Автоскрепление.

Давят водой до пластической деформации, чтобы выйти за пределы закона Гука.

№20. Конструкции и расчет затворов высокого давления.

Затвор – это комплекс деталей, обеспечивающий прочное и плотное соединение крышки сосуда высокого давления с корпусом. Российский стандарт предусматривает 3 типа затворов:

1. с двойным коническим обтюратором;

2. дельта – затвор;

3. с плоской прокладкой;

С двойным коническим обтюратором: частично само уплотняющий, может работать при давлении до 1000 атм. и Ø до 3200 мм.

Дельта затвор. В этой конструкции обтюратор работает в упругой пластичной зоне. Усилие затяжки шпилек в 4 – 5 раз меньше в 1-ом случае, т.к. площадь контакта уплотнительных поверхностей меньше. Работает при давлении до 1000 атм. и Ø до 1200 мм.

С плоской прокладкой. Прокладка выполняется из металла и пластмассы.

Преимущества: простота. Недостатки: большие усилия затяжки шпилек, чувствительность к колебаниям температуры.

При падении температуры рабочей среды в аппарате резко уменьшается удельная нагрузка в зазоре между прокладкой и корпусом (крышкой), это обусловлено тем что коэффициент линейного расширения материала прокладки на порядок больше чем у материала корпуса и крышки. Для обеспечения герметичности требуется дополнительная подтяжка шпилек. Работает при давлении до 120 атм.

Шпильки в затворах высокого давления.

Центральное отверстие необходимо для подачи смазки на резьбовое соединение при выполнении демонтажа. Концевая часть служит для закрепления контрольного стержня внутри шпильки. Этот стержень снабжен тензометрическими датчиками – контролирует усилие затяжки шпилек.

Расчет затворов.

При расчете определяют усилие герметизации для затвора: F=F_P+F_O;

F_P=0.785*D_cp*P_R – давление рабочей среды на крышку; где D_cp – средний диаметр уплотнительной поверхности. F_O – осевая составляющая равнодействующей внутреннего давления.

№21. Температурные напряжения в теплообменниках с жесткой конструкции.

Рассмотрим два элемента теплообменника:

1. кожух

2. трубка т/о

Температура трубок больше температуры кожуха t_T>t_K. При условии свободного перемещения этих элементов мы имеем разницу в перемещениях .

(1);

В реальных условиях трубки и кожух жестко скреплены поэтому: .

По третьему закону Ньютона: .

(2), ;

; подставим ;

;

(3);

Приравняем (2), (3) и подставим (1): ;

;

;

;

№22. Расчет напряжений в теплообменнике от перепада давлений. Методика стандартного расчета теплообменников.

z – количество труб.

L – длина кожуха, или расстояние между трубными решетками.

- линейные деформации трубок и кожуха.

- общее усилие, где , - усилие воспринимаемое корпусом и трубками соответственно.

; где - давление.

; ; где Е – модуль упругости, - площадь сечения z трубок и корпуса.

Примем что , т.к. изменение длины трубок в закреплении кожуха незначительно.

тогда

зная, что получим:

избавимся от знаменателя, и тогда:

- напряжения, возникающие в кожухе.

- напряжения, возникающие в трубках.

№23. Уплотнения вращающихся валов. Сальниковые уплотнения.

1-вал

2-защитная гильза

3-мягкая набивка

4-корпус

5-нажимная втулка

k = q_бок / q

В реальности k = 0,3-0,8 (для воды k = 1).

‘+’: 1. простота конструкции

2. при использовании новых материалов в качестве набивки увеличивается срок службы (до 1 года)

‘-‘: 1. возможная утечка рабочей среды через уплотнения (20 капель/мин. допустимо)

2. чувствительность к колебаниям валов

Материалы набивок: лён, джут, китайская крапива, синтетические волокна, фторопласты, полиамиды, Me (Cu, Al), графитовые волокна.

Пропитка: силиконовые смазки, жиры и масла.

Количество витков набивки – не более 3-4.

№24. Манжетные уплотнения.

возникает эффект двойной губки – большая эффективность.

Манжетное уплотнение бывает обычного и гидродинамического исполнения. У гидродинамических манжет создаётся ‘клиновой эффект’, за счёт специального конструктивного исполнения манжеты (зубчатая). Срок службы у таких манжет значительно больше, чем у обычных. Для увеличения надёжности (герметичности) манжеты делают с двумя губками. Вторая губка вступает в контакт с валом при больших перепадах давления. Для увеличения срока службы манжеты, принудительно смазывают губку манжеты уплотняемой средой.

№25. Торцевые уплотнения. Материалы пар трения. Вторичные уплотнения. Влияние степени нагруженности колец на конструкцию ТУ.

Преимущество торцевых уплотнений:

1. Возможность работать при повышенных давлениях. Специальные конструкции ТУ способны работать при Р=10 МПа (100 кг/см²).

2. Утечка рабочей среды  в 100 раз меньше чем у сальника.

3. Возможность использования уплотнения для сильно агрессивных сред.

4. Возможность использования в рабочих средах с t = 400 ^оС.

5. Возможность использования при повышенных линейных скоростях.

Недостаток: сложность конструкции, дороговизна.

1. упорное кольцо (втулка)

2. упругий элемент

3. аксиальное подвижное вращающееся кольцо

4. вторичное уплотнение

5. неподвижное кольцо

6. корпус

7. вал

Детали 3 и 5 образуют пару трения, необходимая удельная нагрузка для обеспечения герметичности в подвижном соединении обеспечивается давлением уплотняемой среды. Для обеспечения не утечки среды в момент остановки агрегата имеются упругие элементы (2), это может быть пружина или сильфон.

Вращающееся кольцо имеет возможность осевого перемещения. Уплотнение может быть одинарным, двойным, сдвоенным и тройным.