| Предыдущий параграф | |||||||||||
8.1.2. Дроссельные системы
Дроссельная система является сердцем клапана, причем ее свойства оказывают огромное влияние на поведение всей арматуры. Именно поэтому следует с особенной тщательностью выбирать тип дроссельной системы, прежде всего, принимая во внимание:
- максимальное значение перепада давления на клапане
- требуемое расходное количество и расходную характеристику
- максимальную допустимую неплотность
- требуемое регулирующее отношение
- вид и чистоту среды
- рабочую температуру
Вместе с повышением рабочих параметров энергетического оборудования и требований, предъявляемых к регулирующему клапану, разрабатывалась и дроссельная система.
Первые клапаны работали с фасонным конусом (рис. 8.1.2.1). Преимуществом было простое производство, расходная характеристика определялась формой искривления боков конуса. Максимальное значение Кv определенно диаметром седла, независимо от типа характеристики. Недостатком этого типа конуса является склонность к кавитации и из этого выплывающая способность обрабатывать только относительно низкие перепады давления, максимально 3 МПа (30 бар). Этот недостаток решается использованием высококачественных материалов, далее при помощи наплавок уплотняющих поверхностей слоем твердого сплава, a также выбором многоступенчатых конусов. Однако здесь уже идет речь о довольно сложном производстве деталей. Для фасонного конуса требуется также следующая направляющая под конусом, которая способна улавливать боковые силы, возникающие в результате динамического действия протекающей среды.
Рис. 8.1.2.1. Фасонный конус
В связи с вышесказанным начали применять цилиндрические конусы с вырезами (см. гл.6, рис. 6.2.2.2.1, рис. 6.2.2.2.3). Речь идет опять о довольно простой детали с точки зрения производства. Форма расходной характеристики определенна формой вырезов, Кv значение их шириной. Преимущество этого типа конуса состоит в том, что он направляется по всему ходу седлом.
Следующим простым типом с точки зрения производства, используемым в двухседельной арматуре, является так называемый поршневой конус. Речь идет о двух поршнях, размещенных на общей тяге, которые при движении постепенно открывают требующееся живое сечение в регулирующей втулке. К преимуществам относится довольно простое изготовление и низкие осевые усилия, действующие на тягу клапана. Недостатком является низкий перепад давления и значительная неплотность, которой отличается вся двухседельная арматура классической концепции.
Рис.8.1.2.2. Цилиндрический перфорированный конус
С целью достижения высокой плотности в седле и повышения долговечности регулирующего органа со временем постепенно перешли на цилиндрические перфорированные конусы (рис. 8.1.2.2). Проточная поверхность образована системой небольших отверстий, которые просверленны по периметру цилиндрической части конуса. Расположение отверстий подобрано по возможности таким образом, чтобы отдельные потоки среды внутри конуса взаимно сталкивались и элиминировали действия кинетической энергии. По этой причине форма течения среды “над седлом”, значит среда протекает по направлению внутрь в цилиндр конуса.
Преимуществом такого типа дроссельной системы является способность перерабатывать высшие перепады давления без кавитации и возникновения шума. К преимуществам можно отнести также и относительно простое производство. Недостатком является то, что лимитирующая проточная поверхность образована суммой поверхностей отверстий в цилиндрической рубашке конуса, что не позволяет достичь одинаковых максимальных значений Kv для всех типов характеристик в клапанах с одинаковым диаметром седла.
Следующим шагом являются многоступенчатые дроссельные системы, образованные несколькими фасонными конусами, последовательно включенными друг за другом (рис. 8.1.2.3), или комбинацией цилиндрического перфорированного конуса с многоступенчатой регулирующей втулкой общего с конусом типа. Примером такой дроссельной системы служит конус и регулирующая втулка, использованные в клапане RV 501 или RV 805 (см. рис.8.1.2.4). Эта четырехступенчатая система позволяет перерабатывать перепады давления до 20 МПа (200 бар).
Рис. 8.1.2.3. Многоступенчатая дроссельная система с последовательным включением фасонных конусов
Рис. 8.1.2.4. Многоступенчатые дроссельные системы, примененные в клапанах RV501 - RV806
Для самых тяжелых рабочих условий используется лабиринтная дроссельная система, образованная плунжерным конусом, который при своем ходе постепенно открывает отверстия в специальной регулирующей втулке (рис. 8.1.2.5). Последняя образована рядом сосредоточенных, вставленных друг в друга втулок с регулирующими отверстиями. Требующиеся расходные характеристики достигаются посредством подходящей комбинации отдельных втулок. Фирма LDM применяет этот тип дроссельного органа в запускающих клапанах типа G92.
Рис. 8.1.2.5. Лабиринтная дроссельная система
Исполнение по материалу дроссельных систем в последнее время решено следующим образом:
- низкая температура, в достаточной мере чистая среда уплотняющие поверхности снабжены уплотнительным материалом так называемое мягкое седло. Фирма LDM применяет в этом случае PTFE-кольца, вставленные в поверхность седла
- высшая температура, средняя степень загрязнения уплотнительные поверхности из базового материала, конус седлом после достижения требующейся плотности следует притереть
- высокая температура, высокие перепады давления в таком случае уплотнительная поверхность снабжена наплавкой твердого сплава (реал, стелит).
| Предыдущий параграф | |||||||||||
