Konstrukcja zaworu bezpieczeństwa

Konstrukcja zaworu bezpieczeństwa koniecznie obejmuje dwa główne elementy - element zamykający i regulator, który zapewnia siłę na elemencie czułym. Element zamykający składa się z zaworu i siedziska, natomiast regulatorem może być mechanizm sprężynowy lub dźwigniowy.

Zawór bezpieczeństwa sprężynowy - w tych rodzajach zaworów siła sprężyny przeciwdziała ciśnieniu wody na zaworze. Siła sprężyny określa ciśnienie zadziałania, a zakres ustawienia zależy od elastyczności sprężyny.

Solidna konstrukcja i niska cena zaworu bezpieczeństwa z regulatorem sprężynowym przyczyniły się do jego szerokiego zastosowania w systemach inżynieryjnych i w małych instalacjach przemysłowych.

Niektórzy producenci zaworów bezpieczeństwa dostarczają swoje urządzenia z fabrycznym ustawieniem na określone ciśnienie, a regulację innych można przeprowadzić na miejscu podczas prac uruchomieniowych, zmieniając siłę kompresji sprężyny.

Zawór bezpieczeństwa dźwigniowy - siła ciśnienia wody przeciwdziała sile generowanej przez mechanizm dźwigniowy. Masa ładunku i długość dźwigni określają ciśnienie zadziałania i zakres ustawienia. Zawory dźwigniowe są równie niezawodne jak sprężynowe, ale mają nieco wyższą cenę i są produkowane z średnicą przyłączeniową DN50 lub większą. Zawory dźwigniowe znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle.

Według wysokości uniesienia zaworu, zawory bezpieczeństwa dzielą się na niskoprofilowe i pełnouniesione.

Zawór bezpieczeństwa niskoprofilowy - wysokość uniesienia zaworu nie przekracza 0,05 średnicy siedziska. W niskoprofilowych zaworach zazwyczaj stosuje się proporcjonalny mechanizm otwierania. Charakteryzują się małą zdolnością przepływu, prostą konstrukcją i niższą ceną w porównaniu do zaworów pełnouniesionych.

Zawór bezpieczeństwa pełnouniesiony - zawór unosi się na wysokość równą lub większą niż średnica siedziska. Dla zaworów pełnouniesionych zazwyczaj stosuje się mechanizm otwierania dwupozycyjnego. Takie zawory mają dużą zdolność przepływu i są instalowane w systemach z medium kompresyjnym, takim jak para lub sprężone powietrze. Konstrukcja zaworu bezpieczeństwa pełnouniesionego jest bardziej skomplikowana niż w niskoprofilowym, dlatego jego cena jest odpowiednio wyższa.

Według działania przy osiągnięciu ciśnienia początkowego otwarcia, zawory bezpieczeństwa dzielą się na proporcjonalne i dwupozycyjne.

Zawory bezpieczeństwa proporcjonalne - otwierają się proporcjonalnie do wzrostu ciśnienia, z uniesieniem zaworu równomiernie zwiększa się objętość odprowadzanego medium. Zawory proporcjonalne są stosowane do wody i innych mediów niekompresyjnych, chociaż konstrukcja nie wyklucza możliwości ich użycia z mediami kompresyjnymi.

W porównaniu z zaworami dwupozycyjnymi, proporcjonalne zawory bezpieczeństwa mają następujące zalety:

Niska cena
Prosta konstrukcja
Możliwość użycia dla wody i innych cieczy
W systemach z zmiennym przepływem awaryjnym nie występują oscylacje automatyczne
Możliwość otwierania się dokładnie w takim stopniu, w jakim jest to konieczne do ustalenia parametrów roboczych

Zawory bezpieczeństwa dwupozycyjne - otwierają się natychmiastowo na pełny skok przy osiągnięciu ciśnienia otwarcia. Ich zastosowanie jest zalecane dla mediów kompresyjnych, na przykład pary, powietrza lub gazu.

Oscylacje automatyczne zaworu są główną wadą zaworów dwupozycyjnych. Praca zaworu bezpieczeństwa w trybie oscylacji automatycznych jest możliwa:

W przypadku przeszacowania nominalnego rozmiaru
W systemach ze zmiennym przepływem awaryjnym
Jeśli czas wzrostu przepływu awaryjnego do swojego maksymalnego poziomu przekracza czas pełnego otwarcia zaworu

Stosowanie dwupozycyjnych zaworów bezpieczeństwa dla wody lub innej niekompresyjnej cieczy ma dwie cechy:

Gwałtowne otwarcie zaworu prowadzi do dużego wypływu wody i nagłego spadku ciśnienia.
Po nagłym spadku ciśnienia zawór natychmiast się zamknie, co spowoduje uderzenie hydrauliczne.