Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему
 Страница 1 из 1  [ 1 сообщение ] 
Автор Сообщение
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 14 авг 2018, 13:17 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 10 авг 2018, 07:00
Сообщения: 2036
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 33 раз.
Заслуженная репутация: 0
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность?

Конденсатоотводчики термостатического типа получили широкое распространение благодаря нескольким факторам, среди которых простота конструкции и небольшие размеры. Эти два показателя определили и относительно низкую стоимость устройства, что, безусловно, способствует популярности. И действительно, чем меньше деталей внутри прибора и чем он менее материалоемкий, тем дешевле он в производстве.

Вместе с тем известно что, конденсатоотводчик, как один из основных элементов пароконденсатной системы, должен эффективно работать в достаточно суровых условиях промышленной эксплуатации, таких как:
- высокие перепады температуры рабочей среды от момента остывшей системы до полного ее разогрева, в том числе за короткий промежуток времени;
- высокие и низкие перепады давления на клапане в рабочем режиме;
- широкий диапазон расходов конденсата. Под расходами конденсата понимается его полное и длительное отсутствие, при котором клапан должен быть герметичен, и максимальный расход в период разогрева системы, когда фактический расход может превышать рабочий расход в два-три раза;
- наличие гидроударов. Любой конденсатоотводчик должен быть защищен от гидроударов, от которых не застрахована никакая пароконденсатная система.


И, наконец, то, что находится во главе пирамиды требований — надежность устройства. Совокупность перечисленных условий позволяет сделать очевидный вывод, простой в техническом, то есть конструктивном, отношении: конденсатоотводчик вряд ли способен иметь высокие характеристики по всем показателям. Как следствие возникает вопрос: а может ли быть простым термостатический конденсатоотводчик в том виде, в каком он представляется по умолчанию, и при этом отвечать самым высоким требованиям? И в чем состоит компромисс между простотой конструкции и требованиями обеспечения выдающихся характеристик. Чтобы прийти к пониманию проблемы, рассмотрим историю возникновения термостатических конденсатоотводчиков и их эволюцию.

Принцип действия термостатического конденсатоотводчика достаточно прост, и, как следует из названия устройства, он основан на разнице температур пара и конденсата. Положение клапана, выпускающего конденсат, напрямую зависит от того, какая температура рабочей среды внутри конденсатоотводчика. Поскольку при конденсации температура не меняется, а меняется лишь агрегатное состояние, конденсатоотводчик не смог бы определить по температуре, когда внутри находится пар, а когда конденсат, имеющий температуру насыщения. Поэтому термостатический конденсатоотводчик должен задержать перед собой конденсат, пока тот не охладится до нужного значения, и затем его отвести. Сердцем конденсатоотводчика является термостатическая капсула со спиртосодержащей жидкостью, температура кипения которой отстает от температуры кипения воды на несколько градусов. При приближении температуры отводимого конденсата к температуре насыщения жидкость в капсуле начинает вскипать, давление в капсуле растет, и она начинает деформироваться, приводя в движение клапан, который перекрывает выпускное отверстие. Поскольку температура кипения жидкости зависит от давления среды, то капсула должна быть полностью окружена рабочей средой. Термостатические конденсатоотводчики с капсулой называются еще конденсатоотводчиками, сбалансированными по давлению.

Таким образом, термостатический конденсатоотводчик отводит конденсат с температурой на несколько градусов ниже, чем температура насыщения при фактическом давлении в конденсатоотводчике.

Первые капсулы представляли собой сильфон (см. рисунок 1).

ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность? - Изображение

Именно сильфонные конструкции стали основой первых термостатических капсульных конденсатоотводчиков, производимых с начала XX в.

Очевидными недостатками сильфонных конденсатоотводчиков являются:
- усталость металла, из которого выполнен сильфон. Сильфон — это своего рода гармошка с множеством изгибов, которые находятся в непрерывном движении, подвергаются деформации при работе конденсатоотводчика. Чем больше деформирующихся поверхностей, тем выше вероятность их поломок;
- гидроудары. Тонкостенный сильфон — достаточно хрупкий элемент, и мощное воздействие на него в малом объеме корпуса конденсатоотводчика приводит к нарушению первоначальной формы сильфона, что принципиально для функционирования конденсатоотводчика;
- перенапряжение. Если температура рабочей среды достигнет той, при которой сильфон уже не сможет дальше расширяться, перемещаясь поступательно к месту закрытия клапана, он начнет расширяться в стороны, разглаживая боковые поверхности сильфона, что также приводит к неработоспособности конденсатоотводчика;
- сильфонный конденсатоотводчик при поломке может остаться как в открытом, так и в закрытом положении, в зависимости от характера неисправности, то есть данная ситуация не прогнозируема, а между тем это имеет значение. Если конденсатоотводчик при поломке закрыт (нормально закрыт), то процесс, который обслуживает конденсатоотводчик, останавливается. Если это технологический процесс, то продукция может уйти в брак и предприятие понесет потери. Если конденсатоотводчик при поломке остается в открытом состоянии, то процесс не страдает.

Многие компании-производители конденсатоотводчиков до сих пор имеют в производственной программе описанные устройства (см. фото 1).

ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность? - Изображение

В основном это американские производители. Однако технический прогресс не стоит на месте, и логическим развитием идеи сбалансированных по давлению конденсатоотводчиков стало появление плоских капсул мембранного типа, внутри которых находится аналогичная рабочая жидкость. Принцип действия идентичен сильфонной конструкции, разница состоит только в том, что клапан приводится в движение за счет деформации мембраны (см. рисунок 2).

ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность? - Изображение

Достоинства мембранной капсулы перед сильфоном заключаются в том, что капсула более устойчива к гидроударам, она компактная и легкозаменяемая. Сильфонные конденсатоотводчики, как правило, неремонтопригодны. Стоимость производства капсулы и конденсатоотводчика в целом также ниже. Габаритные размеры конденсатоотводчика меньше.

Типовые поломки капсулы изображены на рисунке 3. Это проблемы центрирования, стресс диафрагмы в месте крепления к корпусу капсулы, а также непрогнозируемое состояние клапана при разрыве мембраны. Нельзя однозначно сказать, нормально открыт конденсатоотводчик или нормально закрыт.

ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность? - Изображение

В конце 90-х гг. XX в. компания TLV (Trouble Less Valves — «клапаны, не имеющие проблем») — один из японских производителей конденсатоотводчиков — озаботилась решением задачи сделать капсулу еще более надежной и лишить ее многих недостатков, присущих традиционным капсулам. И такая капсула в итоге была разработана. Ее название весьма современно и сегодня. Называется она «Х-элемент» («икс-элемент»). На рисунке 4 изображена ее конструкция.
Внутри капсула достаточно замысловата: у нее 4 мембраны специфической формы, верхние и нижние упоры, кольцеобразный в сечении клапан.

ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность? - Изображение

Мембраны имеют волнистую форму, которую повторяют верхние упоры для демпфирования гидроударов, а нижние упоры для распределения нагрузки при перенапряжении. Капсула «Х-элемент» защищена и от перенапряжения, и от гидроударов.

Крепление мембран к корпусу не точечное, а внахлест. Это позволяет существенно снизить механические нагрузки в районе крепления к корпусу при движении мембран. При разрыве двух верхних или двух нижних мембран конденсатоотводчик гарантированно открывается, так как давление рабочей среды в любом случае выдавливает ослабленный механизм вверх, открывая клапан. Можно констатировать, что термостатический конденсатоотводчик, оснащенный «Х-элементом», является нормально открытым прибором и при поломке не вредит технологическому процессу.

Кольцеобразный клапан (см. рисунок 5) исключает проблемы децентрирования, следовательно, клапан всегда плотно садится на посадочное место, обеспечивая герметичность.

ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность? - Изображение

На сегодня в производственной программе компании TLV капсула «Х-элемент» стала универсальным термостатическим элементом всех моделей сбалансированных по давлению конденсатоотводчиков, всех моделей воздухоотводчиков для пара, а также применяется в большинстве моделей поплавковых конденсатоотводчиков со свободноплавающим поплавком в качестве встроенного воздухоотводчика. «Х-элемент» позволил унифицировать парк запасных частей порядка 50 моделей различных конденсатоотводчиков!

Глядя на эту миниатюрную капсулу, трудно поверить, что внутри кроется настоящее произведение искусства и сколько технических нюансов могут быть буквально запаяны внутри капсулы диаметром 3 см и толщиной 5 мм. Становится понятно, что внешняя простота и миниатюрность могут быть обманчивыми. Вместе с тем конденсатоотводчик, оснащенный «Х-элементом», действительно очень прост (см. рисунок 6) и доступен для ремонта без необходимости демонтажа с трубопровода. Не это ли разумный компромисс между надежностью и простотой?

ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность? - Изображение

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 1 (43) 2018


ООО «Паровые системы», Гилепп П. А. Термостатическая капсула конденсатоотводчика — простота или надежность? / 1521519167414.jpg
465.91 КБ, Просмотров: 2696
Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему  Профиль   Рейтинг: 0  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  Страница 1 из 1  [ 1 сообщение ] 

Быстрый ответ
Вы не можете оставлять комментарии и ответы, пожалуйста ЗАРЕГИСТРИРУЙТЕСЬ для возможности полноценного доступа к форумам этой ветки

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 18


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Перейти: 
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group [ Time : 0.532s | 31 Queries | GZIP : Off ]

@Mail.ru
Администрация портала не несёт ответственности за достоверность размещённой в сообщениях форума информации.