Приложение В (справочное). Принципиальные схемы работы некоторых конструкций ПК

Приложение В
(справочное)

Принципиальные схемы
работы некоторых конструкций ПК

В.1 Принципиальные схемы работы некоторых распространенных конструкций ПК, которые нужно учитывать при выборе и расчете пропускной способности, приведены на рисунках В.1-В.3.

В.2 Схема действия давлений и усилий в неразгруженном клапане приведена на рисунке В.1.

Неразгруженный ПК - это двухпозиционный клапан прямого действия с пружинным механизмом. Функционирование клапана основано на равновесии сил. Нагрузка от пружины предварительно установлена таким образом, чтобы уравновесить силу, приложенную к закрытому золотнику давлением среды в системе или резервуаре (входном патрубке клапана), равным давлению начала открытия клапана. При приближении давления системы к давлению начала открытия результирующее усилие между золотником и патрубком приближается к нулю. Если давление до клапана ниже заданного, затвор закрыт. Если давление до клапана выше заданного, сила давления на золотник превышает силу пружины и клапан открывается. При уменьшении давления до давления закрытия клапан закрывается. При действии статического противодавления на выходе клапана сила давления, воздействующая на золотник, является дополнительной к силе пружины.

Эта дополнительная сила увеличивает давление, при котором будет происходить открытие неразгруженного клапана. Если воздействие статического противодавления является переменным, то давление, при котором будет происходить открытие, будет изменяться.

В.3 Разгруженный ПК - это клапан, в котором конструктивно, с помощью сильфона либо других (специальных) средств разгрузки золотника, уменьшается воздействие противодавления на его эксплуатационные характеристики. Схема действия давлений и усилий в клапане приведена на рисунке В.2.

1) Клапан с разгрузочным сильфоном (рисунок В.2а)

В клапане сильфон крепят к золотнику. Вследствие больших допусков на геометрические размеры сильфонов в процессе изготовления, а также для обеспечения гарантии того, что противодавление не будет увеличивать давление открытия клапана, эффективная площадь сильфона F_эф должна быть не менее площади седла F (F  F_эф). При этом, при увеличении противодавления давление открытия будет оставаться неизменным или снижаться. В случае понижения давления открытия клапана, вызванного противодавлением, давление закрытия также будет снижаться, что приведет к более длительному выпуску среды.

Внутренняя область сильфона (рисунок В.2а) должна быть связана с атмосферным давлением для обеспечения надлежащей работы сильфона. При расположении клапана в местах, где выпуск в атмосферу представляет опасность или не разрешен по законодательству, выпуск воздуха должен проводиться в безопасное место, где отсутствует противодавление, которое может воздействовать на давление открытия клапана.

2) Клапан с золотником и поршнем (рисунок В.2б)

К другим средствам разгрузки золотника от противодавления можно отнести золотник с поршнем (рисунок 1б). Эта конструкция работает аналогично конструкции с разгрузочным сильфоном.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо слов "рисунок 1б" следует читать "рисунок В.2б"

В.4 Импульсно-предохранительное устройство

ИПУ состоит из главного клапана, который обычно имеет неразгруженный золотник, и внешнего ИПК. Пример ИПУ приведен на рисунке В.3. У золотника ГПК надзолотниковая полость имеет большую площадь, чем подзолотниковая. До достижения давления настройки верхняя и нижняя полости находятся под одинаковым рабочим давлением. Так как верхняя полость золотника имеет большую площадь, равнодействующая сила плотно удерживает золотник на седле. При повышении давления равнодействующая сила увеличивается и сильнее прижимает золотник. Данное свойство позволяет использовать большинство ИПК при более высоком максимально ожидаемом рабочем давлении, чем указано в 5.3. При давлении начала открытия ИПК повышает давление в нижней полости (либо сбрасывает давление из верхней полости) золотника, равнодействующая сила теперь направлена вверх и золотник ГПК поднимается. При понижении давления ИПК закрывает выпуск из надзолотниковой (подзолотниковой) полости, тем самым восстанавливая давление, а равнодействующая сила возвращает золотник ГПК на седло.

F - площадь седла; F_зоп - площадь золотника; F_порш - площадь верхней части поршня; F_сил - эффективная площадь сильфона; Р_н - давление настройки ПК; Р_п - противодавление; f_пр - усилие пружины

Рисунок В.1 - Статические давления в типовом неразгруженном двухпозиционном ПК

Рисунок В.2 - Статические давления в типовом разгруженном двухпозиционном ПК

Рисунок В.3 - Импульсно-предохранительное устройство