Поворотные заслонки

Шиберы

Краткая характеристика дроссельных регулирующих органов

Дроссельные РО получили наиболее широкое распространение в автоматических системах регулирования, несмотря на то, что иногда экономически более целесообразно применение дозирующих РО.

Шиберы широко применяют для регулирования расходов воздуха и газов при небольших статических давлениях (до 10 кПа)

В шиберах затвор, выполненный в виде полотна 1, перемещается перпендикулярно направлению потока Q (рис. 4.2).. Шиберы устанавливают на трубопроводах, коробах и каналах любой формы сечения, но чаще всего их применяют на трубопроводах и каналах прямоугольного 2 и круглого 3 сечений.

Рис. 4.2. Схемы прямоугольного (а) и круглого (б, в) шиберов

Наибольшее применение имеют шиберы прямоугольного и круглого сечений без вставок с простейшей формой рабочего полотна.

При расчете шиберов определяют усилие F, необходимое для перемещения дроссельного органа. Наибольшее усилие для перемещения шибера требуется в положении минимального открытия

,

где D р – перепад давления на шибере; S – площадь подвижной части шибера, на которую действует перепад давления; P – вес подвижной части; k _тр – коэффициент трения.

Поскольку коэффициент трения значительно возрастает из-за загрязнения опорной поверхности в процессе эксплуатации, мощность привода выбирают с большим запасом.

Поворотные заслонки применяются на трубопроводах круглого и прямоугольного сечения для регулирования расходов воздуха и газов при небольших статических давлениях, в некоторых случаях заслонки применяют для регулирования расходов жидкости и пара.

Изменение проходного сечения заслонки осуществляется путем ее вращения вокруг оси, расположенной перпендикулярно направлению потока.

Преимущество поворотных заслонок перед другими типами РО в том, что в поворотных заслонках затвор в значительной мере разгружен, так как силы, создаваемые давлением среды на обе его половины, частично уравновешиваются, поэтому для поворота затвора нужен ИМ относительно небольшой мощности. Другое преимущество состоит в том, что поворотные заслонки имеют простую конструкцию, небольшие габариты и массу.

По конструкции поворотные заслонки могут быть с одним затвором (однолопастные) или несколькими (многолопастные, типа жалюзи), безупорными и упорными. В безупорных заслонках (рис. 4.3,а) затвор имеет форму окружности и при закрытом проходе находится в вертикальном положении, причем диаметр окружности затвора несколько меньше диаметра прохода в корпусе, поэтому проход полностью не закрывается.

Рис. 4.3. Поворотная заслонка:

а – безупорная; б – упорная

Безупорные заслонки являются только регулирующими. Однако при помощи дополнительных устройств (затвор с различными уплотнительными кольцами, седло с резиновым покрытием) в безупорных заслонках достигается герметичность, при которой они могут быть использованы как запорно-регулирующие.

В упорных заслонках затвор имеет эллиптическую форму и закрывает проход с меньшими зазорами. В закрытом положении в упорной заслонке (рис. 4.3,б) затвор находится под углом j = 10...15° к вертикали. Упорные заслонки могут быть использованы как запорно-регулирующие, но их нельзя применять для работы на загрязненных газах и жидких растворах, из которых могут выделяться твердые частицы.

В положении промежуточного открытия диск заслонки разделяет поток на две неравные части, в результате этого расход среды и скорости потоков через верхнюю и нижнюю щели будут неодинаковы. При этом вследствие разного статического давления среды перед диском (вверху и внизу) на него действует реактивный вращающий момент, стремящийся повернуть его таким образом, чтобы закрыть проход. Для определения вращающего момента (M _вр) можно воспользоваться следующей формулой

,

где а – коэффициент, учитывающий положение диска поворотной заслонки относительно оси трубопровода, зависящий от угла поворота диска a (рис. 4.4); D р – перепад давления на диске; d – диаметр диска.

Рис. 4.4. Зависимость коэффициента а от угла поворота a диска заслонки

Перестановочный момент, который должен создавать ИМ для вращения затвора, определяется реактивным вращающим моментом и моментом сил трения в подшипниках. Ввиду того, что момент сил трения трудно учитывать, обычно значение перестановочного момента выбирают в 2 раза больше реактивного вращающего момента.

В обычных поворотных заслонках, когда диаметр затвора и седла примерно равны диаметру условного прохода, 100%-ная пропускная способность достигается при повороте затвора на 60°.

Дата добавления: 2014-01-03