|
|
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель
руководителя организации п/я А-3398
____________ С.Ю.
Бобович
24.10.86 г.
|
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ. МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ПОЛНОПОДЪЕМНЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ
С ПОДАЧЕЙ СРЕДЫ ПОД ЗОЛОТНИК
|
РД 26-07-262-86
Взамен
РТМ 26-07-249-82
|
Письмом
организации п/я А-3398 от «31» октября 1986 г. № 7-4/12-1514 срок
введения установлен с «01» 01 1987 г.
Настоящий
руководящий документ распространяется на полноподъемные предохранительные
клапаны прямого действия с подачей среды под золотник Ду 25 ÷ 250 мм до
Рр 6,3 МПа (63 кгс/см2), предназначенные для защиты технических
систем со сжимаемой и несжимаемой средами при величине полного противодавления
не более 10 % от давления настройки и устанавливает методику расчета размеров
основных элементов проточной части клапана, количество и параметры рабочих
пружин.
1.1.
Конструкция и размеры, определяющие геометрию проточной части клапана должны
соответствовать черт. 1 и табл. 1.
Таблица 1
Размеры основных элементов проточной части
Размеры в
мм
|
|
|
|
|
|
|
j°
|
Dy
|
Dc
|
Dy1
|
25
|
12
|
40
|
1,50 ÷ 1,58
|
1,10 ÷ 1,25
|
1,4 ÷ 1,8
|
0,102 ÷ 0,106
|
0 ÷ 0,35
|
0,9 ÷ 1,0
|
80 ÷ 90
|
16
|
50
|
25
|
80
|
33
|
80
|
40
|
100
|
48
|
100
|
56
|
150
|
63
|
150
|
75
|
200
|
95
|
200
|
125
|
300
|
140
|
2.1.
Использованные термины и определения соответствуют ОСТ 26-07-2011-79.
3.1.
Давление настройки рн
3.2.
Давление полного открытия рпо
3.3.
Давление закрытия рз
3.4.
Отношение давления полного открытия к давлению настройки кпо
3.5.
Отношение давления закрытия к давлению настройки кз
Проточная часть предохранительного клапана
Черт. 1
3.6.
Давление за клапаном (равно сумме собственного и постороннего противодавления)
р2.
3.7.
Отношение максимального давления настройки пружины к минимальному давлению
настройки n.
3.8.
Величина коэффициента давления потока при ходе запорного устройства равном нулю
Ψ0
3.9.
Величина коэффициента давления потока в точке перегиба силовой характеристики
Ψ
3.10.
Относительный ход запорного устройства в точке перегиба силовой характеристики
3.11.
Эффективная площадь сечения проточной части клапана (равна произведению
коэффициента расхода на площадь сечения клапана в формулах ГОСТ
12.2.085-82) Fэ
4.1.
Определение наименьшего диаметра седла, коэффициента расхода и хода запорного
устройства.
4.2.
Определение конфигурации и размеров корпуса и основных элементов проточной
части.
4.3.
Определение параметров рабочих пружин.
4.3.1.
Определение жесткости пружины, установочного и рабочего усилия при заданном давлении
на стройки и давлении закрытия (табл. 4).
4.3.2.
Определение количества пружин, необходимых для работы клапана в заданном
диапазоне давления настройки, а также их жесткостей, установочного и
рабочего усилий (табл. 5).
4.3.3.
Определение диапазона давлений настройки для пружины с известными параметрами
(табл. 6).
5.1.
Исходные данные задаются в соответствии с табл. 2 в зависимости от задачи
расчета.
Таблица 2
Перечень параметров, задаваемых при расчете клапана
Наименование
параметра
|
Обозначение
|
Задача расчета
|
по п. 4.1 и 4.2
|
по п. 4.3.1
|
по п. 4.3.2
|
по п. 4.3.3
|
Давление настройки
|
рн, МПа
|
+
|
+
|
-
|
-
|
Давление за клапаном
|
р2, МПа
|
+
|
-
|
-
|
-
|
Пропускная способность
|
G, кг/ч
|
+
|
-
|
-
|
-
|
Плотность среды
|
ρ, г/м3
|
+
|
-
|
-
|
-
|
Отношение давления полного
открытия к давлению настройки
|
кпо
|
+
|
-
|
-
|
-
|
Показатель адиабаты
|
к
|
+
|
-
|
-
|
-
|
Давление закрытия
|
рз, МПа
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Наименьший диаметр седла
|
Dс, мм
|
-
|
+
|
+
|
+
|
Максимальное давление настройки
клапана
|
р1к, МПа
|
-
|
-
|
+
|
-
|
Минимальное давление настройки
клапана
|
р2к, МПа
|
-
|
-
|
+
|
-
|
Жесткость пружины
|
С, н/мм
|
-
|
-
|
-
|
+
|
Рабочее усилие
|
Qраб, н
|
-
|
-
|
-
|
+
|
Максимальный ход запорного
устройства
|
hm, мм
|
-
|
+
|
+
|
+
|
Примечание. Давление закрытия рз
должно задаваться так, чтобы выполнялось условие 0,80 £
кз £ 0,86.
6.1.
Определение коэффициента расхода, хода запорного устройства, а также размеров
основных элементов проточной части производится в соответствии с алгоритмом,
представленным в табл. 3.
Таблица 3
Расчет параметров проточной части клапана
Наименование
параметра
|
Обозначение
|
Расчетная формула
|
Эффективная площадь сечения
проточной части
|
Fэ, мм
|
по формулам ГОСТ 12.2.085-82 (см. пункт 3.11)
|
Расчетный коэффициент расхода
|
a'
|
Задается на основании графика
на черт. 2
|
Расчетная площадь проходного
сечения
|
F'c, мм
|
F'c = Fэ/a'
|
Расчетный диаметр седла
|
D'c, мм
|
|
Наименьший диаметр седла
|
Dc, мм
|
Выбирается по табл. 1, необходимо выполнение условия
Dc ³ D'c
|
Коэффициент расхода
|
a
|
Допускается округление в
большую сторону
|
Максимальный относительный ход
запорного устройства
|
|
По графику на черт. 2
|
Максимальный ход запорного
устройства
|
hm, мм
|
hm = · Dc
|
Геометрические размеры
проточной части
|
Dy, Dy1,
D1, D2, D3, H1,
H2, H3, j
|
В соответствии с черт. 1 и табл. 1
|
График зависимости коэффициента расхода от
относительного хода золотника
1
- жидкость, 2 - газ
Черт. 2
6.2.
Определение параметров рабочей пружины при заданном давлении настройки и
давлении закрытия.
Таблица 4
Расчет параметров рабочей пружины
Наименование
параметра
|
Обозначение
|
Расчетная формула
|
Отношение давления полного
открытия к давлению настройки
|
кпо
|
Принимается равным 1,15
|
Относительная жесткость пружины
|
|
где Ψ = 1,58 + 0,833(0,86
- кз), = 0,0510 - 0,1433(0,86 - кз),
Ψо = 1,10
|
Жесткость пружины
|
с, н/мм
|
с = · рн · Dc
|
Установочное усилие пружины
|
Qуст, н
|
|
Рабочее усилие пружины
|
Qраб, н
|
Qраб = Qуст + c · hm
|
6.3.
Определение диапазонов давлений настройки пружин и их параметров при заданном
диапазоне давлений настройки клапана производится в соответствии с алгоритмом,
приведенным в табл.
5
Таблица 5
Расчет параметров рабочих пружин
Наименование
параметра
|
Обозначение
|
Расчетная формула
|
Максимальное давление настройки
i-й пружины
|
|
= (для пружины № 1 )
|
Минимальное расчетное давление
настройки i-й пружины
|
, МПа
|
где n = 2
|
Минимальное давление настройки i-й пружины
|
, МПа
|
Получается округлением
минимального расчетного давления настройки в сторону увеличения
|
Жесткость i-й пружины
|
ci, н/мм
|
сi = ´ рi1н, где = 0,722
|
Установочное усилие i-й пружины
|
Qiуст
|
, где кпо =
1,15, Ψо = 1,1
|
Рабочее усилие i-й пружины
|
Qiраб
|
Qiраб = Qiуст + сihm
|
6.4.
Определение максимального и минимального давления настройки пружины с
известными параметрами производится в соответствии с табл. 6.
Таблица 6
Расчет диапазона давлений настройки
Наименование
параметра
|
Обозначение
|
Расчетная формула
|
Установочное усилие
|
Qуст, н
|
Qуст = Qраб - chm
|
Расчетное максимальное давление
настройки
|
р'1н, МПа
|
где кпо =
1,15, Ψo = 1,1
|
Расчетное значение
относительной жесткости
|
|
|
Относительная жесткость пружины
|
|
= при ³
0,722
|
= 0,722 при <
0,722
|
Максимальное давление настройки
|
р1н, мПа
|
Допускается округление
максимального давления в сторону уменьшения
|
Минимальное давление настройки
|
р2н, МПа
|
, где
Допускается округление
минимального давления настройки в сторону увеличения
|
Руководитель
предприятия п/я Г-4745 С.И. Косых
Главный
инженер предприятия п/я А-7899 М.И. Власов
Заместитель
руководителя предприятия п/я А-7899 Ю.И. Тарасьев
Заведующий
отделом 161 Р.И. Хасанов
Заведующий
отделом 130 Н.И. Макаров
Заведующая
лабораторией 153 Е.Г. Пинаева
Руководитель
темы и исполнитель Ю.В. Еремеев
Справочное
1.
Определение геометрических размеров корпуса, коэффициента расхода и хода
запорного устройства
1.1.
Исходные данные
Наименование параметра
|
Значение
|
Среда
|
воздух
|
Пропускная способность клапана,
т/час
|
10
|
Давление настройки, МПа
|
1,6
|
Давление полного открытия, МПа
|
1,84
|
Давление за клапаном, МПа
|
0,1
|
Плотность воздуха при рабочих
параметрах, кг/м3
|
23,5
|
Показатель адиабаты
|
1,4
|
1.2. Пример
расчета
Наименование параметра
|
Расчетная формула
|
Значение
|
Эффективная площадь
|
по формуле ГОСТ
12.2.085-62 для воздуха
|
625 мм2
|
Расчетный коэффициент расхода
|
принимаем 0,8 в соответствии с
графиком на черт. 2
|
0,8
|
Расчетная площадь проходного
сечения, мм
|
|
782
|
Расчетный диаметр седла, мм
|
|
31,6
|
Наименьший диаметр седла, мм
|
выбирается по табл. 1
|
33
|
Коэффициент расхода
|
|
0,731 принято 0,8
|
Максимальный относительный ход
запорного устройства
|
определяется по графику на
черт. 2
|
0,25
|
Максимальный ход запорного
устройства, мм
|
h = 0,25 · 33
|
8,3
|
Геометрические размеры
проточной части
|
принимаются для проектирования
в зависимости от Dc по табл. 1
|
-
|
2.
Расчет пружины
2.1.
Исходные данные
Наименование параметра
|
Значение
|
Давление настройки, МПа
|
1,6
|
Давление закрытия, МПа
|
1,3
|
Наименьший диаметр седла, мм
|
33
|
Ход запорного устройства, мм
|
10
|
2.2. Пример
расчета
Наименование параметра
|
Расчетная формула
|
Значение
|
Отношение давления полного
открытия к давлению настройки
|
Принимается в соответствии
табл. 4
|
1,15
|
Отношение давления закрытия к
давлению настройки
|
|
0,81
|
Относительная жесткость
|
где Ψ = 1,622, Ψ0 = 1,1, = 0,0438
|
0,875
|
Жесткость пружины, н/мм
|
с = 0,875 - 1,6 · 33
|
46,2
|
Установочное усилие, н
|
|
1730
|
Рабочее усилие, н
|
Qраб = 1730 + 46,2 · 10
|
2192
|
3.
Расчет количества пружин, диапазонов давлений настройки и параметров пружин
3.1.
Исходные данные
Наименование параметра
|
Значение
|
Максимальное давление настройки
клапана, МПа
|
6,0
|
Минимальное давление настройки
клапана. МПа
|
0,5
|
Наименьший диаметр седла, мм
|
33
|
Ход запорного устройства, мм
|
10
|
3.2. Пример
расчета
Наименование параметра
|
Номера пружин
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Максимальное давление настройки
|
6,0
|
3,0
|
1,5
|
0,8
|
Минимальное давление настройки
(расчетное)
|
3,0
|
1,5
|
0,75
|
0,4
|
Минимальное давление настройки
(принятое)
|
3,0
|
1,5
|
0,8
|
0,4
|
Жесткость пружины
|
143
|
72,5
|
36
|
19
|
Установочное усилие
|
6488
|
3244
|
1622
|
865
|
Рабочее усилие
|
7918
|
3964
|
1982
|
1055
|
4.
Расчет максимального и минимального давления настройки пружины с известными
параметрами
4.1.
Исходные данные
Наименование параметра
|
Значение
|
Наименьший диаметр седла, мм
|
40
|
Ход запорного устройства, мм
|
12
|
Жесткость пружины, н/мм
|
143
|
Рабочее усилие пружины, н
|
7918
|
4.2. Пример
расчета
Наименование параметра
|
Расчетная формула
|
Значение
|
Установочное усилие, н
|
|
6202
|
Расчетное максимальное давление
настройки, МПа
|
|
3,90
|
Расчетное значение
относительной жесткости
|
|
0,917
|
Относительная жесткость
|
т.к.
|
0,917
|
Максимальное давление
настройки, МПа
|
|
3,90
|
Минимальное давление настройки,
МПа
|
|
2,48
|
СОДЕРЖАНИЕ
|
|