При выявлении отсутствия предохранительных устройств тормозной. Классификация предохранительных устройств

Предохранительные устройства

Механизм подачи патронов в патронник

Механизм удаления стреляных гильз из пистолета

Возвратный механизм

Механизм запирания

Поскольку в данном пистолете используется принцип автоматики со свободным затвором, то механизм запирания канала ствола состоит из двух деталей: затвора и возвратной пружины.

Функцию возвратного механизма в пистолете выполняет возвратная пружина. Возвратная пружина - это витая цилиндрическая пружина, крайний виток одного из концов которой имеет меньший диаметр.
Размещено на реф.рф
Данным витком при сборке она одевается на ствол, чтобы надежно удерживаться.

В его состав входят выбрасыватель и отражатель.

Выбрасыватель имеет зацеп для захвата гильзы и пяточку для соединœения с затвором. Работа осуществляется под воздействием витой цилиндрической пружины и гнетка.

Отражатель является частью затворной задержки.

Подачу патронов в патронник осуществляет затвор нижней своей частью, которая принято называть досылатель. Подачу для досылки патронов обеспечивает магазин с помощью подавателя и пружины подавателя. Сюда же можно отнести затворную задержку.

Магазин состоит из корпуса, подавателя, крышки магазина, пружины подавателя.

Корпус магазина представляет собой короб, верхние края боковых стенок которого загнуты внутрь для удержания патронов и подавателя. Внизу - загнутые ребра для крышки, по бокам - окна для контроля.

Подаватель имеет два отогнутых конца для направления движения. На одном имеется зацеп для включения затворной задержки.

Пружина подавателя представляет собой витую пружину фигурного изготовления. Один конец ее служит для запирания крышки.

Крышка магазина имеет зацепы и отверстие для защелки.

Затворная задержка имеет выступ для удержания затвора в заднем положении, кнопку с насечкой для руки, отверстие для соединœения с цапфами шептала, зуб для отключения затворной задержки магазином и отражатель.

Как говорилось выше, предохранение от случайного выстрела здесь осуществляется тремя способами:

· "отбой" курка - за счёт широкого пера боевой пружины;

· с помощью предохранительного взвода;

· с помощью механического флажкового предохранителя.

Предохранитель удерживается в заданном положении своей пружиной и имеет флажок для перевода из положения "огонь" в положение "предохранение" и обратно; ось с уступом для поворота шептала и освобождения курка от боевого взвода при переводе в положение "предохранение"; ребро, обеспечивающее замыкание затвора с рамкой в положении "предохранение"; зацеп для запирания курка в положении "предохранение"; выступ для восприятия удара курка при включении предохранителя.

Как видим, эта маленькая деталь является многофункциональной по назначению и связям с другими деталями и технологически сложна.

Прицельные приспособления

Прицельные приспособления открытого типа, рассчитанные на постоянную дистанцию, состоят из неподвижной мушки и перемещаемого целика, расположенного в поперечном пазу кожуха-затвора.

Предохранительные устройства - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Предохранительные устройства" 2017, 2018.

- Запорная, регулирующая арматура, предохранительные устройства

2.4.1. Газопроводы для обеспечения безопасной эксплуатации оснащаются запорной и регулирующей арматурой, предохранительными устройствами, средствами защиты, автоматизации, блокировок и измерения. Перед горелками газоиспользующих установок должна... .

- Предохранительные устройства

Насос во время работы на систему трубопроводов с большим гидравлическим сопротивлением может развить давление, превышающее допустимое, что может вызвать аварийную ситуацию. Для предотвращения этого предусмотрены разнообразные предохранительные устройства,... .

- Контрольно-измерительные приборы, предохранительные устройства и арматура

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации и предотвращения аварий и взрывов сосуды, аппараты и трубопроводы, работающие под давлением, должны быть оснащены запорной или запорно-регулирующей аппаратурой, предохранительными устройствами, приборами для измерения... .

- В огнетушителях должны быть предохранительные устройства или другие средства для ограждения на случай превышения давления в корпусе сверх допустимого.

КЛАССИФИКАЦИМЯ ПОЖАРОВ Таблица 4.4. Таблица 4.3. Таблица 4.2 Таблица 4.1. Символы классов пожаров Пиктограммы к способу приведения любого огнетушителя к действию изображаются непосредственно на корпусе огнетушителя. При... .

Основными техническими средствами охраны труда, служащи­ми для коллективной защиты работающих, являются за­щитные устройства.

Защитными устройствами называются устройства, приме­няемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов. В частности, защитные устройства предупреждают попадание человека в опасную зону.

Опасной зоной считается пространство, в котором постоян-. но действует или периодически возникает ситуация, опасная для жизни и здоровья работающего.Х)пасная зона может быть ограниченной (локализованной вокруг опасного элемента обо­рудования) и неограниченной, изменяющейся в пространстве и времени (например, пространство под транспортируемым грузом и т. п.).

Кроме защиты человека защитные устройства предохра­няют оборудование от аварий, создают необходимую согласо­ванность действий человека и машины, предупреждают послед­ствия ошибочных действий персонала, служат для автоматиза­ции работы оборудования и т. п.

Защитные устройства весьма разнообразны по принципу действия и конструктивному исполнению. В некоторой степени условно их можно подразделить на: оградительные, блокировочные, предохранительные, специальные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления.

Оградительные устройства представляют собой физи­ческую преграду между человеком и опасным или вредным производственным фактором. Это всевозможные кожухи, щиты, экраны, козырьки, планки, барьеры. Благодаря простоте конструкции, малой стоимости и надежности они нашли широ­кое применение в технике.

По способу установки ограждения могут быть стацио­нарными или передвижными, неподвижными и подвижными (откидными, раздвижными, съемными).

Ограждение должно иметь простую и компактную кон­струкцию, отвечать требованиям эстетики, само не быть источ­ником опасности и не ограничивать технологические возмож­ности оборудования. Ограждения желательно выполнять в виде сплошных кожухов, щитов, экранов. Допускается ис­пользование металлических сеток и решеток при условии обес­печения постоянства формы и необходимой жесткости. Огра­ждение не должно терять своих защитных свойств под воздействием возникающих при эксплуатации оборудования факторов, таких, например, как вибрация, высокая температура и др.

Если оборудование не должно эксплуатироваться без огра­ждения. то необходимо предусматривать блокировку, остана­вливающую работу оборудования при снятом, открытом или находящемся в другом нерабочем состоянии ограждении.

/Блокировкой называется совокупность методов и средств, обеспечивающих закрепление рабочих органов (ча­стей) аппаратов, машин или элементов электрических схем в определенном состоянии, которое сохраняется и после снятия блокирующего воздействия.

Блокировочные устройства применяются для предотвраще­ния аварийных и травмоопасных ситуаций.

Существует очень много видов блокировочных устройств. Некоторые из них, иногда называемые запретно-разрешающи­ми, препятствуют неправильному включению и выключению аппаратов, механизмов, регулирующих, пусковых и запорных устройств, не допускают включения машины при снятом огра­ждении, а также препятствуют другим неправильным дей­ствиям обслуживающего персонала.

Другие блокировочные устройства (аварийные) предотвращают развитие аварийной ситуации, автоматически отключая определенные участки тех­нологической системы или включая специальные сбрасываю­щие устройства и т. п.

По принципу действия блокировочные устройства подразде­ляются на механические, электронные, электромагнитные, элек­трические, пневматические, гидравлические, оптические и ком­бинированные. Например, механическая блокировка, препят­ствующая включению агрегата при снятом ограждении, может быть осуществлена с помощью специальных стопоров, заще­лок или замков. Однако механические блокировки сложны по устройству и поэтому применяются редко.

Широко используется электрическая блокировка, осущест­вляемая с помощью электрических связей цепей управления, контроля и сигнализации блокируемого оборудования. Такие блокировки в основном применяются для предотвращения не­правильного включения отдельных механизмов или частей оборудования. Электрическая блокировка съемных или от­кидных ограждений сравнительно просто решается установкой конечных выключателей. При снятии или неправильной уста­новке ограждений она отключает цепи управления электродви­гателя привода.*

Широко применяются сейчас блокировки, основанные на фотоэлектрическом эффекте. Преимуществом фотоэлектриче­ской защиты является отсутствие каких-либо мешающих или затемняющих рабочую зону ограждений. Действие такой за­щиты основано на том, что луч света, проходя через опасную зону, попадает на фотоэлемент. При перекрытии луча каким-либо предметом прекращается освещение фотоэлемента, элек­трическая цепь разрывается и машина (станок) останавливается.

Предохранительными называются устройства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию оборудования огра­ничением скоростей, давлений, температур, электрического на­пряжения, механических нагрузок и других факторов, которые могут разрушить оборудование и привести к несчастным слу­чаям. Предохранительные устройства должны автоматически с минимальным инерционным запаздыванием срабатывать при выходе контролируемого параметра за допустимые пределы.

В зависимости от природы опасного фактора предохрани­тельные устройства можно подразделить на несколько групп.

К предохранителям от механических перегрузок относятся срезающиеся шпильки и штифты, фрикционные муфты, цен­тробежные регуляторы. Срезающимися шпильками, рассчи­танными на определенную нагрузку, шкив или шестерня соеди­няется с приводным валом. Если нагрузка превысит допусти­мую, то шпилька разрушается (срезается) и шкив или шестерня начинают вращаться вхолостую. Для пуска машины необходи­мо заменить шпильки.

Фрикционные муфты позволяют регули­ровать значение допустимого крутящего момента и автомати­чески начинают работать, как только нагрузка приходит в норму. Паровые и газовые турбины, детандеры, дизели снаб­жаются центробежными регуляторами, которые ограничивают подачу рабочего вещества в машину при увеличении частоты вращения.

К предохранителям от превышения давления пара и газа от­носятся предохранильные клапаны и разрывные мембраны, принцип действия которых описан выше. Основным требова­нием, предъявляемым к предохранительным клапанам, являет­ся безотказность автоматического открывания клапана при определенном заданном давлении (давлении срабатывания) и пропускание рабочей среды в таких количествах, чтобы даль­нейший рост давления в системе был исключен. Кроме того, предохранительный клапан должен безотказно автоматически закрываться при давлении, не нарушающем технологический процесс в системе, а также сохранять герметичность в закры­том состоянии.

Для защиты сосудов и аппаратов от очень быстрого или даже мгновенного повышения давления применяются предохранительные мембраны, которые в зависимости от характера их разрушения при срабатывании делятся на разрывные, срезные, ломающиеся, хлопающие, отрывные и специальные. Наибольшее распространение имеют разрывные мембраны - плоские и предварительно выпученные (куполообразные). Принцип действия разрывной мембраны основан на ее разрушении под действием нагрузки, превышающей предел прочности материала мембраны. Куполообразные мембраны бывают разрывными и выщелкивающими. Разрывные мембраны устанавливают вогнутой поверхностью в сторону давления выщелкивающие - наоборот.

Ограничители перемещения применяются для предотвращения движения частей какого-либо механизма или целой машины за установленные пределы или габариты. К ним относятся концевые выключатели (ограничители хода) и упоры.
Они, например, применяются на грузоподъемных кранах для ограничения высоты подъема крюковой обоймы и ограничения передвижения самого крана, на металлорежущих станках для ограничения движения суппорта и т. п.

Предохранители от превышения силы электрического тока применяются для предотвращения короткого замыкания, раз­рушения электрической изоляции и т. п. Действие плавких предохранителей (пробочных или трубчатых) основано на пере­горании плавкой вставки при увеличении электрического тока сверх допустимого. Существуют также автоматические предох­ранители с тепловыми реле. Автоматы с электромагнитными расцепителями при недопустимом токе производят мгновенное отключение линии (отсечку).

Автоматы с комбинированными расцепителями имеют и тепловую и элекромагнитную отсечку.

К специальным устройствам безопасности относятся системы защиты от поражения электрическим током, ловители в лифтах и других подъемниках, двурукое включение на прес­сах, блок-замки, улавливатели инструмента и материалов, ограничители массы поднимаемого груза, ограничители враще­ния и крена кранов и многие другие.

Защитная блокировка, основанная на принципе занятости обеих рук оператора во время включения и рабочего хода обо­рудования, находит широкое применение, в частности на прес­совом оборудовании. Недостатком этого вида блокировки является возможность пуска оборудования при выходе из строя или преднамеренном деблокировании (заклинивании) одной из пусковых кнопок (рукояток).

К устройствам автоматического контроля и сигнализации относятся устройства, предназначенные для контроля, передачи и воспроизведения информации с целью привлечения внимания обслуживающего персонала и принятия им необходимых решений при появлении или возможности возникновения опасного или вредного производственного фак­тора.)Эти устройства по назначению подразделяются на ин­формационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по характеру сигнала - на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру передачи сигнала - на по­стоянные и пульсирующие. По способу срабатывания они бы­вают автоматическими и полуавтоматическими.

Эти сигнализирующие устройства контролируют давление, высоту, расстояние, температуру, влажность, содержание в воз­духе вредных веществ, шум, вибрацию, скорость движения, скорость ветра, вылет стрелы крана, частоту оборотов, вредные излучения и т. п.

"Большое распространение имеет световая и звуко­вая сигнализация. Световая сигнализация в электроуста­новках предупреждает о наличии или отсутствии напряжения, штатном режиме автоматических линий, маневрах средств транспорта и т. п. Звуковые сигналы подаются с помощью си­рен, звонков, свистков, гудков. Звук сигнала должен сильно от­личаться от обычного шума, характерного для данной про­изводственной обстановки. Звуковыми сигналами снабжаются подъемные и транспортные установки; агрегаты, обслужи­ваемые группой рабочих; опасные зоны и др. Звуковые сиг­налы могут применяться для предупреждения о достижении предельно допустимой концентрации вредных веществ в возду­хе рабочей зоны, предельно допустимого уровня жидкости в резервуарах, предельных температур и давлений в различных установках.

К сигнализирующим устройствам относятся также раз­личные приборы-указатели: манометры, термометры, вольт­метры, амперметры и др.

Человек хорошо воспринимает и запоминает зрительные образы и различные цвета. На этом основано широкое использование на предприятиях цвета в качестве закодированного носителя информации об опасности. Цвета сигнальные и знаки безопасности регламентированы ГОСТ 12.4.026-79 (рис. 28, а-ж).

Устройства дистанци­онного управления предназначены для управле­ния технологическим процес­сом или производственным оборудованием за пределами опасной зоны. Эти устрой­ства могут быть стационар­ными и передвижными.

Рисунок 27 – Схема маятникового сигнализатора крана СКМ-3.

Внешние запоминающие устройства ЭВМ. Назначение и типы

Вопрос 34. Абсолютная монархия, как форма государственного устройства.

По существующим требованиям безопасности ни одна машина, станок или оборудование не могут считаться пригодными для выполнения работ, если они не имеют предохранительных защитных устройств на случай аварийных режимов. В основу предохранительных устройств положен принцип отключения оборудования при выходе контролируемого параметра (давление, температура, усилие, перемещение и т.д.) за допустимые пределы.

Принципиальные решения и конструктивное оформление предохранительных устройств разнообразны и зависят от особенностей данного оборудования и технологического процесса.

В зависимости от природы возникновения опасного производственного фактора все предохранительные устройства можно подразделить на четыре группы:

Предохранители от механических перегрузок;

Предохранители от перемещения частей машины за установленные габариты;

Предохранители от превышения давления и температуры;

Предохранители от увеличения силы электрического тока свыше допустимых пределов.

Для защиты от механических перегрузок и предотвращения, связанных с этим аварий, используют муфты, ограничители грузоподъемности, регуляторы частоты вращения, срезаемые штифты и шпильки. В сельскохозяйственных машинах широко распространены фрикционные муфты, в которых давление между поверхностями трения создается пружинами, отрегулированными на передачу предельного момента. Муфта срабатывает при перегрузках рабочего органа. Грузоподъемные механизмы снабжают ограничителями грузоподъемности, что исключает опасную перегрузку во время подъема и перемещения груза.

Простейший тип грузового рычажного ограничителя показан на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Схема работы грузового рычажного ограничителя грузоподъемности

При перегрузках крана усилие Р от нажатия ветвей грузового каната 1 превысит величину уравновешивающего момента от груза 4. Рычаг 3 повернется, а его правый конец нажмет на рычаг конечного выключателя 5 и разомкнет цепь управления электродвигателя. Момент срабатывания регулируют передвижением груза G по рычагу. Механизм срабатывает, если будет соблюдаться условие:

Если шкивы и шестерни фиксируются на приводном валу с помощью предохранительных штифтов или шпилек, то при превышении допустимых нагрузок они срезаются и шкив (шестерня) вращается на валу вхолостую. Для возобновления работы механизма необходимо заменить срезанную шпильку (штифт).

Регуляторы частоты вращения работают по принципу автоматического ограничения подачи топлива в цилиндр двигателя и предотвращают опасное нарастание оборотов при неисправностях топливоподающих устройств в двигателях внутреннего сгорания.

Для защиты от перехода движущихся частей машины за установленные пределы и предотвращения, связанных с этим поломок машин, используют концевые выключатели (ограничители хода), остановы, захваты и упоры. Концевые выключатели широко применяют в грузоподъемных механизмах для ограничения пути движения груза как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, на металлорежущих станках – для выключения движения суппорта, для изменения направления движения рабочего органа и т.д.

Для предупреждения аварий (взрывов) механизмы, работающие под давлением пара, газа или жидкости выше атмосферного, снабжают предохранительными устройствами в виде клапанов и мембран. Все паровые котлы, гидравлические и пневматические системы снабжают предохранительными клапанами, которые при превышении давления сверх установленных норм открываются и тем самым сбрасывают избыточное давление пара, жидкости или газа (воздуха).

Конструкции клапанов различны, но назначение у них одно – предупредить аварию и не допустить несчастный случай с обслуживающим персоналом.

Если пренебречь массами рычагов клапанов, то условие, при котором рычажный клапан начнет открываться, будет иметь вид:

(3.7)

а для пружинного клапана:

(3.8)

где a – коэффициент расхода пара через клапан; Н – предельное рабочее давление в сосуде, Па; G – масса подвижного груза, кг; Т – усилие пружины, Н; , – плечи рычага, м; d – диаметр отверстия, м.

Предохранительные клапаны могут эффективно защищать оборудование только при условии, что давление будет нарастать сравнительно медленно, не потребуется большей степени герметичности и не будет коррозионного воздействия среды. В условиях, когда работоспособность предохранительного клапана недостаточна, применяют предохранительные мембраны. На изготовление мембраны идет тонкая металлическая пластина, толщина которой должна быть такой, чтобы при давлении свыше допустимых пределов произошел ее разрыв и разрывная волна вышла в атмосферу.

Предохранительные устройства такой конструкции установлены на некоторых моделях пенных огнетушителей. Для котельных установок мембрану изготовляют из листового асбеста. Конструкция и размеры мембраны должны быть такими, чтобы после ее разрыва была исключена возможность дальнейшего повышения давления в сосуде.

На рисунке 3.5 изображена схема работы предохранительного водяного затвора низкого давления, устанавливаемого на ацетиленовых генераторах для предотвращения их взрыва. При обратном ударе взрывчатая смесь попадает в затвор, при этом часть воды вытесняется по газоотводной трубке 4. Когда обнаружится конец трубки 5, газ начнет выходить в атмосферу. После того как избыток газа выйдет по трубке 5 и давление упадет, затвор начнет нормально работать.

Большую опасность представляет появление электрического тока на частях оборудования, которые при нормальных режимах не находятся под напряжением. Для предотвращения нарастания тока до опасных величин на частях оборудования применяют плавкие предохранители. При достижении силы тока сверх установленных пределов предохранитель расплавляется и прерывает электрическую цепь. На более ответственных установках для защиты применяют автоматические отключатели.

Рисунок 3.5 – Схема работы водяного затвора низкого перепада давления: а) при нормальной работе; б) при обратном ударе; 1 – корпус; 2 – воронка; 3 – запорный клапан; 4 – газоотводящая трубка; 5 – предохранительная трубка; 6 – контрольный клапан

Устройства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию машин и оборудования посредством ограничения скорости, давления, температуры, электрического напряжения, механической нагрузки и других факторов, которые способствуют возникновению опасных ситуаций, называют предохранительными. Они должны срабатывать автоматически с минимальным инерционным запаздыванием при выходе контролируемого параметра за допустимые пределы.

Предохранителями от механических перегрузок служат срезные шпильки и штифты, пружинно-кулачковые, фрикционные и зубчато-фрикционные муфты, центробежные, пневматические и электронные регуляторы.

Шкив, звездочку или шестерню, расположенные на ведущем валу, соединяют с приводным (ведомым) валом срезными шпильками или штифтами, рассчитанными на определенную нагрузку. Если последняя превысит допустимое значение, то шпилька разрушается и ведущий вал начинает вращаться вхолостую. После устранения причины появления таких нагрузок срезанную шпильку заменяют новой.

Диаметр штифта, мм, предохранительной муфты, который обычно изготовляют из стали 45 или 65 Г,

где Mр — расчетный момент, Н*м; R — расстояние между осевыми линиями передающих валов и штифта, м; τср — предел прочности на срез, МПа (для стали 45 и 65 Г в зависимости от вида термообработки при статической нагрузке τср = = 145...185 МПа; при пульсирующей нагрузке τср = 105...125 МПа; при симметричной знакопеременной нагрузке τср = 80...95 МПа); для расчетов рекомендуют принимать меньшие значения.

Обычно расчетный момент Мр принимают на 10...20 % выше предельного допустимого момента Mпp, т. е.

Мр = (1,1...1,2)Мпр.

Муфты фрикционного типа автоматически срабатывают в случае превышения вращающего момента, на который их предварительно настраивают. Условие выключения, например, зубчато-фрикционной предохранительной муфты:

где Mр — расчетный вращающий момент, Н м; Mпред — предельно допустимый вращающий момент, Н*м; а —угол наклона боковой поверхности кулачка (α = 25...35°); β —угол трения боковой поверхности кулачка (β = 3...5°); D — диаметр окружности точек приложения окружного усилия к кулачкам, м; d — диаметр вала, м; f1 —коэффициент трения в шпоночном соединении подвижной втулки (f1 = 0,1...0,15).

Предохранительные муфты для цепных и ременных передач сельскохозяйственных машин с зубчато-фрикционными шайбами стандартизированы.

Дизели, паровые и газовые турбины, детандеры снабжают регуляторами частоты вращения, в основном центробежного типа. Для предотвращения опасного для машины и обслуживающего персонала повышения частоты вращения коленчатого вала посредством ограничения подачи топлива или пара служит регулятор.

Концевые выключатели необходимы для предупреждения поломок оборудования, возникающих при переходе движущихся частей за установленные пределы, ограничения перемещения суппорта на металлорежущих станках, для пути движения груза в вертикальной и горизонтальной плоскостях при работе грузоподъемных механизмов и т. д.

Ловители применяют на грузоподъемных и транспортирующих машинах, в лифтах для удержания поднятого груза в неподвижном состоянии даже при наличии самотормозящих тормозных систем, которые при износе или неправильном уходе могут утратить свою работоспособность. Различают храповые, фрикционные, роликовые, клиновые и эксцентриковые ловители.

Во избежание превышения давления пара или газа используют предохранительные клапаны и мембраны. Предохранительные клапаны бывают по виду грузовыми (рычажными), пружинными и специальными; конструкции корпуса — открытые и закрытые; способу размещения — одинарные и двойные; высоте подъема — низкоподъемные и полноподъемные.

Рычажные клапаны (рис. 7.3, а) имеют относительно небольшую пропускную способность и при превышении давления сверх допустимого значения выбрасывают рабочий газ или пар в окружающую среду.

Рис. 7.3. Схемы предохранительных рычажных (о), пружинных (б) клапанов и мембран (в и г):

1 — натяжной винт; 2 — пружина; 3 — тарелка клапана

Поэтому в сосудах, работающих под давлением токсичных или взрывоопасных веществ, обычно устанавливают пружинные клапаны закрытого типа (рис. 7.3, б), сбрасывающие вещество в специальный, соединенный с аварийной емкостью трубопровод. Регулируют рычажный клапан на предельно допустимое значение по манометру путем изменения массы груза т или расстояния b от оси клапана до груза. Пружинный клапан регулируют с помощью натяжного винта 1, изменяющего усилие прижатия тарелки клапана 3 пружиной 2. Основной недостаток предохранительных клапанов — их инерционность, т. е. обеспечение защитного действия только при постепенном нарастании давления в сосуде, на котором они установлены.

Для определения проходного сечения предохранительных клапанов используют теорию истечения газов из отверстия. Рассмотрим следующую зависимость:

где Q — пропускная способность клапана, кг/ч; μ — коэффициент истечения (для круглых отверстий μ = 0,85); SK — площадь сечения клапана, см2; р — давление под клапаном, Па; g = 9,81 см/с2 — ускорение свободного падения; М — молекулярная масса газов или паров, проходящих через клапан; k = cpcv — отношение теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме (для водяного пара k= 1,3; для воздуха k = 1,4); Л —газовая постоянная, кДж/(кг*К), для водяного пара R = = 461,5 кДж/(кг*К); для воздуха R = 287 кДж/(кг*К); Т— абсолютная температура среды в защищаемом сосуде, К.

Подставив в последнюю формулу значения μ, g, R и среднее значение k при известном значении Q, можно определить площадь сечения предохранительного клапана, см2,

SK=Q/(216p√ M/T).

Число и суммарное сечение предохранительных клапанов находят из выражения

ndкhк = kкQк/pк,

где п — число клапанов (на котлах паропроизводительностью ≤ 100 кг/ч допускается установка одного предохранительного клапана, при паропроизводительности котла более 100 кг/ч его снабжают не менее чем двумя предохранительными клапанами); dк — внутренний диаметр тарелки клапана, см (dк = 2,5...12,5 см); hк — высота подъема клапана, см; kк — коэффициент (для клапанов с малой высотой подъема при hк≤ 0,05dк kк = 0,0075; для полноподъемных клапанов при 0,05dк < hк≤ 0,25dк kк = = 0,015); Qк — производительность котла по пару при максимальной нагрузке, кг/ч; рк — абсолютное давление пара в котле, Па.

Для защиты сосудов и аппаратов от очень быстрого и даже мгновенного повышения давления применяют предохранительные мембраны (рис. 7.3, в и г), которые в зависимости от характера их разрушения при срабатывании делят на разрывные, срезные, ломающиеся, хлопающие, отрывные и специальные. Наиболее распространены разрывные мембраны, разрушающиеся под действием давления, значение которого превышает предел прочности материала мембраны.

Мембранные предохранительные устройства изготовляют из различных материалов: чугуна, стекла, графита, алюминия, стали, бронзы и др. Тип и материал мембраны выбирают с учетом условий эксплуатации сосудов и аппаратов, на которые их устанавливают: давления, температуры, фазового состояния и агрессивности среды, скорости нарастания давления, времени сброса избыточного давления и др.

Для обеспечения работы мембраны необходимо определить толщину пластин мембраны в зависимости от значения разрушающего давления. Пропускная способность, кг/с, мембранных предохранительных устройств при повышении давления в защищаемом сосуде:

Qм=0,06Sрабpпр√ M/Tг,

где Sраб — рабочее (проходное) сечение, см2; рпр — абсолютное давление перед предохранительным устройством, Па; Тг — абсолютная температура газов или паров, К.

Необходимая толщина рабочей части ломающейся мембраны, мм,

Рис. 7.4. Схема работы водяного затвора низкого давления:
а — при нормальной работе: б— при обратном ударе; 1—запорный клапан; 2— газоотводящая трубка; 3 — воронка; 4— предохранительная трубка; 5— корпус; 6— контрольный клапан

b = ppdплkоп(4[σcp]),

где pр —давление, при котором должна разрушиться пластинка, Па; dm — рабочий диаметр пластины, см; kon — масштабный коэффициент, определяемый опытным путем (при d/b — 0,32 k — = 10... 15); [σср] — временное сопротивление срезу, МПа.

Толщина мембран, изготавливаемых из хрупких материалов,

b = 1,1rпл√pp/[σиз]

где rпл — радиус пластины, см; [σиз] — предел прочности материала пластины на изгиб, Па.

К предохранительным устройствам, предотвращающим взрыв ацетиленового генератора, относят водяные затворы (рис. 7.4), не пропускающие пламя внутрь генератора. При обратном ударе пламени, возникающем, например, при зажигании газовой горелки, взрывчатая смесь попадает в завтор и вытесняет часть воды по газоотводящей трубке 2. Затем конец трубки 4 получит сообщение с атмосферой, избыток газа выйдет, давление нормализуется и устройство вновь начнет работать по схеме, приведенной на рисунке 7.4, а. Для защиты электроустановок от чрезмерного повышения силы тока, которое может вызвать короткое замыкание, пожар и поражение человека, служат автоматические отключатели и предохранители.

Для обслуживания в аварийном режиме установок большой единичной мощности требуются предохранительные клапаны с большой пропускной способностью и высокой надежностью. В некоторых случаях поэтому приходится устанавливать большое количество (десятки) предохранительных клапанов в связи с недостаточной пропускной способностью каждого из них. В этих условиях более целесообразно применение импульсных предохранительных устройств (ИПУ),. представляющих собой предохранительные клапаны непрямого действия и состоящие из главного предохранительного клапана с большой пропускной способностью и импульсного клапана, управляющего поршневым приводом главного клапана. Они успешно обслуживают системы и агрегаты с высокими энергетическими параметрами, требующими сброса больших количеств рабочей среды (схема действия ИПУ показана на рис. 2.151).

При возникновении в системе давления, превышающего установленное, необходимое для нормальной работы установки, открывается импульсный предохранительный клапан и направляет рабочую среду в привод главного клапана. Главный клапан открывается и сбрасывает избыточное количество среды. Импульсный предохранительный клапан представляет собой рычажно-грузовой предохранительный клапан прямого действия, выполняющий роль чувствительного элемента. Благодаря наличию поршневого привода управляющее усилие на штоке главного клапана может быть достаточно большим, что обеспечивает четкое срабатывание главного клапана и надежную герметизацию запорного органа при закрытом его положении.

Импульсное предохранительное устройство существенно сложнее и дороже предохранительного клапана, но с ростом энергетических параметров установок разница в их стоимости быстро уменьшается. В некоторых случаях применяются и предохранительные клапаны непрямого действия, управляемые от постороннего источника энергии или электроэнергией. Для повышения надежности импульсные клапаны ИПУ снабжаются электромагнитами, управляемыми электроконтактными манометрами. Импульсные клапаны размещаются в непосредственной близск;ти к главному клапану и могут быть встроены в привод главного предохранительного клапана. Как правило, они представляют собой самостоятельную конструкцию в виде рычажно-грузового предохранительного клапана.

Классификация импульсных предохранительных устройств приведена на схеме 2.15 (импульсные клапаны) и на схеме 2.16 (главные клапаны).

Конструкции импульсных и главных клапанов

Рис. 5.1.

Рис. 5.2. Клапаны предохранительные стальные рычажно-грузовые импульсные: a -- Dy= 20 мм для воды и пара (уОр = 4 МПа, /р < 550 °С); б -- Dy = = 25 мм для воды и пара (ру -- 6,4 МПа, < 570 °С)

Рис. 5.3. Клапаны предохранительные нз коррозионно-стойкой стали с Dy = 25 мм и электромагнитами: а -- рычажно-грузовой для воды и пара (Рр = = 0,27 МПа, Тр< 160°С); б -- для воды и пара (рр = 1,1 МПа, /р < 200 °С)

Рис. 5.4.

Для работы на опасных, например радиоактивных и токсичных средах, применяются сильфониые импульсные клапаны.

По типу привода ИПУ подразделяются на две группы: с приводом нагружения, когда при срабатывании импульсного клапана поршень привода нагружается давлением среды и открывает главный клапан, и с приводом разгружения, когда импульсный клапан срабатывая, сбрасывает рабочую среду из привода главного клапана, разгружает поршень и этим открывает главный клапан.

По виду воздействия на запорный орган главного клапана ИПУ могут быть с уплотняющим затвором, в которых давление рабочей среды прижимает затвор главного клапана к седлу (этот вид применяется наиболее часто), и с разуплотняющим затвором, в которых давление рабочей среды подается под затвор главного клапана (обычно применяется в сочетании с приводом разгружения).

Импульсные предохранительные устройства широко используются, например, в энергетических установках большой мощности.

Классификация и область применения предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны общего назначения изготовляют двух типов: пружинные и рычажно-грузовые. В пружинных клапанах тарелка прижимается к седлу корпуса пружиной. В рычажно-грузовых клапанах усилие, прижимающее тарелку к седлу корпуса, создается грузом через рычажное устройство. По конструкции предохранительные клапаны разделяют на полноподъемные и неполноподъемные в зависимости от подъема золотника. Пружинные предохранительные клапаны, в зависимости от типа пружин и устройства золотникового блока, могут быть полноподъемными и неполноподъемными. Рычажно-грузовые предохранительные клапаны бывают только неполноподъемного типа. Предохранительные клапаны по конструкции выхлопа подразделяют на герметичные и негерметичные. Все пружинные предохранительные клапаны конструкции Гипронефтемаша относятся к типу герметичных клапанов. Все рычажно-грузовые клапаны не имеют герметичного выхлопа, поэтому они являются негерметичными. Герметичные пружинные предохранительные клапаны системы Гипронефтемаша в зависимости от конструкции делятся на уравновешенные и неуравновешенные. К уравновешенным клапанам относятся предохранительные клапаны ППК и СППК; к неуравновешенным клапанам -- клапаны ППКД, имеющие специальную диафрагму, защищающую пружину клапана от непосредственного соприкосновения со средой. Установка рычажно-грузовых предохранительных клапанов, являющихся по своей конструкции негерметичными, на технологических установках с пожаро- и взрывоопасными, а также токсичными продуктами не допускается. Такие клапаны можно применять для защиты аппаратов и трубопроводов с сжатым воздухом и водяным паром. Несмотря на большое значение предохранительных клапанов, обслуживающий персонал нередко недооценивает их. Это объясняется незнанием конструкции предохранительных клапанов и особенностей их работы в эксплуатационных условиях. Из-за неправильного выбора и монтажа предохранительных клапанов их возможности используются не полностью, а ошибки при обращении с ними могут привести к крупным авариям. Величина подъемности клапана определяется отношением высоты подъема золотника к диаметру сопла. У неполноподъемных предохранительных клапанов отношение высоты подъема золотника к диаметру сопла составляет 1/20--1/40, т. е. сечение щели, через которую проходит среда, будет значительно меньше сечения сопла. Такие клапаны применяют главным образом в тех случаях, когда не требуется большая пропускная способность.