а hmax (у м)
. (21)
Для нормальних умов всмоктування розрахункову висоту підйому клапана hmax можна визначати з виразу
. (22)
Діаметр тарелі клапана Dk (у м)
, (23)
де m - коефіцієнт витрати, визначається за графіком (рисунок 14); представлений залежністю від безрозмірного параметра ГЂ, рівного відношенню площі вихідного перетину щілини клапана lhp до площі прохідного перетину сідла клапана So (l - довжина щілини); р - щільність розчину , кг/м3; рк - надлишковий тиск рідини під відкритим всмоктувальним клапаном, Па; рк приймають рівним не менше 0,05 МПа, так як клапани бурових насосів не розраховують на самовсмоктування при рівні рідини нижче осі циліндрів насоса.
Для конічного тарельчатого клапана бурового насоса
(24)
Оскільки площа вихідного перетину щілини клапана lhp і параметр ГЂ невідомі, спочатку задаються значенням параметра ГЂ = 0,2-0,3, а потім розрахунок уточнюють за прийнятими розмірами.
Відкритий клапан знаходиться в рівновазі в потоці протікає через нього рідини
pk = GK + Pпр, (25)
де Gк - вага клапана, Н; Pпр - навантаження на пружину при відкритому клапані, Н
Pпр = S0pk-Gk.
Діаметр дроту пружини розраховується за формулою
, (26)
де Dcp-середній діаметр витка пружини, м; i - число робочих витків пружини; G - модуль пружності при зсуві, рівний 8-Ю4 МПа; У - деформація пружини, м (вибирається так, щоб сила стиснення пружини, що діє на закритий клапан, становила 80-85% від сили, що діє на відкритий). Висота підйому клапана зазвичай обмежена до 1,5 hp. Експериментально встановлено, що при діаметрі поршня 130-180 мм висота підйому нагнітального клапана склала 13-28 мм, а всмоктуючого 10-25 мм. Наведений розрахунок є приблизними, тому остаточні розміри клапанів, навантаження на них і висота всмоктування повинні бути перевірені при випробуваннях насосів. p> Необхідна проекція площі опорної поверхні тарелі на площину, перпендикулярну до осі клапана, визначається по допускаються питомою навантаженням, так, щоб у межах DK розміщувалося еластичне ущільнення шириною 15-25 мм. Площа опорної поверхні зіткнення тарелі клапана S0K з сідлом (в м2)
В
Малюнок 14 - Залежність коефіцієнта витрати клапана m від безрозмірного параметра ГЂ
, (27)
де z - число ребер сідла; інші позначення на
малюнку 13.
Сила, що діє на таріль закритого клапана Рк (в Н)
PK = pH pD2/4. (28)
Питома навантаження на опорну поверхню сідла рс (в Н/м2):
рс = Рк/S0К.
Для загартованих опорних поверхонь клапана допускаються питомі навантаження до 80 МН/м2.
Ширина еластичної поверхні ущільнення bу = (0,65-0,8) bк (див. малюнок 13). У насосах високого тиску клапан одночасно повинен сідати своєї плоскою частиною на ребра сідла. У клапанах еластичний елемент прагнуть ви...
