Обратный клапан муфтовый: особенности конструкции и сферы применения

Огнепреградители или пламегасители: виды, устройство, принцип действия и порядок испытания

Для того чтобы спасти людей из горящих зданий, сооружений, проведя оперативную и безопасную эвакуацию; быстро обнаружить, локализовать, не дать распространиться пожару, ликвидировать его используется много установок, систем, входящих в комплекс активной и пассивной огнезащиты – дымоудаления/притока свежего воздуха, СОУЭ, АПС, АУПТ.

Кроме того, для сдерживания огня, распространяющейся высокой температуры от очага пожара, плотных дымовых газов, вредящих здоровью людей, в пределах пожарного отсека/секции используются противопожарные перегородки, перекрытия, стены.

При этом любые строительные, технологические проемы в этих преградах в обязательном порядке заполняют противопожарными дверями, шторами, люками, окнами, а неизбежные отверстия, неплотности, пазухи в местах прохождения инженерных коммуникаций различного назначения, в т.ч. из горючих материалов, на всю толщину конструкции заделывают/заполняют огнезащитной штукатуркой, базальтовым материалом; а на трубопроводы из полимеров, пластика/пластмассы устанавливают противопожарные муфты, надежно препятствующие проникновению огня, дыма в другие помещения.

На эту тему ▼
Клапаны противопожарные
Типы, устройство, требования, применение

Казалось бы, предусмотрены все возможные ситуации, использованы все приемы и способы для ограничения распространения пожара. Но, на самом деле это не совсем так. На части опасных в плане возможности возникновения пожара предприятий, в первую очередь, объектах добычи, транспортировки, глубокой переработки газа, нефти; органического синтеза, многих производств химической, фармацевтической отраслей промышленности в рамках/схеме технологической цепочки/процесса в резервуарах, корпусах, аппаратах для хранения, различных этапов переработки в трубопроводах, соединяющих их, циркулируют ЛВЖ/ГЖ как в жидкой фазе, так и в виде паро-, газовоздушной среды, взвеси/эмульсии.

Вполне понятно, что такая технологическая цепочка в случае возникновения взрыва, разгерметизации, другой аварийной ситуации, приведшей к возникновению очага пожара, с высокой долей вероятности может доставить взрывную волну, огонь в любую точку производства – от резервуаров хранения сырья до технологических колонн, парков/складов, эстакад налива/розлива готовой продукции.

Для исключения такой возможности разработаны, применяются различные виды огнепреградителей (пламегасителей) – устройств противопожарной защиты, во многом схожих по назначению с искрогасителями, что подтверждают официальные документы: НПБ 254-99, ГОСТ Р 53323-2009, излагающие основные требования к устройству, испытаниям и эксплуатации таких изделий, предназначенных препятствовать распространению пламени, горящих частиц.

Огнепреградители (пламегасители) разных видов

Виды

Согласно этим нормам ПБ, ОП сухого типа называется специальное защитное устройство, устанавливаемое на пожароопасных технологических установках, трубопроводах, свободно пропускающее поток ГЖ/ЛВЖ или паро-, газовоздушной смеси/взвеси через внутренний элемент, гасящий пламя, что приводит к локализации распространения огня.

Огнепреградитель (пламегаситель) ДУ (условным диаметром прохода от 40 до 500 мм) различается по многим техническим характеристикам, конструкции, внешнему виду, месту установки, способу монтажа, типу гасящего пламя внутреннего элемента, времени сохранения работоспособности под непрерывным воздействием пламени и другим признакам.

По типу/виду элемента, гасящего распространение пламени, заполнения корпуса/внутреннего элемента огнепреградитель (пламегаситель) коммуникационный (встроенный) или резервуарный (концевой), присоединяемый как корпусам технологических аппаратов/установок, так и к различным участкам трубопроводных систем может быть:

На эту тему ▼
Противопожарная муфта (манжета)
Модификации, зачем нужна и где применяется

• Сетчатым. Причем их количество не ограничивается одной, обычно это пакет из нескольких сеток из металла, чаще всего из нержавеющей коррозионностойкой стали, уплотненных чередующимися прокладками.
• Кассетным – ленточным или пластинчатым в зависимости от формы внутренних элементов.
• С заполнением корпуса гранулированным материалом. Это могут быть стальные, керамические, стеклянные шарики/кольца; зерна дробленого кварца, гравия или другого термостойкого материала с высокой прочностью, размером частиц от 0, 5 до 6 мм.
• С внутренним элементом из пористого/ячеистого материала. Чаще всего применяются трубки/диски, волокно с размером до 0,5 мм из спеченных под воздействием высокой температуры отрезов/витков стальной проволоки, металлического порошка/гранул, обладающие высокой пористостью, выдерживающие длительную огневую, тепловую нагрузку.

Огнепреградитель (пламегаситель) фланцевый – это наиболее распространенный вид таких изделий. Их установка/монтаж на трубопроводах, к корпусам технологического оборудования происходит с помощью болтового соединения, с использованием огнестойких прокладок; но такие изделия, имеющие небольшой ДУ, такие, например, как огнепреградитель (пламегаситель) ОП 40, имеют резьбовое соединение, что более удобно при монтаже, обслуживании, ремонте/замене.

Огнепреградители (пламегасители) по исполнению/конструктивно бывают:

• Прямоточными.
• Угловыми.
• Неразборными или с возможностью замены кассеты, блока сеток, насадки из гранулированного или пористого материала.

По времени сохранения эксплуатационных характеристик под непрерывным воздействием пламени все ОП подразделяются на два класса:

• I – не меньше 1 ч.
• II – меньше 1 ч.

Распространение пламени внутри технологических трубопроводов на взрывопожароопасных производствах зависит от свойств сырья, промежуточных, готовых продуктов, перекачиваемых через них; а также от геометрии трубопроводной системы, расположения запорной арматуры на ней и других факторов.

Возможен как нормальный режим горения, называемый дефлаграцией, тогда огонь распространяется со скоростью несколько десятков метров в секунду; а также сопровождающийся детонацией газов, воздушных смесей с парами ЛВЖ/ГЖ, когда такое детонационное горение сопровождается взрывной волной, двигающейся намного быстрей, в т.ч. превышая скорость звука. Например, для водорода это значение – 2, 82 км/с.

Это создает все условия для возникновения взрыва в трубопроводе или корпусе технологического аппарата/установки. Вполне понятно, что против этого необходимо принимать меры, в т.ч. используя специальный вид огнепреградителей (пламегасителей).

Так, по стойкости к детонации ОП подразделяют на два вида:

• Противодефлаграционные, устанавливаемые на трубопроводах с низкими показателями давления, возможной скорости распространения пламени. Монтируются на небольших расстояниях от возможного источника воспламенения, например, на приемных/дыхательных патрубках резервуаров хранения ГЖ.
• Противодетонационные, позволяющие выполнять установку ОП на значительном удалении от возможного источника возникновения пламени, гасящие/демпфирующие ударную волну, защищающие от обратного удара пламени. В связи с этим они имеют усиленную конструкцию корпуса/огнегасящего элемента.

Наиболее распространенные марки таких изделий:

• Огнепреградитель (пламегаситель) ОП-100.
• Огнепреградитель (пламегаситель) ОП-200, где цифры указывают ДУ. Устанавливаются на различные участки трубопроводных систем, монтируются на корпуса наружных и внутренних технологических установок.

На эту тему ▼
Категория по взрывопожарной и пожарной опасности

Это все виды/типы сухих огнепреградителей (пламегасителей), называемых креативными маркетологами, рекламистами компаний производителей также пламегасителями, предохранителями огневыми, пламени и т.п. «красивыми» названиями.

Кроме них, на производствах с высокой категорией по взрывопожарной опасности применяются менее распространенные жидкостные огнепреградители (пламегасители), используемые для предотвращения/локализации распространения огня при транспортировании/хранении переработке легкогорючих газов и их смесей. Их принцип действия основан на гашении/срыве пламени при барботаже газов через слой негорючей жидкости. Существенный недостаток подобных устройств – низкая пропускная способность.

Главное отличие огнепреградителей (пламегасителей) от противопожарных клапанов, заслонок/задвижек – это то, что с их помощью продолжается безостановочная транспортировка по трубопроводам в аппараты/установки, а также из них горючих газов, жидкостей, их смесей, в т.ч. с воздухом, при возникновении вспышки, появлении пламени, в ходе локализации огня; что чрезвычайно важно для нормального режима технологического процесса.

Технические параметры (таблица)

Технические параметры огнепреградителей (пламегасителей)

Принцип действия

Их действие основано на срыве/гашении огня в узких каналах, сквозь которые при этом свободно проходят газы, жидкости, различные смеси. При этом для каждой горючей среды рассчитывается минимальный диаметр канала, обеспечивающий безопасную транспортировку без переброса пламени, локализация которого обуславливается тепловыми потерями, что сходно с принципом действия искрогасителей.

Доказано, что гашение пламени ОП достигается не из-за большой длины каналов огнегасящего элемента, а благодаря небольшой площади их поперечного сечения. В то же время, если через ОП происходит перекачка ЛВЖ/ГЖ с высокой температурой, то длина каналов уже влияет на весь процесс.

Диаметр огнегасящего элемента изделия, например, такого как огнепреградитель (пламегаситель) ОП 50 должен быть не больше 50% его диаметра.

Кроме того, внутренний огнегасящий элемент ОП не только эффективно препятствует дальнейшему распространению огня, но и обладает способностью дробить/разрушать ударную волну при детонационном развитии очага пожара в трубопроводной системе, предотвращая возможность взрыва и выхода пожара наружу.

Устройство

Конструкция ОП несложная:

• Корпус, изготавливаемый как из стали, так и из алюминиевых сплавов.
• Внутренний огнегасящий элемент – кассета, блок сеток, насадка с заполнением из пористых или гранулированных материалов.
• Присоединительные штуцера. Редко они стыкуются с ответными штуцерами трубопровода, корпуса технологического аппарата способом электросварки, чаще с помощью фланцевого болтового соединения, как огнепреградитель (пламегаситель) ОПФ.

Конструкция ОП должна быть герметичной, выдерживая значительные силовые, тепловые нагрузки, создающиеся при быстром движении огня под давлением в трубопроводе, сохраняя работоспособность в период эксплуатации в заданном температурном диапазоне.

ОП изготавливаются из материалов, стойких к наружному/внутреннему воздействию химически агрессивной, активной коррозионной среды, для эксплуатации в которой они предназначены.

Огнепреградителями (пламегасителями) защищают:

• Дыхательные линии емкостей с ЛВЖ, ГЖ.
• Дренажные/стравливающие трубопроводы аппаратов/установок с ЛВЖ, горючими газами.
• Трубопроводы к факельным установкам.
• Линии газовой обвязки.
• Трубопроводы налива резервуаров хранения нефтепродуктов.

Это, конечно, далеко не полный перечень тех мест, где необходима установка этих изделий, таких как огнепреградитель (пламегаситель) ОП 80, предназначенный для исключения попадания пламени в резервуар с ГЖ.

Довольно часто ОП является составной частью другой трубопроводной арматуры, например, дыхательного или предохранительного клапана.

Испытание

Установка огнепреградителя (пламегасителя), не имеющего сертификата ПБ, конечно, редкость, ведь это слишком ответственное оборудование, проходящее перед поставкой/продажей полный цикл сертификационных испытаний по НПБ/ГОСТ, включающий в себя проверку:

• Соответствия изделия конструкторской документации, комплектации.
• Способности локализации пламени.
• Герметичности корпуса.
• Работоспособности изделия при вибрационных нагрузках.
• Температуры поверхности корпуса до наступления деформационных изменений.
• Время эксплуатационной работоспособности под внутренним огневым воздействием.

Схема стенда испытаний огнепреградителя (пламегасителя)

При получении отрицательного результата по любому виду испытаний количество образцов изделий удваивают, повторяя весь цикл испытаний. При повторном фиаско испытания прекращают до выявления причин, устранения недостатков производителем.

Более подробную информацию по данному вопросу Вы найдете в

(раздел 8 «Методы испытаний»)

Обратный клапан муфтовый: особенности конструкции и сферы применения

Чтобы водопроводная система функционировала правильно и эффективно, недостаточно просто соединить трубы, необходимо также оснастить ее рядом дополнительных элементов, одним из которых является клапан обратный муфтового или любого другого вида. Наличие такого элемента в водопроводной системе позволяет защитить ее от таких нежелательных явлений, как противоток и гидравлический удар. Клапаны обратные, которые по способу установки могут быть муфтового, фланцевого или межфланцевого типа, монтируются как на отдельных участках трубопроводных систем, так и на насосных станциях.

Латунный обратный клапан муфтового типа

Принцип действия обратных клапанов

В конструкции любого обратного клапана можно выделить два основных элемента:

• корпус, для изготовления которого могут быть использованы различные металлы;
• запорный элемент, положение которого в закрытом состоянии обеспечивает специальная пружина.

Вне зависимости от вида все обратные затворы работают по следующему принципу. Поток воды, поступающий в такое устройство под определенным давлением, воздействует на запорный элемент, отжимая пружину и открывая его. Если давление потока воды снижается или он начинает двигаться не в том направлении, пружина возвращает запорный элемент на прежнее место, не давая жидкости проходить через затвор.

Принцип работы обратных клапанов различных конструкций

В тех случаях, когда обратные клапаны используются для оснащения насоса, при помощи которого из колодца или скважины выкачивается вода, назначение таких устройств состоит еще и в том, чтобы не дать жидкости вернуться обратно в источник водоснабжения в тот момент, когда насос не работает. При установке на водоснабжающих трубопроводах такие затворы не дают давлению потока воды снижаться тогда, когда на одном или нескольких участках системы ее пользователи открывают краны. Кроме того, как уже говорилось выше, использование обратных клапанов позволяет защитить трубопроводы от последствий гидравлических ударов.

Виды обратных клапанов

На современном рынке предлагается большое разнообразие обратных клапанов, которые различаются между собой как конструктивным исполнением и техническими характеристиками, так и материалом изготовления.

По виду запорного элемента различают устройства следующих типов.

Запорным элементом таких затворов служит золотник, свободно передвигающийся по вертикальной оси. Подъем золотника (и, соответственно, открытие затвора) происходит под давлением потока жидкости, а закрытие в случае снижения давления потока – под воздействием собственного веса золотника, который в такой момент просто опускается на свое посадочное место. Большим недостатком таких обратных клапанов является то, что устанавливаться они могут только на вертикальных участках трубопроводов.

Схема муфтового подъемного обратного клапана

Запорным элементом данных затворов является подпружиненный шар. При достижении требуемого давления жидкости, поступающей в клапан, пружина отжимается, и шар открывает проходное отверстие, давая воде свободно перемещаться в нужном направлении. Соответственно, когда давление жидкости падает или она начинает двигаться не в том направлении, пружина возвращает шар на его посадочное место.

Устройство шарового обратного клапана

Запорным элементом этих клапанов выступает металлическая пластина – створка, располагающаяся на подпружиненной оси. Наиболее значимый недостаток таких затворов заключается в том, что при закрытии их запорного элемента создаются значительные ударные нагрузки. Это негативным образом отражается на техническом состоянии самого клапанного устройства и может привести к возникновению такого нежелательного явления, как гидравлический удар.

Дисковый обратный клапан подпружиненный

Двухстворчатые

В этих затворах в качестве запорного элемента используются сразу две подпружиненные створки. Двухстворчатые обратные клапаны благодаря особенностям конструктивного исполнения отличаются компактными размерами и небольшим весом.

Чертеж двухстворчатового обратного клапана

Способы монтажа

Различаются обратные клапаны и по способам монтажа в трубопроводах. Так, в зависимости от данного параметра выделяют:

• фланцевые затворы, которые устанавливаются на трубопроводе (преимущественно значительного диаметра) при помощи фланцев, приваренных к их корпусу;
• межфланцевые обратные клапаны, которые монтируются между двумя фланцами, зафиксированными на выбранном участке трубопровода;
• клапаны обратные муфтового типа, устанавливаемые при помощи резьбовых муфт (именно муфтовые клапаны чаще всего и монтируются на трубопроводах бытового назначения);
• затворы, устанавливаемые при помощи сварки.

Клапаны обратные пружинные муфтового типа

Для установки в трубопроводах бытового назначения, как уже говорилось выше, используют преимущественно обратные клапаны муфтового типа. Обязательными частями муфтовых клапанов (как и других клапанных устройств) являются запорный элемент и пружина, которая удерживает его в требуемом положении.

Клапан обратный пружинный муфтовый с металлическим седлом

В зависимости от материала изготовления клапаны обратные муфтового типа могут относиться к устройствам одной из следующих категорий.

• Клапан обратный пружинный латунный. Для изготовления таких обратных клапанов используется латунь – материал, который не подвергается коррозии. Это наиболее популярные муфтовые устройства, применяемые для установки в трубопроводных системах бытового назначения. Клапан обратный латунный практически не нуждается в регулярном обслуживании и может быть использован для установки на трубы любого типа.
• Обратные клапаны, корпус которых изготовлен из чугуна. Чугун склонен к образованию коррозии и отложений, что значительно ограничивает использование подобных устройств. Муфтовые обратные затворы, изготовленные из чугуна, как правило, устанавливают на трубопроводах, отличающихся значительным диаметром.
• Клапаны обратные, части которых изготовлены из нержавеющей стали. Такие муфтовые затворы являются самыми надежными, но и самыми дорогостоящими. Они не подвержены коррозии, а на их внутренней поверхности не скапливаются отложения.
• Обратные клапаны, изготовленные из комбинированных материалов, в качестве которых могут выступать латунь и нержавеющая сталь. Запорные элементы таких муфтовых клапанов, как правило, изготавливаются из полимерных материалов.

Клапан обратный пружинный муфтовый с пластиковым седлом

Для оснащения бытовых трубопроводов обычно выбирают латунный муфтовый клапан, который при высокой надежности отличается и доступной стоимостью, если сравнивать его с моделями подобных устройств, изготовленных из нержавеющей стали.

Обратные клапаны муфтового типа в трубопроводных системах бытового назначения, как правило, устанавливаются после счетчиков расхода воды, что не позволяет таким устройствам вращаться в обратном направлении. Кроме того, установка муфтовых клапанных устройств на отдельных участках трубопровода позволяет защитить такие участки от опорожнения в тот момент, когда из системы сливается вода или останавливается насос, который ее подает.

Конструкция пружинного муфтового обратного клапана устроена таким образом, что его можно разобрать на две половины. Это может потребоваться при его техническом обслуживании.

Обратный клапан в разобранном виде

Клапаны для погружных насосов

Обратные клапаны обязательны для оснащения насосного оборудования, при помощи которого вода выкачивается из подземных источников. Использование обратных затворов позволяет защитить такие системы от обратного оттока воды, а также облегчить процесс запуска насосного оборудования после его остановки. Место установки, а также вид клапанных устройств в таких случаях выбирают в зависимости от того, какое именно насосное оборудование необходимо ими оснастить.

Размещение обратного клапана перед насосом погружного типа

Модели современных насосных установок уже оснащены обратными клапанами, которые установлены на входной и выходной магистрали такого оборудования. При приобретении таких насосов дополнительно оснащать их обратными затворами не требуется.

В том случае, если для откачки воды из скважины или колодца используется вакуумное насосное оборудование, обратный клапан устанавливается перед гидроаккумулятором. Для этого оптимально подходят обратные клапаны, относящиеся к шаровому и золотниковому типу. Если вакуумный насос устанавливается на поверхности земли, вне источника водоснабжения, то используют сразу два обратных клапана, один из которых устанавливается на конце подающего воду из скважины шланга, а второй – перед гидроаккумулятором. В большинстве случаев производители насосного оборудования указывают в инструкции, какие обратные клапаны можно использовать в комплекте с ним.

Обратный клапан с сеткой на конце подающего трубопровода

При оснащении насосных станций обратные клапаны устанавливают после храповика и монтируют их преимущественно на всасывающей трубе. Если установить обратный клапан непосредственно перед насосной станцией, можно столкнуться с тем, что напор потока воды будет слабее, чем при установке такого устройства на всасывающей магистрали.

В том случае, если для перекачки воды используется вибрационный насос, обратный клапан лучше всего устанавливать перед ресивером. Выбирая место для монтажа обратного затвора, следует учитывать тот факт, что такое устройство необходимо регулярно обслуживать, поэтому надо обеспечить прямой доступ к нему.

Установка обратного клапана перед ресивером

Перед установкой обратного клапана необходимо перекрыть подачу воды и отключить все электрическое оборудование. Следует также подобрать фитинги и муфты соответствующего диаметра, а при выполнении резьбовых соединений следить за тем, чтобы они были максимально герметичными.

Особое внимание перед установкой муфтового обратного клапана следует уделить его техническим параметрам, основными из которых являются рабочее давление и диаметр условного прохода. От того, насколько правильно будет подобран обратный клапан, зависит как его работоспособность, так и эффективность эксплуатации всего трубопровода.

Несколько важных выводов

Итак, обратные клапаны (в том числе муфтовые) позволяют эффективно решать следующие задачи:

• обеспечивать стабильную работу всей трубопроводной системы;
• минимизировать риск попадания в водопровод воздуха;
• экономить электроэнергию, если такой клапан устанавливается в систему горячего водоснабжения, обслуживаемую электрическим водонагревателем;
• обеспечивать пользование водой некоторое время даже в том случае, если подающий насос отключен.

https://fireman.club/statyi-polzovateley/ognepregraditeli-vidyi-ustroystva-printsip-deystviya-i-poryadok-ispyitaniya/