В состав арматуры, предназначенной для соединения отдельных машин, аппаратов и вспомогательного оборудования холодильной установки, входят запорные и регулирующие клапаны, клинкетные задвижки, обратные и предохранительные клапаны.
Клапаны являются запорными устройствами для жидких и газообразных сред. Основные детали любого клапана - корпус с седлом (посадочное место клапана), шпиндель с клапаном и сальник (уплотнение шпинделя).
По назначению клапаны делятся на запорные - для прохода или перекрытия движущейся рабочей среды и регулирующие - для обеспечения определенной подачи рабочей среды.
Корпус клапанов присоединяют к трубопроводам, как правило, с помощью фланцевых или резьбовых соединений. Резьбовые соединения могут быть муфтовыми (резьба внутри присоединительных концов клапана) и цапковыми (резьба на наружной поверхности присоединительных концов клапана).
По конструкции присоединительных концов корпуса различают клапаны проходные и угловые. В угловых клапанах направление движения рабочей среды изменяется на 90 °C, в проходных направление движения не изменяется.
Проходные и угловые клапаны диаметром условного прохода Dу, равным 6,10,15 и 20 мм, выполняют цапковыми. Фланцевые запорные клапаны изготовляют диаметром Dy, равным 20, 25, 32, 40, 50, 70, 80, 100,125,150 и 200 мм, а регулирующие клапаны диаметром Dy, равным 20, 25 и 32 мм. В качестве регулирующих клапанов диаметром Dу, равным 6, 10 и 15 мм, применяют запорные клапаны соответствующего диаметра с мелкой резьбой на шпинделе.
Все запорные и регулирующие клапаны устанавливают так, чтобы движение потока рабочего вещества в клапане было направлено под него. Это предупреждает перекос клапанов при посадке и пропуски рабочего вещества.
В судовых холодильных установках для хладагента, как правило, применяют стальную арматуру. В хладоновых установках применяют также бронзовую арматуру.
В запорных аммиачных клапанах (рис. 2.79) малого диаметра (Dy равен 6,10 и 15 мм) стальной клапан закатан в шпинделе и может свободно в нем поворачиваться. Хвостовики клапанов большого диаметра, закрепленные со шпинделем, имеют кольцевую баббитовую заливку для лучшего контакта с седлом клапана. На крышке корпуса имеется уплотняющий поясок, а на шпинделе - конический буртик. При открытии клапана до отказа поясок и буртик создают уплотнение, что делает возможным заменить набивку сальника во время работы установки. В качестве набивки сальника применяют хлопчатобумажный шнур, пропитанный маслом и смазанный графитом. В процессе эксплуатации набивку уплотняют нажимной втулкой.
Хладоновые запорные клапаны (рис. 2.80) отличаются от аммиачных тем, что кроме сальника уплотнение осуществляется глухим колпаком с резиновой прокладкой. Колпак может являться маховиком при повороте его на 180°. Сальниковое уплотнение выполнено из бензомаслостойких резиновых колец. В некоторых конструкциях применяют фторопластовые кольца.
В хладоновых холодильных машинах также применяют угловые запорные клапаны с мембранным уплотнением (рис. 2.81, а) и двухходовые запорные клапаны малого диаметра (рис. 2.81, б).
Мембрана, плотно зажатая на прокладках между корпусом и нажимной гайкой, разделяет клапан на две полости. При закрытии и открытии уплотняющая мембрана прогибается. Открытие клапана при отводе шпинделя от мембраны происходит под действием пружины. В некоторых конструкциях вместо мембраны применяют уплотняющий сильфон.
Угловыми двухходовыми запорными клапанами оснащены компрессоры малых хладоновых холодильных агрегатов. Их устанавливают на всасывающей и нагнетательной сторонах компрессора. На корпусе клапана смонтирован тройник для подсоединения с одной стороны реле низкого давления и мановакуумметра, с другой стороны - реле высокого давления и манометра. Клапаном является шпиндель, утолщенный конец которого обработан на двойной конус. Второй конус шпинделя-клапана служит для перекрытия прохода пара к тройнику. В рабочем положении клапан находится между седлами.
В регулирующих клапанах (рис. 2.82) осуществляется процесс дросселирования жидкого хладагента от давления конденсации до давления кипения. Регулирующие клапаны обеспечивают также регулирование подачи жидкого хладагента в испарительную систему.
Регулирующие клапаны отличаются от запорных более мелким шагом резьбы шпинделя и формой клапана. Конусообразная форма клапана и мелкая резьба на шпинделе позволяют постепенно увеличивать проходное сечение в клапане и осуществлять большую подачу хладагента в систему. Корпусы, клапаны и шпиндели аммиачных регулирующих вентилей выполняются стальными, а крышки и накидные гайки сальников - из стали или ковкого чугуна.
Клинкетные задвижки (рис. 2.83) устанавливают на рассольных и водяных трубопроводах диаметром условного прохода Dy > 50 мм. Направление движения среды в них не изменяется. Запорное устройство состоит из двух параллельных дисков (щек), между которыми находится клин. В щеки и корпус впрессованы уплотнительные кольца. При опускании шпинделя щеки находят на клин и расходятся, перекрывая проход рабочей среде.
Обратные (невозвратные) клапаны служат для предотвращения обратного движения хладагента от высокой стороны (конденсаторов, ресиверов) в случае аварии компрессора или вынужденной его остановки.
Обратный клапан типа ОКДП (рис. 2.84) пропускает пары хладагента только в одном направлении - от компрессора к конденсатору. Клапан имеет демпферное устройство, обеспечивающее его бесшумную работу. Поршень-демпфер во время работы перемещается в цилиндре. Перемещение поршня вверх ограничено фторопластовой прокладкой, закрепленной в цилиндре. К поршню присоединен узел клапана, состоящий из тарелки клапана и фторопластового уплотнительного кольца. При обратном потоке клапан под действием массы демпфера и клапана, а также силы упругости пружины опускается на седло. Пар, находящийся в замкнутом объеме цилиндра демпфера, и пружина гасят скорость перемещения клапана.
Клапаны с демпфирующим устройством типов ОКДП (прямоточные) и ОКДУ (угловые) отличаются друг от друга только направлением движения пара. В клапанах ОКДУ направление движения пара изменяется на 90 °.
Клапаны ОКДП выпускают диаметром условного прохода 50, 70, 100, 150, 200 мм.
Предохранительные клапаны предназначены для защиты компрессора и аппаратов холодильной установки от больших давлений. В компрессорах применяют пружинные (шариковые и наперстко-вые) предохранительные клапаны, при срабатывании которых нагнетательная полость компрессора соединяется со всасывающей.
На аппаратах устанавливают пружинные предохранительные клапаны, при срабатывании которых аппарат соединяется с трубопроводом аварийного выпуска аммиака в забортную воду. Конструкция пружинного предохранительного клапана (рис. 2.85) аналогична конструкции наперсткового предохранительного клапана.
Правила регистра допускают устанавливать между аппаратом (емкостью) и двумя предохранительными клапанами переключающее устройство (рис. 2.86) при условии, что в любом положении клапаны (или один из них) соединены с аппаратом.
Предохранительные клапаны аппаратов регулируются на начало открытия при избыточном давлении для R717 и R22 на стороне высокого давления 2 МПа и стороне низкого давления 1,6 МПа и для R12 соответственно на 1,4 и 1 МПа. Клапаны пломбируют при плановых ежегодных проверках.
Литература
Судовые холодильные машины и установки (Петров Ю.С.) 1991 г.
