ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
92
УДК 629.7.064.2, 621.51, 621.521
А. А. Р я з а н о в
ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ
«
ВЗРЫВНОЙ ДЕКОМПРЕССИИ»
В ШАРОВЫХ КРАНАХ
Исследовано разрушение уплотнений, возникающих в момент от-
крытия шаровых кранов прямого действия. Приведены методика
определения усилий, действующих на уплотнение в процессе работы
крана, и результаты экспериментальных исследований, подтвер-
ждающих правомерность выбора методики расчета.
Е-mail:
aa.ryazanov@mail.ru
Ключевые слова:
шаровой кран, взрывная декомпрессия, уплот-
нение, сферическая пробка, прочность.
При испытаниях или эксплуатации шаровых кранов (ШК) разра-
ботчики и инженеры сталкиваются со следующим явлением: при
определенных значениях и сочетаниях технических и технологиче-
ских параметров ШК (номинальный диаметр, номинальное давление,
а точнее, перепад давления на ШК, геометрические размеры и мате-
риал уплотнения, способ установки уплотнения в седло и др.) в мо-
мент открытия ШК (при перепаде давления) происходит разрушение
уплотнения с вырывом из него сегмента. Такой эффект в междуна-
родной практике принято называть взрывной декомпрессией.
Цель данной работы – исследование физики этого явления и
его теоретическое описание для последующего анализа конструк-
ций ШК.
На рис. 1 представлены штуцер с седлом и разрушенное уплотне-
ние с вырванным сегментом.
Рассмотрим поэтапно происходящие явления на примере ШК
прямого действия с опорной пробкой и подвижным седлом (рис. 2).
Можно выделить два этапа открытия клапана.
Исходное положение (этап I): ШК закрыт, седло с уплотнением
прижато к пробке совокупным действием сжатых пружин и перепада
давления рабочей среды на соответствующую неуравновешенную
площадь седла.
Открытие ШК (этап II): пробка поворачивается, и как только от-
верстие в пробке «высвобождает» круговой сегмент уплотнения, по-
следний изгибается, приподнимаясь из канавки седла.
При дальнейшем повороте пробки изогнувшееся уплотнение сре-
зается кромкой отверстия с вырывом из него сегмента.