Τι είναι η βαλβίδα ασφαλείας;

Η βαλβίδα ασφαλείας πίεσης (γνωστή και ως PSV) είναι μια αυτόματη συσκευή που διαθέτει είσοδο και έξοδο, οι οποίες είναι συνήθως τοποθετημένες κάθετα μεταξύ τους (σε γωνία 90°), και έχει την ικανότητα να μειώνει την πίεση μέσα σε ένα σύστημα. Η εικόνα στα αριστερά απεικονίζει ένα στυλιζαρισμένο σχέδιο μιας βαλβίδας ασφαλείας, το οποίο χρησιμοποιείται ως σύμβολο σε μηχανικά διαγράμματα θερμοϋδραυλικών συστημάτων.

Οι βαλβίδες ασφαλείας αποτελούν συσκευές εκτόνωσης πίεσης για υγρά υπό πίεση και λειτουργούν αυτόματα όταν η καθορισμένη πίεση ξεπεραστεί. Αυτές οι συσκευές υπάγονται σε αυστηρούς εθνικούς και διεθνείς κανονισμούς. Οι βαλβίδες μας πρέπει να έχουν σωστό μέγεθος, να υπόκεινται σε δοκιμές, να εγκαθίστανται και να συντηρούνται σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς και όπως περιγράφεται στα εγχειρίδιά μας.

Οι βαλβίδες ασφαλείας  βασίζονται σε πολυετή εμπειρία από το 1946, καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και ικανοποιούν πλήρως όλες τις απαιτήσεις για σύγχρονα συστήματα ασφαλείας πίεσης. Είναι πλήρως ικανές να αποτρέπουν την υπέρβαση της μέγιστης επιτρεπόμενης πίεσης, ακόμα και αν όλες οι άλλες αυτόνομες συσκευές ασφαλείας που είναι εγκατεστημένες έναντι αποτύχουν.

Τα κύρια εξαρτήματα της βαλβίδας ασφαλείας απεικονίζονται στο διάγραμμα:

Σημείωση για την εφαρμογή και τη χρήση του μοχλού ανύψωσης δίσκου

Ο μοχλός ανύψωσης δίσκου είναι ένα εξάρτημα που μπορεί να τοποθετηθεί σε μια βαλβίδα ασφαλείας και επιτρέπει τη χειροκίνητη μερική ανύψωση του δίσκου. Συνήθως, η λειτουργία αυτή έχει ως στόχο να προκαλέσει τη διαφυγή του υγρού της διαδικασίας κατά τη λειτουργία της βαλβίδας, έτσι ώστε να καθαριστούν οι επιφάνειες μεταξύ του καθίσματος και του δίσκου και να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχει «κόλλημα». Η χειροκίνητη ανύψωση του δίσκου πρέπει να εκτελείται με τη βαλβίδα σωστά τοποθετημένη στο σύστημα και με παρουσία κατάλληλης πίεσης, έτσι ώστε η πίεση του υγρού να βοηθήσει στη μείωση της απαιτούμενης δύναμης για τον χειριστή.

Η βαλβίδα ασφαλείας με μοχλό Αντίβαρο

Ποιος είναι ο σκοπός της βαλβίδας ασφαλείας;

Ο κύριος σκοπός των βαλβίδων ασφαλείας είναι η προστασία της ανθρώπινης ζωής, αποτρέποντας την έκρηξη συστημάτων που λειτουργούν υπό πίεση.

Για το λόγο αυτό, είναι κρίσιμο να εξασφαλίζεται ότι οι βαλβίδες ασφαλείας λειτουργούν πάντα σωστά, καθώς είναι η τελευταία άμυνα σε μια σειρά συσκευών που μπορούν να αποτρέψουν την έκρηξη.

Πού τοποθετείται η βαλβίδα ασφαλείας;

Η βαλβίδα ασφαλείας τοποθετείται σε περιπτώσεις όπου υπάρχουν κίνδυνοι από υπερβολική πίεση, ώστε να προληφθούν ατυχήματα. Ένα σύστημα μπορεί να βρεθεί σε υπερπίεση για διάφορους λόγους.

Οι κυριότεροι λόγοι περιλαμβάνουν την ανεξέλεγκτη αύξηση της θερμοκρασίας, η οποία προκαλεί διαστολή του ρευστού και άρα αύξηση της πίεσης, όπως συμβαίνει σε περίπτωση πυρκαγιάς ή βλάβης του συστήματος ψύξης.

Ένας επιπλέον λόγος για την ενεργοποίηση της βαλβίδας ασφαλείας μπορεί να είναι η αποτυχία του πεπιεσμένου αέρα ή της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, που εμποδίζει την ορθή λειτουργία των αισθητήρων στις συσκευές ελέγχου.

Ειδική προσοχή χρειάζεται στις πρώτες στιγμές λειτουργίας ενός συστήματος, ειδικά όταν ξεκινά για πρώτη φορά ή αφού έχει παραμείνει ανενεργό για μεγάλο διάστημα.

Πώς λειτουργεί η βαλβίδα ασφαλείας;

Η πίεση που ασκείται από το υγρό εντός του σώματος της βαλβίδας δρα στην επιφάνεια του δίσκου, δημιουργώντας μια δύναμη F. Όταν η δύναμη αυτή φτάσει την ίδια ένταση με εκείνη του ελατηρίου (το οποίο έχει ρυθμιστεί κατά τη συναρμολόγηση μέσα στη βαλβίδα σε μια προκαθορισμένη τιμή), ο δίσκος αρχίζει να ανυψώνεται από την περιοχή στεγανοποίησης, επιτρέποντας στο υγρό να ρέει. Ωστόσο, αυτή η ροή δεν είναι η μέγιστη δυνατή της βαλβίδας.

Καθώς η πίεση συνεχίζει να αυξάνεται, φτάνοντας περίπου το 10% πάνω από την καθορισμένη πίεση (γνωστή ως υπερπίεση), ο δίσκος της βαλβίδας ανυψώνεται απότομα και πλήρως, επιτρέποντας στο υγρό να διαρρεύσει μέσω της ελάχιστης διατομής της βαλβίδας.

Όταν η χωρητικότητα της βαλβίδας ασφαλείας αντιστοιχεί στον ρυθμό ροής που πρέπει να εκφορτιστεί, η πίεση στο εσωτερικό του προστατευμένου εξοπλισμού παραμένει σταθερή. Αν η χωρητικότητα της βαλβίδας είναι μεγαλύτερη από τον απαιτούμενο ρυθμό ροής, η πίεση στο εσωτερικό του εξοπλισμού μειώνεται. Σε αυτή την περίπτωση, ο δίσκος, πάνω στον οποίο συνεχίζει να ασκείται η δύναμη του ελατηρίου, αρχίζει να κατεβαίνει, μειώνοντας την απόσταση μεταξύ της έδρας και του δίσκου μέχρι να κλείσει πλήρως την οπή διαρροής, με τη ροή του υγρού να σταματά. Αυτή η μείωση, που ονομάζεται blowdown, είναι συνήθως περίπου 10% κάτω από την καθορισμένη πίεση.

Πόσοι τύποι βαλβίδων ασφαλείας υπάρχουν;

Στο πλαίσιο των συσκευών εκτόνωσης πίεσης (γνωστό και ως PRD), μπορούμε να κάνουμε μια βασική διάκριση ανάμεσα σε συσκευές που επανακλείνουν και σε αυτές που δεν επανακλείνουν μετά την ενεργοποίησή τους. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν οι δίσκοι ρήξης και οι συσκευές που λειτουργούν με καρφίτσα. Στη δεύτερη κατηγορία, η διάκριση γίνεται σε βαλβίδες άμεσης φόρτωσης και σε ελεγχόμενες συσκευές. Οι βαλβίδες ασφαλείας ανήκουν στις συσκευές που επανακλείνουν μετά τη λειτουργία τους, ενεργοποιούμενες από ένα ή περισσότερα ελατήρια.

Επιπλέον, μπορούμε να διαχωρίσουμε τις βαλβίδες ασφαλείας με βάση τη λειτουργία τους. Όπως φαίνεται από το διάγραμμα, υπάρχουν βαλβίδες ασφαλείας πλήρους ανύψωσης και αναλογικές βαλβίδες ασφαλείας, οι οποίες είναι επίσης γνωστές ως βαλβίδες ανακούφισης.

Η διαφορά μεταξύ των βαλβίδων ασφαλείας και των βαλβίδων ανακούφισης συνίσταται κυρίως στον τρόπο λειτουργίας τους, αν και και οι δύο χρησιμοποιούνται για να αποφεύγεται η υπερπίεση σε συστήματα.

Οι βαλβίδες ασφαλείας (PSV) είναι αυτόματες συσκευές ελέγχου πίεσης που ενεργοποιούνται όταν η πίεση του ρευστού υπερβεί μια καθορισμένη τιμή. Ειδικότερα, χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές αερίου ή ατμού και λειτουργούν με “πλήρη ανύψωση”, δηλαδή ανοίγουν πλήρως για να εκκενώσουν το υπερβολικό υγρό ή αέριο.

Από την άλλη, οι βαλβίδες ανακούφισης (PRV) ή “βαλβίδες υπερχείλισης” ενεργοποιούνται επίσης όταν η πίεση υπερβεί τη καθορισμένη τιμή, αλλά η λειτουργία τους είναι πιο αναλογική. Δηλαδή, ανοίγουν σε ποσοστό αναλόγως της πίεσης, και χρησιμοποιούνται κυρίως για υγρά.

Οι διαφορές τους είναι λεπτές και συχνά συγχέονται, καθώς και οι δύο βαλβίδες προορίζονται για την αποσυμπίεση ενός συστήματος και έχουν παρόμοια κατασκευή, ωστόσο η λειτουργία τους εξαρτάται από την εφαρμογή και τη φύση του ρευστού.