Условие возникновения стука клапана

Опыты показывают, что с увеличением частоты ходов поршней n клапаны начинают стучать, в результате чего разрушаются поверхности клапана и седла. Условие возникновения стука – предмет ряда исследований теоретического и экспериментального характера.

1. Р а с ч ё т по И. И. К у к о л е в с к о м у

Опытным путём было установлено, что существует некоторая (критическая) скорость посадки клапана, превышение которой приводит к появлению стука. Критическая скорость

м/c.

Приняв приближённо, что в формуле (7.7) , получим условие

м/с

или

мм/с (7.13)

Как показал опыт, для клапанов буровых насосов в зависимости от ширины рабочей поверхности седла можно принимать

мм/с

2. Р а с ч ё т п о Г. Б е р г у

Критерием возникновения стука является высота запаздывания посадки клапана. В опытах над шестью разнотипными клапанами Г. Берг установил, что критическая высота запаздывания составляет некоторую долю a от диаметра клапана d:

.

Используя выражения (7.8) и (7.11), после преобразований получим условие:

, (7.14)

где - критическое значение произведения , называемое границей стука;

B – критерий, определяемый опытным путём для каждого типа клапанов. У клапанов, испытанных Бергом на воде, этот критерий составляет 0, 14 – 0, 27.

При проектировочном расчёте клапана, выбрав его тип с определёнными соотношениями размеров, задаются нагрузкой клапана b или скоростью истечения c, а затем из формул (7.13) и (7.12) или (7.14) определяют диаметр клапана.

Если клапан уже существует, то его можно приспособить к насосу, обеспечивая безударную работу регулированием нагрузки клапана. С этой точки зрения можно допустить любую частоту ходов, однако с увеличением нагрузки увеличивается перепад давления в клапане, что влечёт за собой ухудшение условий всасывания. Поэтому быстроходные поршневые насосы работают только при повышенном давлении всасывания, создаваемом подпорным насосом.

Кроме изложенных методов расчёта клапана на безударную посадку, существуют и другие, которые, однако, не имеют существенных преимуществ. Несмотря на большое количество проведенных исследований, в теории клапанов остаётся ещё много нерешённых вопросов.