Условие возникновения стука клапана

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

1. Расчет по И. И. Куколевскому

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

( )_кр= (0,05¸0,06) м/с.

Приняв приближенно, что в формуле (9.7) pQ_cp/c_ol=h_max, получим условие

h_maxw = 0,05¸0,06 м/c

или

h_maxn=8¸10 мм/с. (9.13)

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

h_maxn = 16¸20 мм/с.

2. Расчет по Г. Бергу

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

h_{о, кр} = ad.

Используя выражения (9.8) и (9.11), после преобразований получим условие:

(Qn)_{к p}=Bb_ol, (9-14)

где (Qn)_{к p} — критическое значение произведения Qn, называемое границей стука; В — критерий, определяемый опытным путем для каждого типа клапанов. У клапанов, испытанных Бергом на воде, этот критерий составляет 0,14—0,27.

При проектировочном расчете клапана, выбрав его тип с определенными соотношениями размеров, задаются нагрузкой клапана b или скоростью истечения с, а затем из формул (9.13) и (9.12) или (9.14) 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 влечет за собой ухудшение условий всасывания. Поэтому быстроходные поршневые насосы работают только при повышенном давлении всасывания, создаваемом вспомогательным подпорным насосом.

Кроме изложенных методов расчета клапана на безударную посадку, существуют и другие, которые, однако, не имеют существенных преимуществ. Несмотря на большое количество проведенных исследований, в теории клапанов остается еще много нерешенных вопросов.