Тема: Клапаны поршневых компрессоров.

Лабораторная работа № 4

Тема: Клапаны поршневых компрессоров.

Цельработы: изучить типы клапанов, их принцип действия.

Клапаны.

Одним из основных рабочих органов компрессоров являются клапаны, которые выполняют функции устройства, распределяющего поток холодильного агента по цилиндрам и обеспечивающего разграничение рабочих полостей компрессора: полостей всасывания и нагнетания от рабочей полости компрессора.

Рис. 24. Схема работы клапана:

По функциональному назначению клапаны делят на: всасывающие и нагнетательные;

а по принципу действия — на принудительного действия и самодействующие.

В поршневых компрессорах используют только самодействующие клапаны. Клапаны открываются под действием сил, обусловленных разностью давлений действующих на клапанную пластину (рисунок 1).

Поддержание клапана в открытом положении в процессах всасывания и нагнетания обеспе­чивается вследствие динамического напора, создаваемого потоком пара холодильного агента, проходящего через клапан.

Величина р_откр зависит от упругости клапанной пружины или клапанной пластины, сил инерции покоя клапанной пластины и сил сцепления масляной пленки, покрывающей седло клапана и пластину.

Закрывание клапана и предварительное прижатие клапанной пластины к седлу происходит под действием сил, обусловленных упругостью клапанной пружины или клапанной пластины.

От работы клапанов в значительной мере зависят показатели, характеризующие работу компрессора. На работу клапанов влияют величина р_откр , высота подъема клапанной пластины, проходные сечения каналов и скорости потока в них.

Во всех конструкциях клапанов роль запорного элемента выполняет клапанная пластина. В зависимости от формы клапанной пластины различают клапаны кольцевые (рис. 2), полосовые, дисковые, пятачковые лепестковые. В клапанах с кольцевыми и пятачковыми пластинами закрытие клапанов осуществляется клапанными пружинами, а в клапанах с дисковыми, полосовыми и лепестковыми пластинами — под действием упругости самих клапанных пластин.

На рис. 3 показана конструкция кольцевого и полосового клапанов.

а — полосовой клапан: 1 —седло клапана; 2 — болт; 3 — контровочная шайба; 4 — проставочная пластина; 5 — центровочный штифт; 6 — каналы для прохода пара холодильного агента; 7 — ограничитель подъема клапанной пластины; 8 — клапанная пластина; 9 — каналы для прохода паров холодильного агента;

б — кольцевой клапан: 1 — головка проходного поршня; 2 — болт крепления клапана в головке поршня; 3 — седло всасывающего клапана: 4 и 8 клапанные пластины; 5 — ограничитель подъема клапанной пластины всасывающего клапана; б — корпус цилиндра; 7 — седло нагнетательного клапана; 9 — клапанная пружина; 10 — ограничитель подъема клапанной пластины нагнетательного клапана; // — болт; 12 — корончатая гайка; 13 — буферная пружина; 14 и 15 — каналы для прохода пара холодильного агента; 16 — гайка; 17 — контровочный болт.

Для увеличения проходных сечений каналы клапанов изготовляют комбинированными (рис.4), объединив всасывающий и нагнетательный клапаны в один узел.

\

К клапанам предъявляют следующие требования:

· максимально возможная площадь проходного сечения каналов клапана для уменьшения скорости течения пара холодильного агента и гидравлического сопротивления;

· минимальный перепад давлений, необходимый для открытия клапана, для уменьшения энергетических затрат;

· своевременное закрывание клапана в конце процессов всасывания и нагнетания для предотвращения перетечек пара холодильного агента;

· динамическая и статическая герметичность клапана;

· минимальный мертвый объем;

· высокая прочность и износостойкость.

Среднее значение скорости пара холодильного агента в минимальном проходном сечении клапана не должна превышать 35 м/с. Средняя скорость пара v_cp холодильного агента в любом сечении клапана может быть подсчитана из условия неразрывности струи при движении поршня

где Fn — площадь поршня, м²;

с_т— средняя скорость поршня, м/с;

f_кл- площадь проходного сечения клапана, м².

Гидравлическое сопротивление клапана пропорционально квадрату средней скорости пара холодильного агента.

Кольцевые клапанные пластины изготавливают из легированных хромистых сталей. Полосовые, дисковые и лепестковые пластины штампуют из листовой стали марок У10А или 70С2ХА.

Седла и ограничители подъема клапанной пластины делают из стали марок Ст. 40 или Ст. 45 или чугуна марок СЧ-21-40 или СЧ-24-44.

Дата добавления: 2015-08-28