Литература -->  Катафорез - движение частиц 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 [ 47 ] 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152

клапан. Площадь / сечения свободного прохода клапана определяется из уравнения:

J F Стах

где F-площадь порЩня, c-его максимальная скорость, vax-наибольшая допустимая скорость двилсения пара. Для цилиндра высокого давления скорость гяжПара, при проходе через впускной К. берется 35-г55 м/ск, а для выпускного К. от 30 до 48 jh/ck; для цилиндра низкого давления со ответственно равняется 40Ч-65л1/ск и 35-55 м/ск. При двух седлах К. половина количества пара проходит внутри К. и половина количества пара снаружи К.; поэтому диаметр d определяется из уравнения:


Фиг. 27.

высота h подъема К. с плоским седлом определяется из ур-ия:

где d-внутренний диаметр верхнего седла. Для К. с коническ. седлом, как выше указывалось, высота подъема д. б. соответственно изменена. Законы движения К. паровых ма-Щин и закон изменения скоростей пара зависят от конструкции распределительных механизмов (см. Распределение и Парораспределение).

К. двигателей внутреннего сгорания, слу-лсащие для впуска свежего воздуха или рабочей смеси в цилиндр двигателя и для вьшу-



Фиг. 28.

ска отработавших газов, выполняются тарельчатого типа с плоским или копич. седлом и приводятся в движение распредели-

тельным механизмом. Во время работы двигателя К. подвергаются сильному нагреву. Поэтому для стационарных двигателей (газовых и дизелей больших мощностей) тарелка К. выполняется из чугуна как исключительно стойкого против нагрева материала. Для двигателей небольших мощностей, работающих на жидком топливе, К.выполня-ются из литой стали за одно целое со шпинделем (стержнем клапана). Для авиационных и автомобильных двигателей К. выковываются из специальных сортов сталей, а именно: вольфрамовой-с содержанием 14% вольфрама и 0,6% углерода, хромовой-с содержанием 7-13% хрома и 0,35-0,6% углерода, никелевой - с содержанием 3 % никеля и хромони-келевой-с содержанием от 3 до 3,4 % никеля и от 0,32 до 0,39% углерода. В К., таре.чка которых выполнена из чугуна, особое внимание нужно обращать на соединение тарелки К. с его шпинделем. Хорошие результаты в работе дает навинчивание тарелки в нагретом состоянии на шпиндель, который расчеканивают или дополнительно закрепляют посредством расклепанного штифта. Для возможного охлаждения К., в особенности выпускного, к-рый находится под действием раскаленных выхлопных газов, применяют или охлаждение водою его стакана, к-рый имеет в этом случае водяную рубашку а (фиг. 28), или же стержень К. выполняется трубчатой формы, и в него вставляется трубка, по к-рой подводится охлаждающая вода к полой головке клапана (фиг. 29). Из К. вода отводится по кольцевому пространству между вставленной трубкой и стержнем. Охлаждающая вода подводится по телескопическим трубкам. Седло К. для достижения герметичности пришлифовывается (притирается). Стакан К. часто выполняют соединенным посредством ребер а (фиг. 30) с нажимньпй кольцом, прижимающим седло К.; ребра нужно располагать так, чтобы они не мешали проходу газа. Стакан выпускного К. ставится в головку цилиндра с зазором в верхней части от 0,1 до 0,4 jvijvi во избелеание появления опасных термич. напряжений при нагревании стакана. Шпиндель клапана в газовых двигателях, в противоположность дизелям, пришлифовывается; кроме того иногда он снабжается лабиринтными канавками. Снаружи выпускные К. уплотняются сальниками. Седла К. в виду малого размера не имеют специального охлаждения, и обычно приходится ограничиваться охлаждением стакана. Для умень-


Фиг. 30.




Фиг. 31.

шения нагрева выпускного К. з-д Този строит двигатели о двумя управляемыми от общего привода К., причем оба К. слулоат как для впуска, так и для выпуска; для этого предусмотрена специальная заслонка, соединяющая оба К. поочередно с всасывающей и выпускной трубой. Т. к. в этой конструкции оба К. служат для впуска и для выпуска, то для проходящего потока газа используется сумма сечений клапанов, что улучщает наполнение цилиндров; кроме того проходящий поток воздуха охлаладает клапаны и их седла.

Особое внимание необходимо обращать на охлаждение К. авиационных, автомобильных и мотоциклетных двигателей с воздушным охлаждением. Для хорошего охлаждения этих К. надлежит головки цилиндров выполнять из материалов, отличающихся большой теплопроводностью, например из сплавов алюминия, и снабжать их охла-недающими ребрами. Правильное конструктивное выполнение головки цилиндра двигателя с достаточно развитым воздушным охлаждением изображено на фиг. 31. Необходимо стремиться к тому, чтобы охлаждающий воздух непосредственно подводился к охлаждаемым частям. Расстояние между охлаждающими ребрами и толщина их зависят от материала, из к-рого изготовлены головки цилиндров; для чугунных и алюминиевых головок ребра изготовляются длиною 25 мм, толщиною у основания 3 мм, по периферии толщиною 1,5 мм, при расстоянии между ребрами в 10 мм. Для хорошего охлаждения К. необходимо на калодую эффективную силу иметь от 260 до 330 см поверхности охлаждения при алюминиевых головках цилиндра, при чугунных и стальных головках эту величину увеличивают до двойного значения. В последнее время для лучшего охлаждения К. авиационных двигателей применяют конструкцию К. с высверленным стержнем и заполнением отверстия различными солями, которые и отводят тепло от головки К. В новейшей модели 9-цилиндрового авиацион. двигателя Дизеля завода Паккард, мощностью в 250 ЬР, с звездообразным расположением цилиндров, каждый из цилиндров имеет один большой К. а (фиг. 32), к-рый слулит как для всасывания свеж;его воздуха, так и для выпуска сгоревших газов. Воздух поступает через капал б непосредственно к К. и интенсивно охлаждает как самый К., так и всю головку в цилиндра. Топливо подается через форсунку г.

Расчет К. двигателей внутреннего сгорания. По величине свободного


Фиг. 32.

прохода f см, высота подъема h см (фиг. 33) определяется из следующего уравнения:

/ = (d -dl) J = ndh cos P I ,

где d - диаметр седла в см; do - диаметр шпинделя в см; -угол наклона образующей конуса седла; F-площадь поршня в см\ причем при двигателях двойного действия площадь поршня F нул:но уменьшить па площадь поперечного сечения штока; с-средн. скорость поршня, равная м{ск,

при ходе поршня s в м; v- средняя скорость noTOica газа, которая принимается в 25-30 ж/с7с для впускного и выпускного К. малых двигателей, 45 - 50 MfcK для впускного клапана больших двигателей, 50-60 м/ск для выпускного К. больших двигателей. Для бензиновых моторов величина v допускается до 80 м/ск. Для уменьшения действия сил инерции величину подъема h обычно выполняют равной d : 6. Толщина Sq тарелки К. определяется приблизительно по формуле:


где р-давление горениям30 atm у газовых двигателей и 40 atm у дизелей; /с-допускаемое напрянение, для чугуна 200 кг/см, для стали-до 400 кг]см. Диаметр do (в см) шпинделя определяется по ф-ле:

do= Q + 0,2.

Размеры площади седла К. рассчитывают по допускаемому давлению на смятие по ф-ле:

d =d

где d и d-наружный й внутренний диаметры седла в см, р-давление горения, р- допускаемое давление на седло; при малых размерах К. РоЮО кг/см , при больших размерах К. 200 кг/см.

К. специального назначения. Предохранительный К. Назначение его-открыть выпуск газа, пара или жидкости при превышении в установке нормального давления. Этот клапан прижи-



Фиг. 34.

Фиг. 35.

мается к седлу или посредством груза или пружиной (фиг.34 и 35).Преимуществом клапана с грузом является независимость нагрузки от подъема К., но этот тип предохранительного К. можно ставить только на стационарных установках; для морских котлов и паровозов необходимо ставить предохранительный К. с прулсиной. Д. б. предусмо-



трены меры для предотвращения произвольного изменения нагрузки (пломбирование, специальные замки). Необходимо ставить два предохранительных К., независимо действующих. Минимальная площадь свободного сечения предохранительного К. определяется из формулы:

4,74Н

V РУ

смг


Фиг. 36.

где Н-площадь нагрева котла в м, р-рабочее давление в atm и у - объемный вес пара при давлении р atm в кг/м. Недостатком конструкций, изображенных на фиг. 34 и 35, яв.71яется то обстоятельство, что благодаря истечению пара давление на тарелку уменьщается и тарелка К. открывается лишь незначительно. Только при последующем увеличении давления в котле увеличивается подъем К., так что эти предохранительные К. скорее служат сигналами и не всегда предохраняют от опасного повышения давления. В этом отношении более совершенными являются конструкции, обеспечивающие полное открытие предохранительных К. (полный подъем). Примером такой конструкции является изобралсенный на фиг. 36 предохранительный клапан системы Гюбнера: под тарелку К. подведена специальная труба а, проведенная из такого места котла, в к-ром на давление пара не оказывает влияния его истечение, так что тарелка К. находится все время под полным давлением. К. с полным подъемом выполняют относительно меньшего поперечного сечения.

Редукционные К. служат для изменения давления рабочего тела в трубопроводе на более низкое. Один из типов редукционного К. изображен на фиг. 37. Кла-ппн а состоит из 2 тарелок, которые связаны с поршнем б; на поршень действует груз е. Клапан остается открытым до тех пор, пока давление пара на поршень не уравновесит давления груза. При увеличении давления пара в полости г поршень передвигается кверху, и свободный проход К. прикрывается. Действие груза м. б. заменено давлением пружины. Т. к. поршень благодаря силе трения или загрязненному пару может заесть, то более соверщенной является конструкция редукционного К. с


Фиг. 37.

мембраной (фиг. 38), выполняемой при горячем рабочем теле (пар) из металла, при холодном (воздух)-из резины или кожп Под действием пружины К. а будет открыт до тех нор, пока давление в полости б не повысится и мембрана в под влиянием увеличившегося давления не выгнется кверху и не прикроет К.

К. обратный, или питательный, имеет назначение допускать движение жидкости, газа или пара в одном направлении и не допускать двилсения в обратном на-



Фиг. 38.

Фиг. 39.

правлении. Примером может служить приемный К. насоса (фиг. 39); при работе насоса резиновый или кожаный К. а находится в поднятом состоянии, а при остановке насоса К. садится на седло и предотвращает обратный выход воды из всасывающей трубы, благодаря чему облегчается всасывание лсидко-сти при начале последующей работы насоса. Конструкция питательного клапана котла изображена на фиг. 40.

К. быстрозапирающиеся слу-неат для быстрого прекращения доступа рабочего тела в трубопровод или к машине в случае угрожающей опасности. На фиг.41 представлена конструкция такого К. для паровой турбины


Фиг. 40.


Фиг. 41.

завода AEG. Шпиндель а клапана б имеет левую резьбу и при вращении рукоятки в по часовой стрелке открывает К., преодолевая давление пара. К. будет открыт до тех



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 [ 47 ] 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152