5 Д-ріс. К-лемдік сораптар


5 Дәріс.
Көлемдік сораптар
5.1 Көлемдік сораптардың құрылысы және жұмысы
Көлемдік сораптардың жұмыс істеу принципі – сұйық ортасы айнымалы түрде корпустың ішіне толтырылып, одан ығыстырылып шығарылып тұрады. Жұмыс бөлшектері – поршень, плунжер, диафрагма (9-сурет). Бұлардын қатарына роторлық сораптарда жатады. Жұмыс корпусы сұйықтың кіретін және шығатын жерімен байланысты болғандықтан, олар сору және айдау клапандарымен жабдықталған жұмыс бөлшектерінің қозғалуына байланысты қорапшаның көлемі ең кіші көлемнен Vк үлкен көлемге өзгеріп тұрады Vs + Vк , мұнда Vs - S ұзындығындағы бір жүрістің көлемі. Көлемнің ұлғаюына байланысты қорапша ішіндегі қысым азаяды. Сондықтан сұйық ауа қысымының күшімен құбыр арқылы көтеріліп сору клапанды аштырады да қорапшаны толтырады. Бұл кезде жабық болған айдау клапаны корпусты үлкен қысым аймағынан немесе құбырдан оқшаулайды (изолируют). Жұмыс бөлшегінің итеру жүрісінде жұмыс корпусының ішінде үлкен қысым пайда болады, ол қысым айдайтын құбырдағы қысымнан асып түседі. Динамикалық сораптарға қарағанда көлемді сораптар өзі соруға қабылеті бар. Дегенмен, абсолюттік саңылаусыздық туғызғанмен клапан бөлімдері болатын вакуум жеткіліксіз болады, сондықтан сұйықтық кіретін бөлімін сумен немесе басқа сұйықтықпен толтыру қажет. Сорапты іске қоспастан бұрын оны сұйық пен
толтыру құрғақ үйкелістен сақтайды.
Жазықтықта орналасуы бойынша көлденең сораптар - көлденең және тік болып бөлінеді. Жұмыс бөлшектерінің құрылымына байланысты былай бөлінеді: 1) поршендік - поршенмен нығыздалған өте жақсы өңделген цилиндрдің ішке беті арқылы байланысты;2) плунжерлік - жылтыратып жасалған плунжер, нығыздау бөлімі гидравликалық қорапша мен плунжер арасындағы тиетін беттері ұзындау болып келетін саңлаулы буын;3) диафрагмалы – серпімді диафрагмалы механикалық түрде және гидравликалық күшпен қозғалысқа келеді. Гидравликалықта диафрагма аралық қатынас міндетін атқарады, яғни тасымалдайтын сұйықты қорапша ішіндегі үйкеліс тетіктерін жуып тұратын сұйықтан бөліп тұрады.
Мұнай-газ өндірісінде және ұңғыларды бұрғылау кезінде көп жағдайда поршендік және плунжерлік сораптарды пайдаланады. Поршень мен плунжер санына байланысты бір, екі, үш және көп поршенді немесе көп плунжерді деп, ал жазықтықтағы жұмыс бөлшектерінін саны және орналасуы бойынша бір, екі және көп қатарлы деп бөлінеді. Поршень мен плунжердін саны аз болған сайын, онын схемасы оңай болып, ауыстырмалы бөлшектері де аз болады. Бұл жағдай бізге тез желініп тез тозатын ортада керек екенін көрсетеді. Егер біз сораптың көп қатарларлысын қолдансақ онда сұйық ағынын көбейтуге және сұйықтың бір қалыпты қозғалысын туғызуға мүмкіндік аламыз. Сорап құрылымының маңызды белгісі – жұмыс бөлшегігінің екі жүріс ішіндегі айдау мен сору тактісінің саны:
- Сораптың біржақты әсерінде жұмыс бөлшегі бір рет сору мен бір рет айдау жұмысын атқарады. Бұл кезде сорап қорапшасының көлемі Vs=FS болады. Мұнда F пен S ауданмен поршеннің (плунжердің) жүру ұзындығы.(9.а-сурет).
- Екіжақты сораптың әсерінде сұйық екі рет сорылып екі рет айдалынады Vs=FS+( F-f)S=(2F-f)S, мұндағы f - плунжердің көлденең қимасынын ауданы(9.б,ж,з және и-суреттерде).
- Диферинциалды сорапта сұйық бір рет сорылады да Vs=FS, екі порциямен айдалынады Vs=(F-f)S+ +fS
S пен F тең болған жағдайда Vs мәні екіжақты сорапта, басқа сораптарға қарағанда көп болады, сондықтан мұндай сораптар қысымы көп емес ортада көп қолданылады. Қысымның көбеюіне байланысты шток пен поршеннің ауданына күш көп түседі, сондықтан F-f айырмасы азаяды. Диферинциалды сорапта көлем Vs біржақты сорап сияқты көлемі бірдей болып келгенмен, сұйық ағыны айдайтын құбырда бір қалыпты және қысымның әсері екі жақты болғандықтан штокка түсетін күш аз болып келеді. Мысалы болса, онда штокка түсетін күш қозғалымының бағытына қарамастан бірдей болады. Сондықтан мұндай сораптың құңдылығын бағалаймыз. Диферинциялдық сораптардың кемшілігі – нығыздаулардын күрделілігі, ағын қамтымайтын шток қорапшасы. Бұл қорапшаларда құм т.б. заттар жиналады. Дегенмен, ұңғыға арналған диферинциялдық плунжерлік сорап үнемді болып табылады.

9-сурет.Қайталап - ілгерлемелі сораптардың гидравликалық бөлімінің сұлбалары
а) бір жақты поршенді; б,в) бір жақты плунжерлі; г)плунжер қорапша немесе саңылаумен жалғасқан сорап; д-механикалық-диафрагмалы ,е-гидравликалық диафрагмалы; ж,з,и) екі жақты поршенді;
Қайталап ілгерлемелі сорап гидравликалық және жетекті бөлімнен тұрады. Кривошипті және тік жұмыс жасау сораптардың гидравликалық бөлігі бірдей және бір-бірімен ауыстыруға болады. Жетек бөліміне – крейцкопф, шатун, тісті берілістер мен біліктер жатады. Гидравликалық бөлімге мыналар жатады: бөлшектердің корпустары, нығыздаулары бар және механизмдармен бекітілген цилиндрлік втулкалар; поршендер, плунжерлер, штоктар; плунжерлердің және штоктардың нығыздаулары; клапандар, пневмокомпенсаторлар, сақтандыру клапандары. Корпусты бөлшектерге жататындар: гидравликалық бөліктің корпусы, қабылдау қорапшасы және айдау клапаны. Қысымға, температураға және айдалынатын сұйықтықтың тот басу қасиетіне байланысты, корпусты шойыннан немесе құйылған болаттан жасайды.
5.2 Сору және айдау клапандары
Қазіргі кездегі қайталап-ілгерлемелі сораптардың клапандары өз бетімен жұмыс жасайды. Олар сұйықтықтың қысымының өзгеруіне байланысты ашылып жабылады. Кинематикаға байланысты клапандар: лақтыратын (откидные), дөңгелек, көтерілетін болып бөлінеді. Лақтыратын клапандар қысымы төмен сораптарда пайдаланылады. Дөңгелек клапандар қою және ластанған заттарды айдауға арналған ақырын жүретін сораптарда пайдаланылады. Олар өте ыңғайлы болғандықтан, ұңғы сораптарда қолданады. Үлкен сораптарда көтерілетін клапандар кеңінен тараған, олар саламақты және пружиналы болуы мүмкін. Айдаланылатын сұйықтықтың температурасымен тот басу қасиеті жоғары болғанда салмақты клапандарды қолданады, барлық басқа жағдайларда пружиналы клапандар қояды. Сору және айдау клапандары бірдей және бір бірімен ауыстыруға болатындай қылып жасалынады (10-сурет).
10-сурет. Клапандар
а) табақ тәрізді; б) ершікте (на седле) орналасқан; в) сақиналы; г) клапанның қақпағы фланецке бекітілген
Құбырдағы сұйықтықтың ағыны біркелкі болу үшін пневмокомпенсаторлар орнатады, олар құбыр өткізгіште қысымның пульсациясы мен дірілін азайтады. Егер пневмокомпенсаторды айдау жағына орналастырса, сораппен жетекке салмақ біркелкі таралады, ал сорапқа кірер жағына орналастырса сору процессі жақсарады. Ең қарапайым компенсатор –ол манометрмен және су өлшейтін шынымен жабдықталған ауалы қалапақ.. Сұйықтықты және сығылған газды бөлу тәсілдері арқылы компенсаторлар диафрагмалы және поршенді болып бөлінеді.
5.3 Көлемдік сораптардың сипаттамасы
Көлемдік гидромашиналардың негізгі көрсеткішінің бірі жұмыс көлемі (V). Ол сораптың бір жұмыс жасау циклындағы немесе біліктің бір айналымындағы барлық қорапшадағы көлемнің өзгеруі. Бір жақты әсерлі жұмыс жасайтын сораптың көлеміт VS= F*S, F-аудан, S-поршень жүрісі, екі жақты жұмыс жасайтын екі поршенді сораптар үшін VS =2F*S+F-f*S=(F-f)*S+fS. Aл бір жақты жұмыс жасайтын үш поршенді немесе үш плунжерлі сорптпрда VS =3FS. Мұндағы, F пен S тең болған жағдайда VS мәні 2 жақты сорапта көп болады, сондықтан сораптар қысымы аз ортада жұмыс істейді.
Жалпы жағдайда қайталап-ілгерлемелі сораптардағы жұмыс көлемі: q=azFS, мұндағы коэффициент (біржақты жұмыс істейтін сораптар үшін а=1, екі жақты жұмыс істейтін сораптар үшін а=1-f/F), z-жұмыс қорапшаларының саны. Белгілі бір уақыт аралығындағы жұмыс қорапшасының есептеу өзгерісін идеалды беріліс деп
айтады: Qи=qn, мұндағы n-поршеньнің немесе плунжердің жүру жиілігі. Құбырөткізгішке келетін, кететін сұйықтықтың орташа көлемдік шығыны идеалды берілістен аз болады. Біріншіден, қорапшадағы жұмыс көлемінің кейбір бөлігінде газ (кавитация) болады. Клапандар уақытында жабылмағандықтан, жұмыс көлемінің кейбір бөлігі пайдалы қолданбайды. Осы себептерге байланысты, сораптың берілісінің азаюын Qн –деп белгілеп, толтыру коэффициентін аламыз т=(Qн-Qн)/Qн. Екіншіден, қысымның әсерінен сальниктардың, нығыздаулардың, клапандардың тетіктері арқылы сұйықтықтар ағып кетеді(Qш). Сораптың көлемдік берілісі: Q=Qи-Qн-Qш. Сұйықтықтың салмақтық берілісі Q, (-атмосфералық қысымдағы сұйықтықтың тығыздығы). Көлемдік берілістің нақты беріліске қатынасын беріліс коэффициенті деп α атаймыз:
=, (19)
мұндағы к-сораптың көлемдік ПӘК. Беріліс коэффициенті сораптың нығыздауларына ғана емес, жұмыс тәртібіне де байланысты (қысым, температура, сору биіктігі және т.б.). Беріліс коэффициенті туралы ақпараттарды тәжірибе жүзінде алады.
Сораптың жұмыс корпусындағы қысымның өзгеруін индикаторлық S,P диаграммасынан 1,2,3,4 тіктөртбұрыш нүктелерден көруге болады (11 а.б-сурет). Поршень оңға жылжыған кезде қорапшадағы р1 қысымы атмосфералық қысымнан төмен, ол сору кезіндегі гидравликалық кедергіге байланысты. 1 нүктеде поршень артқа қарай жылжиды, сору клапаны автоматты түрде жабылады, қорапшадағы қысым кенеттен р2-ге дейін көтеріледі. Бұл өзгеріс айдау клапанындағы қысымның өзгеруіне байланысты. . Соңғы сол жағынан поршень бағытын өзгертеді. Бұл кезде қысым 3-4 сызығында төмендейді, айдау клапаны к2 жабылады, к1 ашылады. Нақты диаграмма үлгі диаграммасынан жанындағы көтеру сызығынан 1-2 және 3-4 қысымның түсуінен ерекшелінеді. Ол айдалынатын сұйықтықтың сығылуына және жұмыс қорапшасының қабырғасының серпімді дефформациясына байланысты. 2-3, 4-1 сызықтарының пішініне сорапқа кірер және шығар кездегі қысымның құбылуы және клапандардағы гидравликалық кедергінің өзгеруі әсер етеді.
Индикаторлық диаграмма – ол жұмыс жасап тұрған сораптың күйін және техникалық диагностикасын, қуат балансын анықтау үшін арналған. Индикаторлық диаграмманын ауданы поршеньнің жұмысына тәуелді. Поршень оңға жылжыған кезде оған ауыспалы р1 қысымы әсер етеді. Поршеньға әсер ететін ағынды күш р1F, бір жүріске оның орташа мәні р1, ортF, ал жұмыс А1= р1, ортFS. Ол поршеньға берілгендіктен теріс болып саналады. Поршень солға жылжыған кезде А2= р2,ортFS – оң болып саналады. Индикаторлық қуат Nинд=Аиндn=pиндFSn, мұндағы n поршеннің жүру жиілігі (сек). Индикаторлық ПӘК
, (20)
мұңдағы Nп, P, Q – пайдалы қуат, қысым және сораптың берілісі. -көлемдік ПӘК.
11-сурет. Көлемдік сораптың индикаторлық диаграммасы
Сораптың қуаты индикаторлық қуаттан көп, өйткені сорапта механикалық үйкеліс болады. Жоғалулардың негізі: гидравликалық бөлікте – поршеннің, плунжердің және штоктің нығыздаулары, жетекті бөліміне крейцкопф, тісті байланыс және біліктер жатады.
Механикалық ПӘК
(21)
түсетін салмаққа байланысты. Сораптың қысымы азайған сайын азаяды.
Сораптың ПӘК-і
. (22) - мәні сораптың құрылымына және өлшеміне байланысты.
Негізгі әдебиеттер: 1 нег. [95-108]
Қосымша әдебиетер: 8 қос. [200-245]
Бақылау сұрақтары:
Қандай сораптар көлемдік сораптарға жатады?
Қайталап ілгерлемелі сораптардың түрлері.
Поршендік (плунжерлік) сораптар қай кезде пайдаланылады?
Индикаторлық диаграмманың өзгеруі нені білдіреді?
Клапандардың түрлері және атқаратын қызметі.

Приложенные файлы

  • docx 23929617
    Размер файла: 68 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий