РАСЧЕТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА
Предохранительные клапаны должны быть рассчитаны и отрегулированы таким образом, чтобы в котлах с рабочим давлением от 7 до 13 ати давление, при котором клапаны должны открываться, было на 0,3 am больше рабочего давления для рабочих клапанов и на 0,2 am для контрольных, а в котлах с рабочим давлением от 13 до 100 ати контрольный клапан должен быть отрегулирован на открытие при повышении давления на 3% сверх рабочего, остальные же клапаны — на 5°/0 сверх рабочего.
При проектировании предохранительных клапанов для новых котлов размеры их определяются по следующей формуле:
ndh — А—^ сла, (217)
Рк + 1
где п — число установленных клапанов;
d — внутренний диаметр тарелки клапана в см;
h — высота подъема клапана в см;
D — часовая паропроизводительность котла в кг/час при номинальной нагрузке;
рк — давление пара в котле в tczjcM2.
Значение коэфициента А применяется для клапанов с малой высотой подъема при
(й< -^■d'j А= 0,0075, для клапанов полноподъемных при
(h>^d^ А= 0,015.
В число клапанов п входит контрольный и все рабочие клапаны.
Диаметры всех клапанов должны быть одинаковыми. Диаметр прохода предохранительных клапанов должен быть не менее 25 и не более 125 мм.
Все пружинные клапаны рассчитываются как малоподъемные.
Примечание. Для котлов с рабочим давлением более 40 кг/смй допускается с разрешения органов инспекции Котлонадзора устанавливать предохранительные клапаны с меиьшим размером прохода, но не менее 15 мм.
Расчет предохранительного клапана сводится к определению диаметра предохранительного клапана, высоты его подъема и подбора соответствующей пружины или рычага и груза.
Для примера приведем расчет предохранительного клапана котла сельскохозяйственного локомобиля П-25 при D = 265 кг/час и рк — 13 ати.
Ввиду небольших размеров котла примем п = 2. Для передвижного локомобиля клапаны должны быть пружинными и малоподъемными, т. е.
h = ~ и А = 0,0075.
[ (Рк + 1) У 2 (10+1) Так как полученная величина d оказалась меньше допускаемой Правилами Котлонадзора, то диаметр клапана придется выбрать, исходя из условий конструирования и унификации. Для локомобиля П-25 был принят предохранительный клапан диаметром d — 40 мм. Один клапан должен быть контрольным, другой — рабочим. Контрольный клапан должен открываться при давлении р = 1,03р* = 1,03-13 = 13,39 = 13,4 кг)см*. Примем, что при поднятом клапане давление в котле будет на 0,2 am выше, чем в момент открытия: Ртах = Р + 0>2 = 13,4 -)- 0,2 = 13,6 кг/см*. Сила давления пара на клапан при давлении в котле р кг/см* будет П 1 О А *>42 і СО А Р = р— = 13,4— = 168,4 кг, |
а при максимальном давлении n *d2 і о с ж4а,,, * max — pmvk ~Т~ — 1356 - т - — 171 KZ. |
Определим величину подъема клапана при условии, что пар в количестве номинальной производительности должен вытекать через один контрольный клапан. Это возможно, потому что клапан имеет значительно большее сечение, чем требуется. Если размеры клапана выбраны по производительности котла, то необходимо ввести в расчет все клапаны котла.
Количество пара, вытекающего из клапана в 1 сек., находится по уравнению
Q = 0,0467hdp°& кгIсек, (220)
где все обозначения те же, что и в формуле (217).
Вес пара, выпускаемого через предохранительный клапан, подсчитываем по выражению
Q = п -3600 = Г73600 = 0,0736 ^До-
Число рабочих витков пружины определится из уравнения ее прогиба
._JdnPG (222)
*DlpP'
где /—прогиб всей пружины в см;
G — модуль упругости при сдвиге в кг/смъ.
В нашем примере деформация пружины А/, равная величине подъема клапана h, получается за счет увеличения усилия на клапан с Р ДО Ртах. Тогда уравнение (222) перепишем и после подстановок получим количество рабочих витков пружины.
Принимаем, что G = 750 000 кг/см2.
_ hdinpO 0,031-0,84-750000 71С_7С
8 43(171-168,4) ’
Предварительную затяжку пружины находим, преобразуя формулу (222) и подставляя соответствующие данные: [17]