Прынцып герметызацыі клапана

Існуе мноства тыпаў клапанаў, але іх асноўная функцыя адна і тая ж — падключаць або перакрываць паток асяроддзя. Таму праблема герметычнасці клапанаў становіцца вельмі актуальнай.

Каб клапан мог добра перакрываць паток асяроддзя і прадухіляць уцечку, неабходна пераканацца ў цэласнасці ўшчыльнення клапана. Існуе мноства прычын уцечкі клапана, у тым ліку неразумная канструкцыя, дэфектныя кантактныя паверхні ўшчыльнення, няшчыльныя крапежныя дэталі, няшчыльнае прыляганне паміж корпусам клапана і вечкам клапана і г.д. Усе гэтыя праблемы могуць прывесці да няправільнага ўшчыльнення клапана. Такім чынам, узнікае праблема ўцечкі.тэхналогія герметызацыі клапанаўз'яўляецца важнай тэхналогіяй, звязанай з прадукцыйнасцю і якасцю клапанаў, і патрабуе сістэматычных і паглыбленых даследаванняў.

З моманту стварэння клапанаў тэхналогія іх герметызацыі таксама значна развілася. Да гэтага часу тэхналогія герметызацыі клапанаў у асноўным адлюстроўваецца ў двух асноўных аспектах, а менавіта статычнай герметызацыі і дынамічнай герметызацыі.

Так званае статычнае ўшчыльненне звычайна адносіцца да ўшчыльнення паміж двума статычнымі паверхнямі. Метад герметызацыі статычнага ўшчыльнення ў асноўным выкарыстоўвае пракладкі.

Так званае дынамічнае ўшчыльненне ў асноўным адносіцца дагерметызацыя штока клапана, што прадухіляе ўцечку асяроддзя ў клапане пры руху штока клапана. Асноўным метадам герметызацыі дынамічнага ўшчыльнення з'яўляецца выкарыстанне сальніка.

1. Статычнае ўшчыльненне

Статычнае ўшчыльненне азначае ўтварэнне ўшчыльнення паміж двума нерухомымі секцыямі, і гэты метад ушчыльнення ў асноўным выкарыстоўвае пракладкі. Існуе мноства тыпаў шайб. Да найбольш распаўсюджаных шайб адносяцца плоскія шайбы, О-вобразныя шайбы, абгортавыя шайбы, шайбы спецыяльнай формы, хвалістыя шайбы і вітыя шайбы. Кожны тып можна далей падзяліць у залежнасці ад розных выкарыстаных матэрыялаў.
①Плоская шайбаПлоскія шайбы — гэта плоскія шайбы, якія размяшчаюцца паміж двума нерухомымі секцыямі. Звычайна, у залежнасці ад выкарыстаных матэрыялаў, іх можна падзяліць на пластыкавыя плоскія шайбы, гумовыя плоскія шайбы, металічныя плоскія шайбы і кампазітныя плоскія шайбы. Кожны матэрыял мае сваю вобласць прымянення.
②O-вобразнае кольца. O-вобразнае кольца адносіцца да пракладкі з O-вобразным папярочным сячэннем. Паколькі яе папярочны сячэнне мае O-вобразную форму, яна мае пэўны эфект самазацягвання, таму герметычнасць лепшая, чым у плоскай пракладкі.
③Уключаючы шайбы. Абгорнутая пракладка азначае пракладку, якая абгортвае пэўны матэрыял вакол іншага матэрыялу. Такая пракладка звычайна мае добрую эластычнасць і можа палепшыць эфект герметызацыі. ④Шайбы спецыяльнай формы. Шайбы спецыяльнай формы адносяцца да пракладак няправільнай формы, у тым ліку авальных шайб, алмазных шайб, зубчастых шайб, шайб тыпу «ластаўчын хвост» і г.д. Гэтыя шайбы звычайна маюць самазацягвальны эфект і часцей за ўсё выкарыстоўваюцца ў клапанах высокага і сярэдняга ціску.
⑤Хвалевая шайба. Хвалевая пракладка — гэта пракладка, якая мае толькі хвалепадобную форму. Звычайна яна складаецца з камбінацыі металічных і неметалічных матэрыялаў. Звычайна яна мае характарыстыкі невялікай сілы прыціскання і добрага ўшчыльняльнага эфекту.
⑥ Абгарніце шайбу. Гафрыраваныя пракладкі — гэта пракладкі, якія шчыльна абгортваюцца паміж сабой тонкімі металічнымі і неметалічнымі палоскамі. Гэты тып пракладкі мае добрую эластычнасць і герметычныя ўласцівасці. Матэрыялы для вырабу пракладак у асноўным адносяцца да трох катэгорый: металічныя матэрыялы, неметалічныя матэрыялы і кампазітныя матэрыялы. У цэлым, металічныя матэрыялы маюць высокую трываласць і высокую тэмпературную ўстойлівасць. Звычайна выкарыстоўваюцца медзь, алюміній, сталь і г.д. Існуе мноства відаў неметалічных матэрыялаў, у тым ліку вырабы з пластыка, гумы, азбесту, канопляў і г.д. Гэтыя неметалічныя матэрыялы шырока выкарыстоўваюцца і могуць быць выбраны ў адпаведнасці з канкрэтнымі патрэбамі. Існуе таксама мноства відаў кампазітных матэрыялаў, у тым ліку ламінат, кампазітныя панэлі і г.д., якія таксама выбіраюцца ў адпаведнасці з канкрэтнымі патрэбамі. Як правіла, часцей за ўсё выкарыстоўваюцца гафрыраваныя і спіральна-наматаныя шайбы.

2. Дынамічнае ўшчыльненне

Дынамічнае ўшчыльненне азначае ўшчыльненне, якое прадухіляе ўцечку асяроддзя ў клапане пры руху штока клапана. Гэта праблема ўшчыльнення падчас адноснага руху. Асноўным метадам ўшчыльнення з'яўляецца сальнік. Існуе два асноўныя тыпы сальнікаў: тып сальніка і тып з кампрэсійнай гайкай. Тып сальніка з'яўляецца найбольш распаўсюджанай формай у цяперашні час. У цэлым, з пункту гледжання формы сальніка, яго можна падзяліць на два тыпы: камбінаваны тып і інтэгральны тып. Нягледзячы на ​​тое, што кожная форма адрозніваецца, яны ў асноўным ўключаюць балты для сціску. Тып з кампрэсійнай гайкай звычайна выкарыстоўваецца для меншых клапанаў. З-за невялікага памеру гэтага тыпу сіла сціску абмежаваная.
У сальніку, паколькі набіўка непасрэдна кантактуе са штоком клапана, патрабуецца добрае ўшчыльненне, малы каэфіцыент трэння, здольнасць адаптавацца да ціску і тэмпературы асяроддзя і ўстойлівасць да карозіі. У цяперашні час у якасці напаўняльнікаў звычайна выкарыстоўваюцца гумовыя ўшчыльняльныя кольцы, плеценыя набіўкі з політэтрафторэтылену, азбеставыя набіўкі і пластыкавыя напаўняльнікі. Кожны напаўняльнік мае свае ўласныя ўмовы і дыяпазон прымянення, і яго варта выбіраць у адпаведнасці з канкрэтнымі патрэбамі. Герметызацыя прызначана для прадухілення ўцечкі, таму прынцып герметызацыі клапана таксама вывучаецца з пункту гледжання прадухілення ўцечкі. Існуюць два асноўныя фактары, якія выклікаюць уцечку. Адзін з найважнейшых фактараў, якія ўплываюць на характарыстыкі герметызацыі, гэта значыць зазор паміж парамі ўшчыльнення, а другі - розніца ціску паміж абодвума бакамі пары ўшчыльнення. Прынцып герметызацыі клапана таксама аналізуецца з чатырох бакоў: герметызацыя вадкасці, герметызацыя газу, прынцып герметызацыі канала ўцечкі і пара ўшчыльнення клапана.

Герметычнасць вадкасці

Герметычныя ўласцівасці вадкасцей вызначаюцца глейкасцю і павярхоўным нацяжэннем вадкасці. Калі капіляр клапана, які працякае, запоўнены газам, павярхоўнае нацяжэнне можа адштурхоўваць вадкасць або ўводзіць вадкасць у капіляр. Гэта стварае тангенсны вугал. Калі тангенсны вугал меншы за 90°, вадкасць будзе ўпырсквацца ў капіляр і адбудзецца ўцечка. Уцечка ўзнікае з-за розных уласцівасцей асяроддзя. Эксперыменты з выкарыстаннем розных асяроддзяў дадуць розныя вынікі пры аднолькавых умовах. Можна выкарыстоўваць ваду, паветра або газу і г.д. Калі тангенсны вугал большы за 90°, таксама адбудзецца ўцечка. Гэта звязана з тлушчавай або васковай плёнкай на паверхні металу. Пасля таго, як гэтыя паверхневыя плёнкі раствараюцца, уласцівасці паверхні металу змяняюцца, і першапачаткова адштурхоўваная вадкасць будзе змочваць паверхню і працякаць. Улічваючы вышэйзгаданую сітуацыю, згодна з формулай Пуасона, мэта прадухілення ўцечкі або памяншэння колькасці ўцечкі можа быць дасягнута шляхам памяншэння дыяметра капіляра і павелічэння глейкасці асяроддзя.

Газагерметычнасць

Згодна з формулай Пуасона, герметычнасць газу залежыць ад глейкасці малекул газу і самога газу. Уцечка адваротна прапарцыйная даўжыні капілярнай трубкі і глейкасці газу, і прама прапарцыйная дыяметру капілярнай трубкі і рухаючай сіле. Калі дыяметр капілярнай трубкі роўны сярэдняй ступені свабоды малекул газу, малекулы газу будуць паступаць у капілярную трубку са свабодным цеплавым рухам. Такім чынам, пры праверцы герметычнасці клапана асяроддзем павінна быць вада, каб дасягнуць эфекту герметызацыі, а паветра, гэта значыць газ, не можа дасягнуць эфекту герметызацыі.

Нават калі мы паменшым дыяметр капіляра пад малекуламі газу шляхам пластычнай дэфармацыі, мы ўсё роўна не зможам спыніць паток газу. Прычына ў тым, што газы ўсё яшчэ могуць дыфундаваць праз металічныя сценкі. Таму пры правядзенні газавых выпрабаванняў мы павінны быць больш строгімі, чым пры выпрабаваннях з вадкасцю.

Прынцып герметызацыі канала ўцечкі

Ушчыльняльнік клапана складаецца з дзвюх частак: няроўнасці, размеркаванай па хвалістай паверхні, і шурпатасці хвалістасці на адлегласці паміж пікамі хвалі. У выпадку, калі большасць металічных матэрыялаў у нашай краіне маюць нізкую пругкую дэфармацыю, для дасягнення герметычнасці неабходна падняць больш высокія патрабаванні да сілы сціску металічнага матэрыялу, гэта значыць, сіла сціску матэрыялу павінна перавышаць яго пругкасць. Таму пры праектаванні клапана ўшчыльняльная пара падбіраецца з пэўнай розніцай цвёрдасці. Пад дзеяннем ціску будзе ўтварацца пэўная ступень пластычнай дэфармацыі ўшчыльняльнага эфекту.

Калі ўшчыльняльная паверхня выраблена з металічных матэрыялаў, то няроўныя выступаючыя кропкі на паверхні з'явяцца раней за ўсё. Спачатку толькі невялікая нагрузка можа выклікаць пластычную дэфармацыю гэтых няроўных выступаючых кропак. Пры павелічэнні паверхні кантакту няроўнасць паверхні становіцца пластычна-пругкай. У гэты час шурпатасць будзе прысутнічаць з абодвух бакоў у паглыбленні. Калі неабходна прыкласці нагрузку, якая можа выклікаць сур'ёзную пластычную дэфармацыю асноўнага матэрыялу, і прывесці дзве паверхні ў цесны кантакт, гэтыя пакінутыя шляхі можна зрабіць блізкімі ўздоўж бесперапыннай лініі і акружнага кірунку.

Пара ўшчыльняльнікаў клапанаў

Ушчыльняльная пара клапана — гэта частка сядла клапана і замыкальнага элемента, якая зачыняецца пры кантакце адзін з адным. Падчас выкарыстання металічная ўшчыльняльная паверхня лёгка пашкоджваецца захопленымі асяроддзямі, карозіяй асяроддзя, часціцамі зносу, кавітацыяй і эрозіяй. Напрыклад, часціцамі зносу. Калі часціцы зносу меншыя за шурпатасць паверхні, дакладнасць паверхні палепшыцца, а не пагоршыцца пры зносе ўшчыльняльнай паверхні. Наадварот, дакладнасць паверхні пагоршыцца. Таму пры выбары часціц зносу неабходна ўсебакова ўлічваць такія фактары, як іх матэрыялы, умовы працы, змазвальная здольнасць і карозія ўшчыльняльнай паверхні.

Гэтак жа, як і ў выпадку з часціцамі зносу, пры выбары ўшчыльняльнікаў мы павінны ўсебакова ўлічваць розныя фактары, якія ўплываюць на іх прадукцыйнасць, каб прадухіліць уцечку. Таму неабходна выбіраць матэрыялы, устойлівыя да карозіі, драпін і эрозіі. У адваротным выпадку адсутнасць якіх-небудзь патрабаванняў значна знізіць эфектыўнасць герметызацыі.