Принцип ущільнення клапана

Існує багато типів клапанів, але їх основна функція однакова, а саме з’єднання або перекриття потоку середовища. Тому проблема ущільнення клапанів стає дуже актуальною.

Щоб гарантувати, що клапан може добре перекрити потік середовища та запобігти витоку, необхідно переконатися, що ущільнення клапана не пошкоджене. Є багато причин протікання клапана, включаючи необґрунтовану конструкцію конструкції, дефектні ущільнювальні контактні поверхні, ослаблені кріпильні деталі, слабке прилягання між корпусом клапана та кришкою клапана тощо. Усі ці проблеми можуть призвести до неправильного ущільнення клапана. Що ж, таким чином створюється проблема витоку. томутехнологія ущільнення клапанівце важлива технологія, пов’язана з продуктивністю та якістю клапанів, і вимагає систематичних і глибоких досліджень.

З моменту створення клапанів технологія їх ущільнення також зазнала значного розвитку. Поки що технологія ущільнення клапанів в основному відображається у двох основних аспектах, а саме статичне ущільнення та динамічне ущільнення.

Так зване статичне ущільнення зазвичай відноситься до ущільнення між двома статичними поверхнями. Метод ущільнення статичного ущільнення в основному використовує прокладки.

Так зване динамічне ущільнення в основному стосуєтьсяущільнення штока клапана, що запобігає витоку середовища в клапані при русі штока клапана. Основним способом ущільнення динамічного ущільнення є використання сальника.

1. Статичне ущільнення

Статичне ущільнення стосується утворення ущільнення між двома нерухомими ділянками, а метод ущільнення в основному використовує прокладки. Існує багато видів пральних машин. Зазвичай використовувані шайби включають плоскі шайби, О-подібні шайби, загорнуті шайби, шайби спеціальної форми, хвилеподібні шайби та намотані шайби. Кожен тип можна додатково розділити відповідно до різних використовуваних матеріалів.
①Плоска шайба. Плоскі шайби — це плоскі шайби, які розміщуються рівно між двома нерухомими секціями. Загалом, відповідно до використовуваних матеріалів, їх можна розділити на пластикові плоскі шайби, гумові плоскі шайби, металеві плоскі шайби та композитні плоскі шайби. Кожен матеріал має своє застосування. діапазон.
②Ущільнювальне кільце. Ущільнювальне кільце відноситься до прокладки з O-подібним поперечним перерізом. Оскільки його поперечний переріз має O-подібну форму, він має певний ефект самозатягування, тому ефект ущільнення кращий, ніж у плоскої прокладки.
③Включіть шайби. Загорнута прокладка відноситься до прокладки, яка обертає певний матеріал на інший матеріал. Така прокладка, як правило, має хорошу еластичність і може посилити ефект ущільнення. ④Шайби спеціальної форми. Шайби спеціальної форми відносяться до прокладок неправильної форми, включаючи овальні шайби, ромбовидні шайби, шайби типу зубчасті, шайби типу ластівчин хвіст тощо. Ці шайби зазвичай мають ефект самозатягування та в основному використовуються в клапанах високого та середнього тиску .
⑤Хвильова шайба. Хвилеподібні прокладки - це прокладки, які мають лише форму хвилі. Ці прокладки зазвичай складаються з комбінації металевих і неметалевих матеріалів. Вони, як правило, мають характеристики невеликої сили натискання та хорошого ефекту ущільнення.
⑥ Загорніть шайбу. Намотані прокладки – це прокладки, утворені шляхом щільного згортання тонких металевих смужок і неметалевих смужок. Цей тип прокладки має хороші еластичні та ущільнювальні властивості. Матеріали для виготовлення прокладок в основному включають три категорії, а саме металеві матеріали, неметалічні матеріали та композитні матеріали. Загалом металеві матеріали мають високу міцність і сильну термостійкість. Зазвичай використовувані металеві матеріали включають мідь, алюміній, сталь тощо. Існує багато типів неметалічних матеріалів, у тому числі пластикові вироби, гумові вироби, азбестові вироби, вироби з конопель тощо. Ці неметалеві матеріали широко використовуються та можуть бути обрані відповідно до конкретних потреб. Існує також багато видів композитних матеріалів, включаючи ламінати, композитні панелі тощо, які також підбираються відповідно до конкретних потреб. Як правило, в основному використовуються гофровані шайби та спіральні шайби.

2. Динамічне ущільнення

Динамічне ущільнення означає ущільнення, яке запобігає витоку середовища в клапані під час руху штока клапана. Це проблема ущільнення під час відносного руху. Основним способом ущільнення є сальник. Сальники бувають двох основних типів: сальниковий і з натискною гайкою. Тип залози є найбільш часто використовуваною формою в даний час. Взагалі, за формою залозу можна розділити на два типи: комбінований тип і інтегральний тип. Хоча кожна форма відрізняється, вони в основному містять болти для стиснення. Тип компресійної гайки зазвичай використовується для менших клапанів. Через невеликі розміри цього типу сила стиснення обмежена.
У сальниковій коробці, оскільки ущільнення знаходиться в прямому контакті зі штоком клапана, ущільнення повинно мати хорошу герметичність, малий коефіцієнт тертя, бути здатним адаптуватися до тиску та температури середовища та бути стійким до корозії. В даний час широко використовувані наповнювачі включають гумові ущільнювальні кільця, політетрафторетиленове плетене ущільнення, азбестове ущільнення та пластикові наповнювачі для формування. Кожен наповнювач має свої власні застосовні умови та діапазон, і його слід вибирати відповідно до конкретних потреб. Ущільнення призначене для запобігання витоку, тому принцип ущільнення клапана також вивчається з точки зору запобігання витоку. Є два основні фактори, що викликають витік. Один є найважливішим фактором, що впливає на ефективність ущільнення, тобто зазор між парами ущільнювачів, а інший є різницею тиску між обома сторонами пари ущільнень. Принцип ущільнення клапана також аналізується з чотирьох аспектів: ущільнення рідини, ущільнення газу, принцип ущільнення каналу витоку та пара ущільнень клапана.

Водонепроникність

Герметичні властивості рідин визначаються в'язкістю і поверхневим натягом рідини. Коли капіляр клапана, що протікає, заповнений газом, поверхневий натяг може відштовхувати рідину або вводити рідину в капіляр. Це створює дотичний кут. Коли дотичний кут менше 90°, рідина буде впорскуватися в капіляр, і відбудеться витік. Витік відбувається через різні властивості середовища. Експерименти з використанням різних середовищ дадуть різні результати за однакових умов. Ви можете використовувати воду, повітря або гас тощо. Коли дотичний кут перевищує 90°, також відбудеться витік. Оскільки це пов’язано з жировою або восковою плівкою на металевій поверхні. Коли ці поверхневі плівки розчиняються, властивості металевої поверхні змінюються, і спочатку відштовхнута рідина змочує поверхню та витікає. З огляду на наведену вище ситуацію, згідно з формулою Пуассона, мета запобігання витоку або зменшення кількості витоку може бути досягнута шляхом зменшення діаметра капіляра та збільшення в'язкості середовища.

Газонепроникність

Відповідно до формули Пуассона герметичність газу пов’язана з в’язкістю молекул газу та газу. Витік обернено пропорційний довжині капілярної трубки та в'язкості газу та прямо пропорційний діаметру капілярної трубки та рушійній силі. Коли діаметр капілярної трубки дорівнює середньому ступеню свободи молекул газу, молекули газу будуть текти в капілярну трубку з вільним тепловим рухом. Тому, коли ми проводимо тест на герметичність клапана, середовищем має бути вода, щоб досягти ефекту ущільнення, а повітря, тобто газ, не може досягти ефекту ущільнення.

Навіть якщо ми зменшимо діаметр капіляра під молекулами газу за допомогою пластичної деформації, ми все одно не зможемо зупинити потік газу. Причина в тому, що гази все ще можуть дифундувати через металеві стінки. Тому, коли ми проводимо газові тести, ми повинні бути суворішими, ніж рідинні тести.

Принцип герметизації каналу витоку

Ущільнення клапана складається з двох частин: нерівності, що поширюються на поверхні хвилі, і шорсткості хвилястості на відстані між вершинами хвилі. У випадку, коли більшість металевих матеріалів у нашій країні мають низьку пружну деформацію, якщо ми хочемо досягти герметичності, нам потрібно підвищити вимоги до сили стиснення металевого матеріалу, тобто сили стиснення матеріалу має перевищувати його еластичність. Тому при проектуванні клапана пара ущільнювачів підбирається з певною різницею твердості. Під дією тиску буде створюватися ефект ущільнення пластичної деформації певного ступеня.

Якщо ущільнювальна поверхня виготовлена ​​з металевих матеріалів, то нерівні виступаючі точки на поверхні з’являться швидше за все. На початку можна використовувати лише невелике навантаження, щоб викликати пластичну деформацію цих нерівних виступаючих точок. При збільшенні поверхні контакту нерівність поверхні стає пластично-пружною деформацією. У цей час шорсткості з обох сторін у виїмці будуть існувати. Коли необхідно застосувати навантаження, яке може спричинити серйозну пластичну деформацію основного матеріалу, і зробити дві поверхні щільним контактом, ці траєкторії, що залишилися, можна зблизити уздовж безперервної лінії та в окружному напрямку.

Пара сальника клапана

Ущільнювальна пара клапана - це частина сідла клапана та запірного елемента, яка закривається, коли вони контактують один з одним. Під час використання металева ущільнювальна поверхня легко пошкоджується захопленими середовищами, корозією середовища, частинками зносу, кавітацією та ерозією. Наприклад, частинки зносу. Якщо частинки зносу менші за шорсткість поверхні, точність поверхні буде покращена, а не погіршена, коли ущільнювальна поверхня зношена. Навпаки, точність поверхні буде погіршена. Тому при виборі частинок зносу слід всебічно враховувати такі фактори, як їхній матеріал, робочі умови, змащувальну здатність і корозію на поверхні ущільнення.

Як і частки зносу, коли ми вибираємо ущільнення, ми повинні всебічно враховувати різні фактори, які впливають на їхню роботу, щоб запобігти витоку. Тому необхідно вибирати матеріали, стійкі до корозії, подряпин і ерозії. В іншому випадку відсутність будь-яких вимог значно знизить його герметичні властивості.