Бытовые машины для обработки белья

курсовая работа

6. Устройство клапанов бытовых стиральных машин и определение параметров их работы

Вентили электромагнитные предназначены для работы в качестве запорных устройств с электрическим управлением в машинах для стирки белья. В зависимости от назначения вентили различаются между собой устройством, принципом действия, условными проходами, габаритными размерами и другими техническими характеристиками.

Вентили должны быть выполнены в брызгозащищенном исполнении. Установочное положение на горизонтальном трубопроводе - электромагнитом вверх. Отклонение от вертикали в любую сторону допускается на угол не более 15°.

При перепадах давления менее 0,1 МПа допускаются протечки, величина которых не более 0,05 дм3/ч.

Вентили должны быть устойчивы к воздействию окружающего воздуха при температуре от +15 до +35°С и относительной влажности до 98 % при температуре 25°С и нормально работать при воздействии вибраций от 5 до 30 Гц при амплитудах от 2 до 0,6 мм.

Вентили относятся к классу восстанавливаемых изделий. Срок службы до списания не менее 6 лет (вентилей П326291 и Т26291 - не менее 10 лет). Средний ресурс до списания 50 000 циклов (вентилей П326291 и Т26291 - 100 000 циклов). Наработка на отказ не менее 15 000 циклов. Средняя наработка до первого отказа не менее 32 000 циклов. Коэффициент технического использования не менее 0,9. Вероятность безотказной работы в течение срока гарантии не менее 0,9.

Температура нагрева катушки электромагнита, измеренная методом сопротивления, не должна превышать +85°С при температуре окружающей среды +35°С.

Величина сопротивления изоляции катушек и токоведущих частей должна быть не менее 10 МОм.

Основными требованиями к электромагнитным клапанам автоматических стиральных машин являются: малогабаритность; малые энергоемкость и стоимость при высокой производительности.

Рассмотрим схему и принцип действия электромагнитного гидравлического клапана, в наибольшей степени удовлетворяющего этим требованиям. Клапан состоит (рис.10) из трех отдельных камер в пластмассовом корпусе. Корпус клапана закрывается латунной гильзой, в которой установлена резиновая мембрана с пластмассовой вставкой. Вставка имеет два отверстия, из которых центральное перекрывается подпружиненным штоком с резиновой головкой, а периферийное отверстие малого сечения соединяет полость гильзы с камерой подачи воды из сети. Вода в гильзе способствует более плотному перекрытию входа в центральную часть камеры, через которую жидкость сливается в гидросистему машины при открытии клапана. На гильзу надета катушка электромагнита, залитая в пластмассу и укрепленная в металлической стойке.

Рис.10. Схема электромагнитного гидравлического клапана: 1 - латунная гильза; 2 - резиновая мембрана; 3 - вставка; 4 - шток; 5 - электромагнит

В нерабочем положении клапан закрыт пластмассовой вставкой, подпружиненной действием штока и давлением воды из сети. При подаче напряжения на катушку (соленоид) шток втягивается, открывая центральное отверстие диафрагмы.

Давление в гильзе падает, и сетевое давление воды отжимает диафрагму от центральной части камеры-цилиндра (клапан открывается).

При отключении катушки шток под действием пружины перекрывает центральное отверстие и прижимает мембрану к цилиндру (клапан закрывается). Постоянное наличие воды в гильзе помимо улучшения герметизации клапана охлаждает также включенную катушку электромагнита.

В бытовых стиральных машинах применяются электромагнитные клапаны двух типов: одинарные и тройные.

Клапаны (рис.11) рассчитаны на номинальное напряжение 220 В, их пропускная способность воды 10 л/мин, минимальное рабочее давление 49 кПа, максимальное рабочее давление 784 кПа. Электромагнитные клапаны прерывают подачу холодной и горячей воды на выходе машины в необходимый момент времени. При включении электрической катушки поршень втягивается в катушку, освобождая трубу для подачи потока воды.

Рис.11. Электромагнитный клапан: 1 и 9 - манжеты; 2 - сердечник; 3 - пружина; 4 - конец пружины; 5 - катушка; 6 - корпус; 7 - мембрана; 8 - седло клапана; 10 - опора; 11 - фильтр; 12 - контактная пластина

При выборе аппаратуры и оборудования, работающих под давлением, необходимо рассчитать их прочность с целью обеспечения безопасности в процессе эксплуатации.

При расчете прочности элементов аппарата необходимо учитывать следующие совместно действующие нагрузки: внутреннее и наружное рабочее давление, массу аппарата и содержащейся в нем среды, ударные нагрузки.

При определении напряжений в элементах сосуда следует учитывать также температурные напряжения.

При расчете цилиндрических элементов, подверженных внутреннему давлению, цилиндрические элементы сосудов разделяют на тонкостенные и толстостенные.

Тонкостенными принято считать такие цилиндрические элементы, для которых 1,2, а толстостенными такие, для которых 1,2, где - отношение наружного диаметра цилиндрического сосуда Dн к внутреннему Dв.

Для расчета тонкостенных цилиндрических элементов сосудов (толщины стенки S, мм) применяют формулы:

по внутреннему диаметру

(23)

по наружному диаметру

(24)

по среднему диаметру

(25)

Допускаемое избыточное давление определяют соответственно по формулам:

, , (26)

,

где С - прибавка к расчетной толщине стенки на коррозию, мм; - коэффициент прочности швов цилиндрических элементов в продольном направлении (0,7…0,9).

При проверочных расчетах толстостенных цилиндрических элементов сосудов допускаемое рабочее давление определяют по формуле:

, (27), где

Расчет работающих под наружным давлением цилиндрических элементов, для которых , выполняют по формуле:

(28)

Для сосудов, у которых толщина стенки не менее 20 % внутреннего радиуса их сечения:

; , (29)

где Р - наружное равномерное давление (избыточное) среды, Па; rН - наружный радиус поперечного сечения сосуда, см; rвн - внутренний радиус поперечного сечения сосуда, см; max - максимальное сжимающее напряжение в осевом сечении сосуда на внутренние стороны стенки, Па; сж - допускаемое расчетное напряжение на сжатие, Па.

Делись добром ;)