Арматура и трубопроводы холодильных машин

Холодильная машина и система охлаждения образуют холодильную установку, важными элементами которой являются арматура и трубопроводы.

Предохранительные клапаны. При эксплуатации холодильных установок возможно создание опасных давлений. Для их защиты от высоких давлений устанавливают предохранительные клапаны. В судовых производственных холодильных установках предохранительные клапаны монтируют на всех аппаратах, в которых возможно скапливание жидкого хладагента.

Предохранительный клапан показан на рис. 3.18, а. С помощью штока 10 регулируют натяжение пружины 6 и тем самым - начало открытия клапана. Предохранительные клапаны при работе установки с аммиаком и R22 на аппаратах нагнетательной стороны настраивают на начало открытия при избыточном давлении 2,1 МПа, а на аппаратах всасывающей стороны - на 1,6 МПа.

Для контроля за неисправностью предохранительных клапанов на отводящем трубопроводе устанавливают смотровое устройство (рис. 3.18, в). Смотровое стекло наполовину заполнено маслом, при неплотности предохранительного клапана аммиак будет в виде пузырьков проходить через слой масла.

Выход аммиака при срабатывании предохранительного клапана производится через аварийный коллектор в забортную воду. Во фреоновых установках смотровые стекла заполняются водой.

Схема включения предохранительных клапанов и трубопроводов аварийного выпуска аммиака из системы показана на рис. 3.18, г. К паровой линии каждого аппарата, содержащего жидкий аммиак, присоединяют предохранительные клапаны. Отводы от них одним трубопроводом подводятся к аварийному коллектору, последний соединен без запорных устройств с трубопроводом, входящим в забортную воду. Обратный клапан на сбрасывающем трубопроводе служит для предотвращения попадания забортной воды в аварийный коллектор.

Помимо защиты аппаратов от недопустимого повышения давления предусмотрена возможность аварийного выпуска холодильного агента из системы. Для этой цели жидкостная часть каждого аппарата соединена самостоятельным трубопроводом с аварийным коллектором. При необходимости холодильный агент из каждой части системы может быть выпущен за борт.

Аварийный коллектор устанавливают у главного входа в компрессорное отделение под застекленным ограждением. Каждый вентиль аварийного выпуска закрыт и запломбирован.

В конденсаторах малых фреоновых установок устанавливают пробки (рис. 3.18,6), которые должны плавиться при температуре 65 °С.

Запорные и регулирующие устройства. К запорной арматуре относятся в основном запорные (проходные) вентили (рис. 3.19, а, в, г) и задвижки (рис. 3.19,6). Регулирующий вентиль отличается от запорного только устройством клапана. Клапан имеет хвостовое устройство, позволяющее плавно изменять проходное сечение вентиля. Кроме того, на шпинделе регулирующего вентиля нарезается мелкая резьба, чтобы уменьшить ход шпинделя. Вентили, как правило, имеют на крышках уплотняющие пояски, что позволяет, не отключая участок трубопровода от общей системы, заменить сальниковую набивку. Для этого вентиль открывается до отказа и перекрывает сальниковую набивку. Клапан вентиля выполняется с кольцевой баббитовой заливкой, которая вминается в кольцевой выступ седла клапана и уплотняет его (см. рис. 3.19, а). Вместо баббитовой заливки нередко выполняется кольцевая фторопластовая вставка. Вентили условным проходом более 15 мм выполняют, как правило, с фланцами. Фланцы в холодильных установках применяются парные: выступ - впадина. На фланцах вентилей делается впадина. Материал сальниковой набивки - хлопчатобумажный шнур, пропитанный маслом и смазанный графитом. В качестве набивки успешно используются кольца из маслостойкой резины и из фторопласта. Вентили и другую арматуру в судовых холодильных установках для аммиака изготовляют только стальные. Для фреоновых установок допускают бронзовую арматуру.

Запорные и регулирующие вентили устанавливают так, чтобы направление движения хладагента совпало с направлением подъема клапана.

Перед каждым регулирующим вентилем обычно монтируют запорный вентиль, так как регулирующий вентиль нельзя использовать в качестве запорного.

На рис. 3.19, в показан вентиль небольшого проходного сечения. Этот вентиль позволяет в рабочем состоянии отключить один из проходов или соединить оба прохода одновременно. Во фреоновых компрессорах часто используют вентиль такой конструкции.

Задвижка для воды или рассола (см. рис. 3.19,6) отличается от вентиля формой проходного канала, конструкцией уплотнительных рабочих частей. При полном закрывании задвижки клин прижимает щеки к рабочим поверхностям. Рабочие поверхности должны быть взаимно притерты. Направление движения среды в задвижке не изменяется, как в запорном вентиле, поэтому сопротивление проходу рассола или воды в задвижке по сравнению с вентилем в несколько раз меньше. Сальник вентиля является местом возможной утечки хладагента и требует постоянного внимания при обслуживании. При вращении маховика нажимную гайку сальника надо ослабить. Для устранения утечек вентили иногда изготовляют с колпачками 6 (см. рис. 3.19, в). Колпачком 6 зажимается прокладка 5, предотвращая выход в атмосферу (см. рис. 3.19, а).

Во фреоновых, а в последнее время и в аммиачных установках стали применять бессальниковые сильфонные или мембранные вентили. У таких вентилей при движении шпинделя растягивается или сжимается уплотняющий сильфон или прогибается диафрагма. Достоинством таких вентилей является простота обслуживания. Однако в случае неисправности мембраны или сильфона возможен внезапный прорыв хладагента (для устранения его надо отключить участок трубопровода или открыть вентиль до отказа).

На рис. 3.19, г показан фреоновый бессальниковый мембранный вентиль.

Обратные клапаны. В холодильных установках они служат для предотвращения движения хладагента в системе в обратном направлении. Конструкция клапана такова, что он пропускает хладагент только в одном направлении - от компрессора к конденсатору.

В винтовых компрессорах обратный клапан служит для предотвращения перетечек хладагента из нагнетательной во всасывающую полость. Устанавливается обратный клапан на нагнетательной полости компрессора.

Современные обратные клапаны работают бесшумно и имеют мягкую посадку на седло в момент закрытия и на ограничитель подъема в момент открытия.

Корпус 2 (рис. 3.20, а) клапана сварной. Между корпусом и крышкой 4 зажата стальная направляющая 3, внутри которой ходит демпфер 1. Уплотнительное кольцо 7 выполнено из фторопласта. Пружина 6 способствует опусканию клапана на седло. Пар подается под клапан. Благодаря разности давлений до и после клапана демпферное устройство вместе с уплотнительным кольцом поднимается до упора во фторопластовую прокладку 5. При обратном потоке пара демпфер 1 под действием массы и силы пружины 6 садится на седло, перекрывая поток пара.

В процессе эксплуатации необходимо регулярно проверять герметичность клапана, неполное закрытие которого может быть вызвано заеданием демпфера в направляющей. Легкости хода можно добиться путем взаимной притирки последних.

Конструкция обратного пластинчатого клапана (рис. 3.20, б) сходна с конструкцией клапанов компрессора - она не имеет тяжелых подвижных частей. Такой клапан может быть установлен и на горизонтальном участке трубопровода, что особенно удобно при эксплуатации судовых холодильных установок.

Трубопроводы и соединения. Трубопроводы холодильного оборудования должны изготовляться из стальных бесшовных труб. Фреоновые трубопроводы с условным проходом до 20 мм изготовляются из медных труб.

Наиболее распространены бесшовные стальные трубы с наружным диаметром и толщиной стенки в миллиметрах: 14X3; 18X3; 25X3; 32X3,5; 38X4; 45X4; 57X3,5; 76X4; 89X4,5; 108X4; 133X4; 159X4,5; 219X7; 273X7; медные трубы: 6X1; 8X1; ЮХ1; 12X1; 14X1; 16X1; 18X1,5; 18x1; 20X1,5; 20X1.

Рассольные трубопроводы в соответствии с Правилами Регистра изготовляют обычно из стальных бесшовных труб. Соединения стальных трубопроводов выполняются сваркой, а медных - сваркой или пайкой с твердым припоем. Применяется также фланцевое соединение. Для труб с условным проходом до 20 мм применяются штуцерные соединения. Фланцы применяют парные с канавкой и выступом, между которыми устанавливается прокладка.

В качестве прокладочных материалов применяют резину, паронит и фторопласт.

Паронит выпускается в вид листового материала, изготовленного из асбеста, каучука и наполнителей (графит, каолин и пр.) Для фланцевых соединений применяют паронит (ГОСТ 481-80), который выпускают в листах габаритами от 300X400X0,4 до 1200>X1700X6 мм. Вулканизированный паронит марки УВ-10 применяю для уплотнения фланцевых и ниппельных соединений трубопроводов хладагента. Выпускают паронит УВ-10 в квадратных листах габаритами 550X550 мм и толщиной с 0,4 до 2 мм.

Перед установкой паронитовые прокладки смачивают маслом или покрывают графитом, смешанным с маслом. Фторопласт-4 (Ф-4) является хорошим уплотнительным материалом. Так как он имеет свойства хладотекучести, то прокладки из него рекомендуется применять только в соединениях канавки с выступом.

Контрольные вопросы

1. Какие виды теплообмена используют в холодильных установках, какова их физическая сущность?

2. Чем отличается коэффициент теплоотдачи от коэффициента теплопередачи?

3. Какое сопротивление передаче теплоты в конденсаторе наибольшее? 4. Какую роль играет конденсатор в работе холодильной машины?

5. Как устроен кожухотрубный конденсатор?

6. Какие испарители применяют в судовых холодильных установках?

7. Какое значение имеют перегородки в крышках испарителя для охлаждения рассола?

8. Почему батареи непосредственного испарения делают оребренными?

9. Какие основные части воздухоохладителя Вы знаете?

10. Какие основные требования предъявляют к маслам, применяемым для смазки холодильных компрессоров?

11. Какое влияние оказывает масло на работу аммиачной холодильной машины?

12. Как обеспечивается циркуляция масло в системе фреоновой холодильной машины?

13. На каком принципе основана работа маслоотделителей?

14. Как работает барботажный маслоотделитель и почему эффективность его работы выше, чем эффективность работы маслоотделителя с механическим разделением?

15. Как осуществляется выпуск масла из испарительной системы аммиачной установки?

16. Как обнаружить наличие воздуха в системе холодильной установки?

17. Как работает змеевиковый воздухоотделитель?

18. Как влияет воздух на работу холодильной установки?

19. Как работает воздухоотделитель АВ-4?

20. Для чего устанавливается предохранительный клапан на аппарате холодильной установки?

21. С какой целью после компрессора устанавливается обратный клапан?

22. Каким образом, и до какой температуры охлаждают пары хладагента в промежуточном сосуде?

23. Для каких целей в систему холодильной установки включают линейный ресивер?

24. Каким образом регенерируется поглотительная способность осушительного вещества?

Литература:[2] стр. 31-83 ;

[5] стр. 59-157

Лекция 6