Kaitseklapp on ohutusseade, mida kasutatakse rõhuseadme rõhu lubatud väärtuse ületamise vältimiseks. Kaitseklapi funktsioon toimib järgmiselt: kui süsteem saavutab maksimaalse lubatud rõhu, saab kaitseklapp täpselt avaneda, saavutada kiiresti nimiväärtusega avanemiskõrguse ja väljastada nimiväärtusega töökeskkonna; kaitseklapp on avatud olekus. Väljalaskevool peaks olema stabiilne; kui süsteemi rõhk langeb teatud väärtuseni, tuleks kaitseklapp õigeaegselt sulgeda ja suletud olekus hoida seda suletuna. Järgnevalt kirjeldatakse kaitseklappide põhilisi jõudlusnõudeid.
1. Ava täpselt
Kaitseklapp peaks etteantud rõhu all usaldusväärselt avanema etteantud avanemiskõrguseni ja saavutama etteantud väljalaskevõime. See on kaitseklapi põhinõue. See tähendab, et kui kaitseklapi sisselaskerõhk saavutab etteantud seatud rõhu, peab kaitseklapp avanema täpselt ja saavutama kiiresti etteantud avanemiskõrguse.
Kui rõhk süsteemis saavutab maksimaalse lubatud rõhu, põhjustab kaitseklapi tundetu reaktsioon rõhu tõusule ohtlikke olukordi, nagu näiteks katelde, surveanumate ja torustike purunemine ja kahjustumine. Eriti kokkusurutavate gaasikeskkondade puhul on oht suurem.
Kaitseklapi seatud rõhk ei tohiks olla suurem kui katla, surveanuma ja torustiku projekteeritud rõhuväärtus.
Kaitseklapi positiivse rõhu hälve on selgelt sätestatud asjakohastes eeskirjades ja standardites. Kaitseklapi seadistatud rõhu reguleerimisel tuleks hälvet rangelt kontrollida ettenähtud vahemikus.
2. Stabiilsed heitkogused
Pärast seda, kui kaitseklapp saavutab ettenähtud avanemiskõrguse, säilitab see stabiilse tühjendusseisundi ja suudab väljastada nimikoguse töökeskkonda. Töökeskkonna tühjendamise ajal peaksid sellel olema head mehaanilised omadused (sageduse hüpete, vibratsiooni jms puudumine). See nõue on väga oluline.
Kaitseklapil peaks olema mõistlik konstruktsioon ja mõistliku jäikusega vedru, et säilitada head mehaanilised omadused ja stabiilne tühjendusvõime. Kaitseklapi vooluava suurus peaks vastama arvutustes nõutavatele parameetritele. Kui vooluava ristlõikepindala on liiga väike, siis pärast kaitseklapi avamist ei saa ülerõhu all oleva keskkonna osa õigeaegselt välja voolata ja süsteemi rõhk jätkab tõusmist, mis on väga ohtlik. Vastupidi, kui vooluava ristlõikepindala on liiga suur, siis pärast kaitseklapi avamist langeb rõhk järsult alla töörõhu ja kaitseklapi ketas sulgub, põhjustades tugeva löögi klapipesale. Kuna aga süsteemi rõhu tõusutegurit ei ole kõrvaldatud, avaneb ketas uuesti, tekitades sagedushüppe, mille tagajärjel kahjustuvad klapipesa ja ketta tihenduspind korduvate löökide tõttu. Kui kaitseklappe kasutatakse kokkusurumatute vedelike jaoks, võivad sagedushüpped põhjustada ka süsteemis hüdraulilisi lööke.
Kaitseklapi sisselaskerõhku nimiväärtuse saavutamisel nimetatakse tühjendusrõhuks. Seda kasutatakse erinevates keskkondades või samas keskkonnas erinevates töötingimustes ning selle nimiväärtusega tühjendusrõhk on erinev, mis on selgelt sätestatud asjakohastes eeskirjades ja standardites. Tavaliselt väljendatakse seda protsendina seatud rõhust, mis ületab väärtuse. Kaitseklapi konstruktsioon peaks tagama, et nimiväärtusega tühjendusrõhku kontrollitakse rangelt ettenähtud vahemikus.
3. Ajaliselt lähedal
Kui kaitseklapi tühjenemine vähendab keskkonnarõhku teatud väärtuseni, puutub klapiklapp kokku klapipesa tihenduspinnaga ja saavutab uuesti suletud oleku. Kaitseklapp saab õigeaegselt ja tõhusalt sulguda ja paigaldada, mis on hea jõudluse oluline näitaja.
Kaitseklapi toimimine ei pruugi tingimata nõuda seadme või süsteemi töötamise peatamist või remonti. Mõnikord on kaitseklapi toimimise põhjuseks juhuslikud tegurid, näiteks süsteemi vale töö. Sellisel juhul ei ole soovitav, et kaitseklapi tagasivoolurõhk oleks töörõhust liiga palju madalam. Liiga madal tagasivoolurõhk tähendab liigset energia- ja keskkonnakadu ning häirib kogu süsteemi normaalset tööd. Vastupidi, istme seljatoe rõhk ei ole liiga kõrge. Kui tagasivoolurõhk on avamisrõhu lähedal, on kaitseklapp kergesti taasavatav, põhjustades kaitseklapi sagedast hüplemist ja see ei soodusta tihendi taastamist pärast sulgemist. Lisaks, kui kaitseklappi ei saa usaldusväärselt sulgeda, kuna tihenduspindade vaheline keskkond ei ole täielikult läbi lõigatud, ei ole süsteemi normaalse töörõhu korral võimalik tihendust taastada.
Kaitseklapi konstruktsioon peaks tagama selle kiire ja tõhusa sulgemise. Kiire ja võimas tihendi tagastus soodustab tihenduse saavutamist paremini kui järkjärguline ja aeglane tihendi tagastus.
Kaitseklapi istme tagasitõmbumisvõimet mõõdetakse suhteliselt avanemisrõhu väärtusega, mis on üldiselt määratud avanemis- ja sulgemisrõhu erinevusega. Erinevate keskkondade jaoks kasutatavatel kaitseklappidel on erinevad avanemis- ja sulgemisrõhu erinevused, mis on selgelt sätestatud asjakohastes eeskirjades ja standardites.
4. Usaldusväärne tihendus
Kui kaitstud süsteem on normaalse töörõhu all, on suletud kaitseklapil hea ja usaldusväärne tihendusvõime. Kuna kaitseklapp lekib, kaob töökeskkond (mõnikord väga kallis või ohtlik keskkond), suureneb energiatarbimine ning töökeskkond saastab ümbritsevat keskkonda ja atmosfääri. Liigne leke mõjutab isegi seadme või süsteemi normaalset tööd ja sunnib seadme isegi seiskuma. Pidev leke söövitab ka kaitseklapi tihenduspinda, mille tulemuseks on kaitseklapi täielik rike.
Pärast kaitseklapi kasutamist on tihendi taastamine keerulisem kui algse tihendi säilitamine. Kuna kaitseklapp on suletud, mõjub keskkonnarõhk klapiketta suuremale pinnale, kuid enne avanemist mõjub see ainult tihenduspinna poolt piiratud väiksemale pinnale. Seetõttu on tõenäoline, et kaitseklapi tihendusvõime pärast kasutamist väheneb ja kaob. Eelkõige on keerulisem lahendada otsekoormusega toimiva kaitseklapi tagaistme tihendi probleemi. Abimehhanismidega kaitseklappide puhul lahendatakse see probleem sundtihendi abil.
Kaitseventiilide puhul on tiheduse säilitamine keerulisem kui tavaliselt sulgeventiilide puhul kasutatavate ventiilide puhul. Kuna tihendite vahel ei ole suurt jõudu, klammerdub kaitseklapi ketas klapipesa külge, moodustades tihendi rõhu väikese tihendispetsiifilise rõhu korral. Tihendusrõhk määratakse kaitseklapi seadistusrõhu ja seadme töörõhu vahe järgi, mis on tavaliselt väike väärtus (tavaliselt 10% seadistusrõhust), seega on kaitseklapi tihenduspinna suurus ja karedus väga ranged.
Kaitseklapi tihedusnõuded varieeruvad sõltuvalt keskkonnast või töötingimustest. Üldiselt on metall-metall tihenduspinnaga kaitseklappi keeruline lekke vältimiseks luua. Pehme metall-mittemetall tihendusstruktuuriga kaitseklapil on palju parem tihendusvõime.
Postituse aeg: 02.09.2021