Насосы и компрессоры

Раздел: Техника

Наряду с поршнем клапаны являются важнейшими деталями поршневого насоса, от исправной работы которых зависит работа самого насоса. Их назначение — попеременно соединять и разобщать рабочую полость насоса со всасывающим и нагнетательным трубопроводами.

Наиболее распространены тарельчатые клапаны — круглые диски, движущиеся в вертикальном направлении, прикрывающие отверстия для прохода жидкости ( 5.28, а). Клапаны эти работают автоматически. Иногда их называют самодействующими. Как известно, самодействующие клапаны открываются под влиянием напора жидкости на их нижнюю поверхность и закрываются под действием собственной массы и давления клапанной пружины. Величина подъема клапана над седлом зависит от его формы, размера, а также расхода и свойств протекающей через него жидкости.

 Движение жидкости через самодействующий клапан можно рассмотреть как истечение из отверстия, при этом расход через клапан определится по формуле ( 5.28, б).           -

где jx — коэффициент расхода при истечении через клапан в клапанную коробку; / — площадь сечения струи; р — перепад давления на клапане. Теоретическая скорость истечения через клапан

Во время работы насоса величины jli,/ в формуле не остаются постоянными, а непрерывно меняются со временем, так как объем жидкости, вытесняемый поршнем через клапан, есть функция времени и может быть выражен как произведение площади поршня Р на скорость движения и. Объем жидкости, вытесняемый через клапан, зависит от величины подъема к.

Из рассмотрения графика ( 5.29) следует, что в начальный и конечный моменты времени скорость клапана максимальна. Чтобы оторвать клапан от седла с конечной скоростью, ему следовало бы придать бесконечно большое ускорение, что привело бы при малой массе клапана к бесконечно большим силам инерции и, стало быть, к затрате бесконечно большого давления на открытие клапана. В действительности же имеет место конечное давление, затрачиваемое на открытие клапана, поэтому действительная картина явлений даже при установившемся режиме не описывается уравнениями (5.57) и, что более существенно, вследствие неустановившегося движения жидкости в поршне- ,    вом насосе они оказываются несправедливыми.

Основное требование, предъявляемое к работающему клапану, — спокойная работа без удара при посадке. В момент закрытия клапана удара не происходит, если он выдавливает жидкость наружу, мягко садясь в седло. В случае, если жидкость отсасывается из-под клапана, т. е. прекращается ее выдавливание, клапан падает на седло. Клапан «стучит». Наибольшей силы удар достигает, когда между поверхностями клапана и седла вследствие отсасывания совершенно отсутствует слой жидкости. В этом случае по причине непосредственного соприкосновения металлических поверхностей, движущихся с предельной скоростью, происходит быстрое срабатывание клапана и седла, что влечет за собой интенсивный рост обратных утечек через клапан, приводящий к понижению коэффициента, подачи. При проектировании важно учесть условия безударной посадки клапана.