Рис.9. Зависимость расхода газа через клапан от перепада давлений

 

 

Сильфонные клапаны бывают двух типов:

-работающие от давления в межтрубном пространстве Рк;

-работающие от давления в НКТ Рт.

Сильфонный клапан, управляемый давлением Рк, (рис. 9.10), состоит из сильфонной камеры 1, заряженной азотом до давления. Эффективная площадь сечения сильфона fс. На штоке 2 имеется клапан 3, сечение седла которого fк. Через штуцерное отверстие 4 газ поступает из межтрубного пространства через клапан в НКТ.

 

           

Рис.10. Принципиальная схема клапана, управляемого давлением в межтрубном пространстве

При закрытом клапане давление Ркв нем будет действовать на площадь сильфона fсза вычетом площади клапана fк. Со стороны НКТ на площадьfкбудет действовать давление Рт. Обе эти силы будут стремиться открыть клапан. Препятствовать открытию будет давление газа в сильфоне Рс, действующее на площадь fc. Открытие клапана произойдет, если

Давление, при котором откроется клапан, будет равно

Или

Деля числитель и знаменатель справа на fси обозначая fк/ fс=R, получим

                    (38)

Это будет давление в межтрубном пространстве, при котором клапан откроется. Решая (38) относительно Рс-давления зарядки сильфона, найдем

                             (39)

Это будет давление, котороенеобходимо создать в сильфонной камере при ее зарядке на поверхности при заданном давлении в межтрубном пространстве для открытия клапана (Рк)от.

После открытия клапана давление внутри клапана будет действовать на всю площадь сильфона, поэтому будет справедливо равенство сил

Непосредственно перед закрытием клапана в нем под сильфоном должно быть давление закрытия (Ра)за к

Откуда видно, что (Рк)зак=Рс.

Тогда разница открывающего и закрывающего перепадов будет равна

(40)

После подстановки в (40) значения Рс согласно (39) найдем

Или

                                                                      (41)

Из (41) видно, что R= fк/ fс является важной величиной, определяющей характеристику клапана.

Обычно диаметр седла клапана колеблется в пределах от 3 до 12 мм, а R от 0,08 до 0,5. Однако действительная величина R из-за неучета сил трения газа в клапане меньше расчетной, определяемой формулой (41). Это означает, что эффективное значение R меньше действительного. Уменьшение составляет ~ 6 -7 %. Таким образом, изменением давления в межтрубном пространстве можно управлять работой клапана, т.е. открывать его или закрывать