книги из ГПНТБ / Покровский Н.К. Холодильные установки пособие для машинистов, обслуживающих аммиачные машины и аппараты

В компрессорах применяют шпиндельные и пластинчатые клапаны.

Шпиндельные клапаны обеспечивают надежное уплотнение при посадке на седла, но они громоздки, сложны по конструк­ ции и из-за массивности «грибка» не пригодны для быстроход­ ных компрессоров.

Пластинчатые клапаны проще по конструкции, обеспечивают также надлежащее уплотнение, легки и пригодны для быстро­ ходных компрессоров. Эти клапаны удобнее в эксплуатации, так как посадка их пластинок на седла почти бесшумна, поэтому компрессоры последних выпусков имеют уже пластинчатые кла­ паны. Следует, однако, учесть, что рабочая поверхность пласти­ нок срабатывается быстрее поверхности грибков.

До 1946 г. компрессоры ГМ.-12, 1АГ, 2АГ, ЗАГ, 4АГ выпуска­ лись со шпиндельными клапанами одинаковых размеров. В на­ стоящее время завод выпускает только компрессоры ЗАГ и 4АГ, но с пластинчатыми клапанами.

крышки, пружины и двух стальных винтов.

Нагнетательные клапаны аммиачного компрессора ГМ-12 име­ ют еще захватное кольцо, которое в случае поломки грибка за­ держивает его осколки, предотвращая попадание их в цилиндр.

Грибок является основной деталью шпиндельного клапана.

Состоит он из шпинделя и тарелочки. Во время работы машины грибок движется в направляющей, поднимаясь и опускаясь. Ра­ бочая пружина при всасывании паров аммиака и при их сжатии

(до нагнетания) плотно прижимает тарелочку к седлу клапана,

вследствие чего грибок надежно отделяет полость цилиндра от нагнетательного трубопровода, предотвращая возможность по­ ступления в цилиндр паров аммиака со стороны нагнетания. Эта же пружина, прижимая грибок к седлу, в то же время обеспечи­ вает своевременное открывание клапана для нагнетания горячих паров аммиака в конденсатор. Нагнетательный клапан для уп­ ругого ограничения хода имеет паровой буфер, образующийся в кольцевом пространстве между направляющей и тарелочкой грибка. Грибок делают из легированной стали 20ХН4ФА, 38ХА или ЗОХГСА; корпус клапана, направляющую и крышку — из

чугуна, а пружину — из пружинной стали.

Перед сборкой клапана проверяют техническое состояние его деталей и производят соответствующую наладку. Рабочая по­ верхность тарелочки грибка должна быть ровной, гладкой, без рисок, забоин; такой же должна быть и поверхность седла. Та­ релочка грибка при посадке на седло должна перекрывать его не менее чем на 2,5—3 лци. Если поверхность тарелочки имеет большую выработку, то грибок при посадке перекрывает седло

менее чем на 2,5 мм. При этом края тарелочки могут отломиться,

грибок опустится в цилиндр и может вызвать аварию (рис. 8, в).

29

Грибок клапана должен быть хорошо притерт по седлу и

опробован в работе. Плотность закрывания клапана проверяют керосином, налитым в выемку над тарелочкой грибка, в которой его держат около 30 мин. Если в течение этого времени керосин

не просочится под тарелочку грибка, то клапан считают притер­ тым хорошо. Максимальный подъем грибка клапана у компрес­ соров рассматриваемых типов равен 12 мм.

Упругость пружины проверяют нажатием на нее грузом рас­ четного веса: если пружину из проволоки диаметром 6,5 мм, со­

стоящую из 11 витков, нагрузить 17,4 кг, то высота ее должна уменьшиться с 220 до 119 мм.

Сборку нагнетательного клапана производят в следующем порядке: на направляющую надевают пружину, потом устанав­ ливают грибок и проверяют зазор между шпинделем и направ-

30

ЛЯЮЩей, который должен быть не более 0,07 мм; при большем зазоре влияние парового буфера пропадает и посадка тарелочки грибка на седло сопровождается резкими ударами, приводя­ щими иногда к поломке деталей клапана и даже аварии

(рис. 8, г). Собранные детали закрывают корпусом, который со­ единяют с направляющей двумя стальными винтами. Между корпусом и направляющей не должно быть зазора, так как при наличии его произойдет смещение оси клапана и он неплотно за­ кроется. В собранном виде клапан устанавливают в клапанное

Рис. 9. Шпиндельный всасывающий клапан компрессора 1АГ:

а — общий вид; б — детали: 1 — верхняя направляющая, 2 — нижняя разъемная направ­ ляющая, 3 — грибок, 4 — установочный палец, 5 — упорное кольцо, 6 — рабочая пружина, 7 — буферная пружина, 8 — установочная пружина, 9 — седло, 10 — винты

гнездо цилиндра компрессора на двухмиллиметровую промас­

ленную и прографиченную клингеритовую прокладку и закры­ вают крышкой на четырех винтах, помещая под нее такую же прокладку; более толстая прокладка приводит к неплотности соединения крышки клапана с цилиндром, а более тонкая рас­

слабляет клапан во время работы компрессора.

Шпиндельный всасывающий клапан (рис. 9) состоит из верхней и нижней (разъемной) направляющих, седла,

грибка с двумя тарелочками, установочного пальца, упорного кольца, рабочей пружины, буферной пружины, установочной пружины, крышки и двух соединительных стальных винтов.

Всасывающие клапаны компрессора ГМ-12 отличаются от клапанов компрессоров 1АГ, 2АГ, ЗАГ, 4АГ в основном только размерами.

Направляющие, седло и крышку клапана делают из чугуна, грибок — из легированной стали 20ХН4ФА, 38ХА, ЗОХГСА, пру­

жины — из пружинной стали, палец — из стали.

Рабочая пружина, плотно прижимая тарелочку грибка к сед­

лу клапана, надежно разобщает полость цилиндра от всасываю­ щего трубопровода, обеспечивая своевременное открывание кла­ пана для всасывания в цилиндр компрессора холодных паров аммиака из испарительной системы и предотвращая возмож-

31

кость перепуска сжимаемых паров аммиака из цилиндра во вса­ сывающий трубопровод.

Для облегчения пуска компрессора предусмотрено специ­ альное приспособление, позволяющее открывать всасывающие

клапаны рукой. Грибок от седла отжимают с помощью упорного шпинделя, проходящего через сальник в крышке клапана. От­

жимное усилие передается грибку шпинделем через установоч­ ный палец, который, входя хвостовиком в отверстие верхней та­ релочки грибка, обеспечивает правильное направление его при

отжиме от седла. Установочная пружина при включении кла­ пана в рабочее состояние приводит установочный палец в преж­ нее положение. Буферная пружина с упорным кольцом обра­ зует упругое ограничение ходу всасывающего клапана. Паровой буфер между верхней тарелочкой и направляющей предохра­ няет от удара при посадке клапана на седло. Небольшие отвер­

стия в верхней тарелочке грибка и нижней части шпинделя слу­ жат для выхода пара из буфера. Высота подъема грибка кла­ пана у рассматриваемых компрессоров равна 16 мм.

Техническое состояние клапана проверяют как и нагнетатель­ ного.

Притирку поверхности грибка к седлу производят посред­ ством вильчатого ключа, для пальцев которого в тарелочке

грибка имеются отверстия.

Упругость всех трех пружин можно проверить нажатием на них грузом соответствующего веса. Установочная пружина, изго­ товленная из проволоки диаметром 3 мм и состоящая из пяти витков, при нагрузке 2,57 кг по высоте уменьшается (сжимает­

мается с 34 до 22,5 мм; рабочая пружина из проволоки диамет­ ром 4 мм, состоящая из девяти витков, при нагрузке 3,2 кг по высоте уменьшается со 100 до 62,5 мм.

В пластинчатых клапанах вместо грибка применяют кольце­ образные пластинки, которые прижимаются к опорной поверхно­

сти легкими пружинами, имеющими всего четыре—шесть витков.

Пластинчатый нагнетательный клапан (рис. 10) состоит из седла, двух пластинок, двух пружинок, нажимной ро­

зетки, стальной шпильки, соединяющей розетку с седлом, и ко­ рончатой гайки. Седло и розетку изготавливают из чугуна, пла­ стинки •— из листовой легированной стали 20ХН4ФА, 38ХА или ЗОХГСА, пружины — из пружинной стали, корончатую гайку — из стали.

НИИХИММАШ в настоящее время рекомендует применять пластинки клапанов из стали ЗОХГСА или из нержавеющей ста­ ли 3X13 твердостью /?с 46-?- 52 (по Роквеллу) со следующей

термической обработкой: закалка пластинок из стали ЗОХГСА происходит при температуре 880°, а из стали 3X13 — при темпе­ ратуре 1050°; отпуск указанных пластинок происходит соответ-

32

ственно при температурах 275 и 350° (охлаждение воздушное).

Пластинки, изготовленные указанным способом, обладают боль­ шой стойкостью в работе.

Пластинчатый всасывающий клапан (рис. 11) устроен в основном так же, как и нагнетательный. Седла и ро­ зетки отличаются только отверстием под шпильку. Высота подъ­ ема пластинки пластинчатых клапанов горизонтальных компрес­ соров завода «Компрессор» равна 3 мм.

Предохранительный клапан служит для предот­ вращения аварий в случае чрезмерного давления в цилиндре. Предохранительные клапаны применяют двух типов — шпин­ дельные и пластинчатые.

Основные части шпиндельного клапана (рис. 12, а): седло,

направляющая, грибок, пружина и крышка. В пластинчатом клапане (рис. 12, б) пластинку изготавливают из чугуна. При­ менять можно только те пластинки, на нерабочей части которых имеется клеймо завода-изготовителя или мастерской с указа­ нием разности давлений, при которой пластинка ломается. Заме­ нять чугунную пластинку железной правилами техники безопас­ ности на холодильных установках запрещено, так как железо, обладая свойствами деформирования, может выдержать давле­ ние значительно больше установленного предельного (рис. 12, в).

Если разность давлений между нагнетательной и всасываю­ щей сторонами компрессора в допустимом пределе, т. е. не боль­ ше 16 ати, то предохранительный клапан разобщает обе стороны

машины. Если же давление в цилиндре поднимется выше ука­ занного предельного, в шпиндельном клапане от седла отжи­ мается грибок, а в пластинчатом клапане ломается пластинка, обе стороны цилиндра сообщаются между собой, давление в нем

снижается, и предотвращается авария. Если в шпиндельном

Рис. И. Пластинчатый всасывающий клапан:

а — общий вид; б —детали: / — седло, 2 — пластинки, 3—пружины, 4 — ро­ зетка, 5 —шпилька, б —корончатая гайка

предохранительном клапане слабая пружина, то грибок ото­ жмется от седла до наступления предельного давления, ранее которого сломается и чугунная пластинка в предохранительном клапане, если она тоньше требуемой по расчету. Внешним при­

знаком преждевременного открывания предохранительного кла­

пана может служить нагрев крышки его и перепускной трубки; в некоторых случаях даже тает иней на всасывающей стороне компрессора.

В современных компрессорах вертикальных и у-образных предохранительный клапан шарикового типа.

Согласно правилам техники безопасности предохранительные

34

клапаны аммиачных холодильных установок необходимо прове­ рять и регулировать не реже двух раз в год.

Т. И. Галкин (Московский холодильник № 9) изготовил при­ способление для испытания и регулирования предохранительных клапанов горизонтальных компрессоров.

Приспособление (рис. 13) состоит из двух основных частей:

круглого стального диска 1 диаметром 200 мм, толщиной 17 мм и стального сварного фланца 2 толщиной 34 мм; последний со­ стоит из двух дисков — большого диаметром 200 мм и малого , диаметром ПО мм. Как в диске, так и во фланце просверливают

Рис. 12. Предохранительный клапан:

по четыре отверстия диаметром 13 мм — под болты 3 диаметром Vz". Во фланце протачивают, кроме того, еще три отверстия: одно диаметром 90 мм на глубину 6 мм для установки корпуса проверяемого предохранительного клапана; другое диаметром 75 мм на глубину 21 мм; третье диаметром 21 мм. Потом

приваривают патрубок 5 длиной 37 мм с газовой резьбой Vz", к которому при помощи муфты присоединяют трубу от гидравли­ ческого пресса для подкачки воды под клапан. Если до грибка

(со стороны гидравлического пресса) имеются отверстия, то их закрывают хомутом на резиновой прокладке.

На трубе монтируют контрольный манометр для наблюдения за давлением во время испытания клапана. Перед началом ис­ пытания под торец клапана ставят свинцовое кольцо, высотой

7 мм, затем клапан устанавливают в цилиндр компрессора и за­ жимают крышкой до отказа. Вынимают клапан и замеряют тол­ щину получившегося первого свинцового оттиска для определе­ ния толщины прокладки, при которой клапан должен быть уста­ новлен в цилиндр.

При испытании под торцовую часть корпуса клапана также устанавливают свинцовое кольцо высотой 7 мм для получения второго оттиска. Если при испытании клапан откроется при дав­ лении большем, чем 16 ати, то это будет означать, что пружина чрезмерно тугая и ее необходимо несколько сточить по высоте на наждачном точиле, затем вновь испытать. Если же клапан

откроется и выпустит воду ранее, чем манометр покажет давле­

ние 16 ати, то это будет означать, что пружина слабая. В этом случае необходимо равномерно подтянуть гайки стяжных болтов и добиться такого положения клапана, чтобы он открылся при давлении 16 ати. После этого испытание считают законченным. Клапан вынимают из приспособления и замеряют толщину вто­

если же второй оттиск тоньше первого, то под торец клапана по­ мещают стальную пластинку (прокладку), толщина которой

равна разности толщин замеренных свинцовых оттисков, уста­ навливают клапан в цилиндр, затягивают крышку до отказа и

пломбируют.

Фланцы, диск, патрубок, гайки, грибок, болты можно изго­

тавливать из стали марки Ст. 3.

Механизм движения. К механизму движения компрессора от­ носят следующие основные детали: коренной вал, шатун, ползун с пальцем, шток и поршень с поршневыми кольцами (рис. 14).

Вращательное движение коренного вала переходит в воз­ вратно-поступательное прямолинейное движение поршня и што­ ка вследствие соединения шатуна с пальцем ползуна, располо­ женным в бронзовом разъемном подшипнике. Нижняя головка шатуна вращается с шейкой коренного вала, а верхняя движется вперед и назад с ползуном, качаясь на пальце.

Поршень с поршневыми кольцами служит для создания компрессии (сжатия) паров аммиака в цилиндре.

Все основные части поршня и поршневые кольца отливают из чугуна; гайку и стопорную шпильку изготавливают из стали

марки Ст. 35. Поршневые кольца являются весьма важной ча­

стью компрессора, так как от их состояния зависит работа сжа­ тия и холодопроизводительность машины: если кольца изготов­ лены из соответствующего чугуна и сохранили свои первона­ чальные свойства, то компрессия в цилиндре происходит нор­

мально, что обеспечивает эффективную работу машины; если же кольца потеряли свои первоначальные свойства, то работа ма­

шины резко ухудшается.

При изготовлении поршневых колец одни заводы применяют чугун более твердый (на несколько единиц), чем для изготовле­ ния цилиндра, другие — менее твердый. В целях равномерного износа колец и цилиндра чугун для изготовления колец следует употреблять перлитный, твердостью на 5—10 единиц больше

37

твердости чугуна стенок цилиндра, так как при движении порш­

ня поверхность поршневых колец непрерывно находится в ра­ боте, при этом происходит трение их о внутреннюю поверхность

/ — коленчатый вал с коренными подшипниками а и мотылевыми б, 2 —шатун, 3 — ползун с .пальцем, 4 — шток, 5— поршень с кольцами, б—электродвигатель, 7 — маховик

стенок цилиндра (зеркало цилиндра),.тогда как последняя в тре­ нии участвует только периодически, в зависимости от положения поршня. Это означает, что удельная работа поршневых колец

на единицу площади больше удельной работы стенок цилиндра.

В то же время надо помнить, что при использовании поршневых колец, изготовленных из чугуна значительно более твердого, чем чугун цилиндра, быстро изнашиваются стенки цилиндра.

38