книги / Трубопроводная арматура

<о

со

со

П р и м е ч а н и я 1 При наличии в крышке верхнего уплотнения сальника следует вычислить усилие на шпинделе, необходимое для плот­

ного перекрытия сальника.

2 Р' — перепад давлений на клапане.

Таблица 5.2 Формулы для определения необходимого удельного давления

____________ на уплотняющих кольцах затворов____________

П р и м е ч а н и е - При Р, >50,0 МПа принимать <р = 1,4, у = 0,4.

6

ГЛАВА СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ЗАДВИЖЕК

6.1 Условия работы задвижек

По расположению уплотняющих колец задвижки можно разделить на следующие две группы [23,24,28,80].

1.Клиновые задвижки, уплотняющие кольца которых расположены под углом и образуют клин. К этому типу относятся как задвижки с цельным клином, так и с клином, образованным двумя дисками.

2.Параллельные задвижки, уплотняющие кольца которых расположены параллельно друг другу.

Величина угла при вершине клина оказывает важное влияние на эксплуатационные свойства задвижек. При малых углах уменьшается величина усилия, необходимого для закрытия задвижки, но при этом увеличивается вероятность заклинивания клина в корпусе при деформациях трубопровода, вызываемых колебаниями температуры.

Обычно при tpa6 < 120 °С применяют клинья с уклоном 1:20

(Ф = 2°52'), anpHtpa6> 120° С — с уклоном 1:12 (ф =5°).

Для того чтобы клин не защемлялся в корпусе, необходимо, чтобы он не был самотормозящим, что выполнимо при условии:

Для задвижек с углом ф = 2°52Чдф = 0,05, для задвижек с утлом ф= 5° 1дф1^0,09. В реальных условиях эксплуатации клиновых задвижек коэффициент трения больше указанных величин; поэтому клиновые задвижки обычно работают в условиях самоторможения клина.

В параллельных задвижках угол распорного клина имеет величину порядка ф = 20е. При таких значениях ф можно обеспечить отсутствие самоторможения клина (при хорошей чистоте поверхностей клина и дисков).

198

При силовых расчетах задвижек следует учитывать условия, в которых создается плотное перекрытие среды задвижкой. Рассмотрим основные виды уплотнений.

При одност ороннем самоуплотнении удельное давление на уплотняющих кольцах, необходимое для обеспечения плотности, создается давлением среды, действующим на диск. Для этого должно быть выдержано условие Оср > Оу, т. е. усилие, создаваемое давлением среды на клин или диск, должно быть больше усилия, необходимого для обеспечения плотности,

Для обеспечения плотного перекрытия задвижки на уплотняющих кольцах должны быть созданы удельные давления по величине не меньше qy, т.е. должно быть выдержано условие qK> qy,

где qK—удельное давление, фактически действующее на уплотняющих поверхностях колец; qy—удельное давление, необходимое для обеспечения плотности.

Если задвижка работает в условиях самоуплотнения и уплотняющие кольца клина корпуса соприкасаются на полную ширину наиболее узкого из колец, то:

При давлении ниже указанного плотность задвижки не будет обеспечена. Таким образом, в задвижках при одностороннем самоуплотнении плотность обеспечивается лишь, начиная с определенной величины давления и выше; ниже этого давления плотность задвижки не гарантируется.

Для ориентировочного определения условий, при которых возможно самоуплотнение задвижек, приведен график на рис. 6.1.

В этом случае полости корпуса и крышки заполнены средой даже при закрытой задвижке. Конструкция задвижек, предназначенных для работы в таких условиях, иногда не предусматривает разжимающих элементов для дисков в параллельных задвижках (клин, винт, кулачки и т. д.), вследствие чего между уплотняющими кольцами диска и корпуса сохраняется зазор со стороны входа среды.

199

Если такая задвижка перекрыта в трубопроводе с неподвижной средой, то независимо от величины давления в трубопроводе плотность перекрытия ее не будет обеспечена до начала движения среды. При этом части трубопровода не будут разобщены до тех пор, пока не начнется движение среды через задвижку и пока расход среды не достигнет величины, создающей перепад давлений, при котором возникнет усилие, достаточное для перемещения диска к кольцу корпуса и плотного прижатия его.

Рис. 6.1. Диаграмма давлений среды, обеспечивающих самоуплотнение задвижек:

1—для задвижек со стальными уплотняющими кольцами; 2 —для задвижек с латунными кольцами

Во избежание такого недостатка задвижки, даже предназначенные для работы в условиях самоуплотнения, очень часто снабжаются распорным устройством, которое в данном случае служит, в основном, для сближения уплотняющих колец диска и корпуса до их соприкосновения.

Управление задвижками, работающими в условиях самоуплотнения, может производиться с фиксацией достигнутого положения диска в закрытой задвижке — путем применения концевых выключателей.

При одностороннем уплотнении с поджатием задвижка работает тогда, когда давление среды не обеспечивает условий, необходимых для

самоуплотнения, т. е. когда Qp < Qy; усилие, создаваемое давлением

200