помощью шпинделя 3 регулируют натяжение пружины 2 и тем самым - начало открытия клапана. Предохранительные клапаны на аппаратах нагнетательной стороны аммиачной установки на фреоне-22 должны быть отрегулированы на начало открытия при избыточном давлении 2,1 МПа, а на аппаратах всасывающей стороны - на 1,6 Мпа.

Рис. 2. Вентиль трехходовой:
1 - набивка сальниковая; 2 - клапан вентиля; 3 - установочный шпиндель.

Для безостановочной работы аппаратов и сосудов между предохранительными клапанами и аппаратами (сосудами), работающими под давлением, устанавливают трехходовой переключающий вентиль (рис. 2). При любом положении шпинделя 3 с сосудом будут соединены либо два, либо один из предохранительных клапанов.

Для контроля за неисправностью предохранительных клапанов на отводящем трубопроводе устанавливают смотровое устройство (рис. 3). Смотровое стекло наполовину заполнено маслом, при неплотности предохранительного клапана аммиак будет в виде пузырьков проходить через слой масла. Выход аммиака при срабатывании предохранительного клапана производится через аварийный коллектор в забортную воду. Во фреоновых установках смотровые стекла заполняются водой.

Рис. 3. Смотровое устройство:
1 - стекло; 2 и 5 - штуцера; 3 - труба для выхода аммиака; 4 - труба для входа аммиака.

Схема включения предохранительных клапанов и трубопроводов аварийного выпуска аммиака из системы показана на рис. 4. К паровой линии каждого аппарата, содержащего жидкий аммиак, присоединяют предохранительные клапаны. Отводы от них одним трубопроводом подводятся к аварийному коллектору, последний соединен без запорных устройств с трубопроводом, входящим в забортную воду. Обратный клапан на сбрасывающем трубопроводе служит для предотвращения попадания забортной воды в аварийный коллектор.

Рис. 4. Схема аварийного выпуска аммиака:
1 - сосуд с аммиаком; 2 - предохранительные клапаны; 3 - смотровое стекло; 4 - трехходовой вентиль; 5 - обшивка; 6 - аварийный коллектор.

Помимо защиты аппаратов от недопустимого повышения давления предусмотрена возможность аварийного выпуска холодильного агента из системы. Для этой цели жидкостная часть каждого аппарата соединена самостоятельным трубопроводом с аварийным коллектором. При необходимости холодильный агент из каждой части системы может быть выпущен за борт.

Аварийный коллектор устанавливают у главного входа в компрессорное отделение под застекленным ограждением. Каждый вентиль аварийного выпуска закрыт и запломбирован.

В конденсаторах малых фреоновых установок устанавливают плавкие пробки, которые должны плавиться при температуре 65° С. В крупных и средних фреоновых установках в некоторых случаях вместо предохранительных клапанов в паровой части аппарата предусматривают ломающиеся пластинки.

Запорные и регулирующие устройства. К запорной арматуре относятся в основном запорные (проходные) вентили (рис. 5, а, в) и задвижки (рис. 5, б). Регулирующий вентиль отличается от запорного только устройством клапана (золотника). Клапан имеет хвостовое устройство, позволяющее плавно изменять проходное сечение вентиля. Кроме того, на шпинделе регулирующего вентиля нарезается мелкая резьба.

Рис. 5. Запорная арматура:
а - вентиль проходной (запорный): 1 - колпак-маховичок; 2 - головка шпинделя; 3 - шпиндель; 4 - сальник; 5 - крышка; 6 - золотник; 7 - корпус; б - задвижка рассольная: 1 - корпус; 2 - щеки; 3 -клин; 4 - шток; 5 - сальник; 6 - маховик; в - двухходовой запорный фреоновый вентиль: 1 - корпус; 2 - шпиндель; 3 -набивка; 4 - гайка; 5 -прокладка, 6 - колпачок; 7 -патрубок; 8 - тройник; 9 - накидная гайка.

Вентили, как правило, имеют на крышках уплотняющие пояски, что позволяет, не отключая участок трубопровода от общей системы, заменить сальниковую набивку. Для этого вентиль открывается до отказа и перекрывает сальниковую набивку. Клапан вентиля выполняется с кольцевой баббитовой заливкой, которая вминается в кольцевой выступ седла клапана и уплотняет его (см. рис. 5, а). Вместо баббитовой заливки нередко выполняется кольцевая фторопластовая вставка. Вентили условным проходом более 15 мм выполняют, как правило, с фланцами. Фланцы в холодильных установках применяются парные: выступ - впадина. На фланцах вентилей делается впадина. Материал сальниковой набивки - хлопчатобумажный шнур, пропитанный маслом и смазанный графитом. В качестве набивки успешно используются кольца из маслостойкой резины и из фторопласта. Вентили и другая арматура для холодильного агента в судовых холодильных установках применяются только стальные. Для фреоновых установок допускают бронзовую арматуру.

Запорные и регулирующие вентили устанавливают так, чтобы направление движения холодильного агента совпадало с направлением подъема клапана (под клапан). Перед каждым регулирующим вентилем обычно монтируют запорный вентиль, так как регулирующий вентиль нельзя использовать в качестве запорного.

На рис. 5, в показан двухходовой фреоновый угловой вентиль небольшого проходного сечения. Двухходовой вентиль позволяет в рабочем состоянии отключить один из проходов или соединить оба прохода одновременно. Во фреоновых компрессорах часто используют вентиль такой конструкции.

Рис. 6. Вентиль мембранный для фреона:
1 - маховик; 2 - шпиндель; 3 -крышка; 4 - мембрана; 5 - шток; 6 - штуцер; 7 - корпус.

Задвижка для воды или рассола (рис. 5, б) отличается от вентиля формой проходного канала, конструкцией уплотнитель-ных рабочих частей. При полном закрывании задвижки клин прижимает щеки к рабочим поверхностям. Рабочие поверхности должны быть взаимно притерты. Направление движения среды в задвижке не изменяется, как в запорном вентиле, поэтому сопротивление проходу рассола или воды в задвижке по сравнению с вентилем в несколько раз меньше.

Сальник вентиля является местом возможной утечки холодильного агента и требует постоянного обслуживания - при вращении маховика нажимную гайку сальника надо ослабить.

Для устранения утечек вентили иногда делают с колпачками (см. рис. 5, в). Колпачком 6 зажимается прокладка 5, и поэтому выход в атмосферу предотвращается, остается только незначительная возможность потери холодильного агента при управлении вентилем. Аналогичная конструкция приведена на рис. 5, а.

Во фреоновых, а в последнее время и в аммиачных установках стали применять бессальниковые сильфонные или мембранные вентили. У таких вентилей при движении шпинделя растягивается или сжимается уплотняющий сильфон или прогибается диафрагма. Достоинством таких вентилей является простота обслуживания. Однако в случае неисправности мембраны или сильфона возможен внезапный про-рыв холодильного агента (для устранения его надо отключить участок трубопровода или открыть вентиль до отказа).

Рис. 7. Обратные клапаны:
а - углового исполнения ОКДУ: 1 - поршень; 2 - корпус; 3 - направляющая; 4 - крышка; 5 - прокладка; 6 - пружина; 7 - уплотнительиая шайба; 8 - гайка, б - пластинчатого исполнения: 1 - ограничитель подъема пластаны; 2 - клапанная пластина; 3 - седло.

На рис. 6 показан фреоновый бессальниковый мембранный вентиль.

Обратные клапаны в аммиачных установках служат для того, чтобы предотвратить поступление холодильного агента от конденсаторов в случае аварии компрессора или при большой утечке агента на нагнетательном трубопроводе. Конструкция клапана такова, что он пропускает холодильный агент только в одном направлении (от компрессора к конденсатору).

Современные обратные клапаны (рис. 7) с демпферными устройствами работают бесшумно и имеют мягкую посадку на седло в момент закрытия и на ограничитель подъема в момент открытия. Корпус 2 (рис. 7, а) клапана сварной. Между корпусом и крышкой 4 зажата стальная направляющая 3, внутри которой ходит демпфер (поршень 1). Уплотнительная шайба 7 выполнена из фторопласта. Пружина способствует опусканию, клапана на седло. Пар подается под клапан. Благодаря разности давлений до и после клапана демпферное устройство вместе с уплотнительной шайбой поднимается до упора во фторопластовую прокладку. При обратном потоке пара демпфер под действием массы и силы пружины садится на седло, перекрывая поток пара. В процессе эксплуатации необходимо регулярно проверять герметичность клапана, неполное закрытие которого может быть вызвано заеданием поршня в направляющей. Легкости хода можно добиться путем взаимной притирки.

Конструкция обратного пластинчатого клапана (рис. 7, б) сходна с конструкцией клапанов компрессора, она не имеет тяжелых подвижных частей. Такой клапан может быть установлен и на горизонтальном участке трубопровода, что особенно удобно для судовых холодильных установок