Принцип уплотнения клапана

Существует много типов клапанов, но их основная функция одна и та же: соединять или перекрывать поток среды. Поэтому проблема уплотнения клапанов становится очень актуальной.

Чтобы клапан мог хорошо перекрывать поток среды и предотвращать утечку, необходимо убедиться в целостности уплотнения клапана. Существует множество причин негерметичности клапана, в том числе необоснованная конструкция конструкции, дефектные контактные поверхности уплотнений, незакрепленные детали крепления, неплотное прилегание между корпусом клапана и крышкой клапана и т. д. Все эти проблемы могут привести к неправильному уплотнению клапана. Ну, тем самым создавая проблему утечки. Поэтому,технология герметизации клапановЭто важная технология, связанная с производительностью и качеством клапанов, и требует систематических и глубоких исследований.

С момента создания клапанов технология их уплотнения также претерпела большое развитие. На сегодняшний день технология уплотнения клапанов в основном отражается в двух основных аспектах, а именно статическом уплотнении и динамическом уплотнении.

Так называемое статическое уплотнение обычно относится к уплотнению между двумя статическими поверхностями. В методе статического уплотнения в основном используются прокладки.

Так называемое динамическое уплотнение в основном относится куплотнение стержня клапана, что предотвращает утечку среды в клапане при движении штока клапана. Основным методом уплотнения динамического уплотнения является использование сальника.

1. Статическое уплотнение

Статическая герметизация подразумевает образование уплотнения между двумя неподвижными секциями, при этом методе герметизации в основном используются прокладки. Существует множество типов моек. Обычно используемые шайбы включают плоские шайбы, О-образные шайбы, обернутые шайбы, шайбы специальной формы, волнистые шайбы и намотанные шайбы. Каждый тип можно разделить в зависимости от используемых материалов.
①Плоская шайба. Плоские шайбы — это плоские шайбы, которые плоско размещаются между двумя неподвижными секциями. Как правило, в зависимости от используемых материалов их можно разделить на пластиковые плоские шайбы, резиновые плоские шайбы, металлические плоские шайбы и композитные плоские шайбы. Каждый материал имеет свое применение. диапазон.
②Уплотнительное кольцо. Под уплотнительным кольцом подразумевается прокладка с О-образным поперечным сечением. Поскольку его поперечное сечение имеет О-образную форму, оно обладает определенным эффектом самозатягивания, поэтому эффект герметизации лучше, чем у плоской прокладки.
③Включите шайбы. Обернутая прокладка — это прокладка, которая наматывает один материал на другой материал. Такая прокладка обычно обладает хорошей эластичностью и может повысить герметизирующий эффект. ④Шайбы специальной формы. Шайбы специальной формы относятся к прокладкам неправильной формы, включая овальные шайбы, алмазные шайбы, шестеренчатые шайбы, шайбы типа «ласточкин хвост» и т. д. Эти шайбы обычно обладают самозатягивающимся эффектом и в основном используются в клапанах высокого и среднего давления. .
⑤Волновая шайба. Волнистые прокладки — это прокладки, имеющие только волнообразную форму. Эти прокладки обычно состоят из комбинации металлических и неметаллических материалов. Обычно они обладают небольшой силой нажатия и хорошим уплотняющим эффектом.
⑥ Оберните шайбу. Намоточные прокладки представляют собой прокладки, образованные путем плотного обертывания тонких металлических и неметаллических полосок вместе. Этот тип прокладки обладает хорошей эластичностью и герметизирующими свойствами. Материалы для изготовления прокладок в основном включают три категории: металлические материалы, неметаллические материалы и композиционные материалы. Вообще говоря, металлические материалы обладают высокой прочностью и термостойкостью. Обычно используемые металлические материалы включают медь, алюминий, сталь и т. д. Существует множество типов неметаллических материалов, включая пластиковые изделия, резиновые изделия, асбестовые изделия, изделия из конопли и т. д. Эти неметаллические материалы широко используются и могут быть выбраны. в соответствии с конкретными потребностями. Существует также множество видов композитных материалов, в том числе ламинаты, композитные панели и т. д., которые также подбираются в соответствии с конкретными потребностями. Как правило, чаще всего используются гофрированные шайбы и шайбы со спиральной намоткой.

2. Динамическое уплотнение

Динамическое уплотнение — это уплотнение, которое предотвращает утечку потока среды в клапане при движении штока клапана. Это проблема уплотнения при относительном движении. Основным способом уплотнения является сальниковая коробка. Существует два основных типа сальников: сальники и сальники с нажимной гайкой. Тип железы является наиболее часто используемой формой в настоящее время. Вообще говоря, по форме железы ее можно разделить на два типа: комбинированный тип и цельный тип. Хотя каждая форма отличается, в основном они включают в себя болты для сжатия. Тип нажимной гайки обычно используется для клапанов меньшего размера. Из-за небольшого размера этого типа сила сжатия ограничена.
В сальнике, поскольку набивка находится в непосредственном контакте со стержнем клапана, набивка должна иметь хорошую герметизацию, малый коэффициент трения, уметь адаптироваться к давлению и температуре среды, быть коррозионностойкой. В настоящее время широко используемые наполнители включают резиновые уплотнительные кольца, плетеную набивку из политетрафторэтилена, асбестовую набивку и наполнители для формования пластмасс. Каждый наполнитель имеет свои собственные применимые условия и диапазон, и его следует выбирать в соответствии с конкретными потребностями. Уплотнение предназначено для предотвращения утечек, поэтому принцип герметизации клапана также изучается с точки зрения предотвращения утечек. Есть два основных фактора, вызывающих утечку. Одним из наиболее важных факторов, влияющих на эффективность уплотнения, является зазор между парами уплотнений, а вторым – разница давлений между обеими сторонами пары уплотнений. Принцип уплотнения клапана также анализируется с четырех аспектов: жидкостное уплотнение, газовое уплотнение, принцип уплотнения канала утечки и пара уплотнений клапана.

Герметичность жидкости

Герметизирующие свойства жидкостей определяются вязкостью и поверхностным натяжением жидкости. Когда капилляр негерметичного клапана заполнен газом, поверхностное натяжение может оттолкнуть жидкость или ввести жидкость в капилляр. Это создает касательный угол. Когда угол касательной меньше 90°, жидкость будет впрыскиваться в капилляр и произойдет утечка. Утечка возникает из-за различных свойств среды. Эксперименты с использованием разных сред дадут разные результаты в одних и тех же условиях. Можно использовать воду, воздух или керосин и т. д. При угле касания более 90° также произойдет утечка. Потому что это связано с жирной или восковой пленкой на металлической поверхности. Как только эти поверхностные пленки растворяются, свойства поверхности металла изменяются, и первоначально отталкивающаяся жидкость смачивает поверхность и вытекает. С учетом вышеизложенной ситуации, согласно формуле Пуассона, цель предотвращения утечек или уменьшения количества утечек может быть достигнута за счет уменьшения диаметра капилляров и увеличения вязкости среды.

Газонепроницаемость

Согласно формуле Пуассона, герметичность газа связана с вязкостью молекул газа и самого газа. Утечка обратно пропорциональна длине капиллярной трубки и вязкости газа и прямо пропорциональна диаметру капиллярной трубки и движущей силе. Когда диаметр капиллярной трубки равен средней степени свободы молекул газа, молекулы газа будут течь в капиллярную трубку со свободным тепловым движением. Поэтому, когда мы проводим испытание на герметичность клапана, для достижения эффекта уплотнения средой должна быть вода, а воздух, то есть газ, не может обеспечить эффект уплотнения.

Даже если мы уменьшим диаметр капилляров под молекулами газа за счет пластической деформации, мы все равно не сможем остановить поток газа. Причина в том, что газы все еще могут диффундировать через металлические стенки. Поэтому, когда мы проводим испытания газа, мы должны быть более строгими, чем испытания жидкостей.

Принцип герметизации канала утечки

Уплотнение клапана состоит из двух частей: неровностей, растекающихся по волновой поверхности, и шероховатостей волнистости на расстоянии между вершинами волн. В случае, когда большинство металлических материалов в нашей стране имеют низкую упругую деформацию, если мы хотим достичь герметичного состояния, нам необходимо повысить требования к силе сжатия металлического материала, то есть к силе сжатия материала. должна превышать свою эластичность. Поэтому при проектировании клапана уплотнительная пара подбирается с определенной разницей твердости. Под действием давления возникает определенная степень уплотняющего эффекта пластической деформации.

Если уплотнительная поверхность изготовлена ​​из металлических материалов, то раньше всего на поверхности появятся неровные выступающие точки. Вначале можно использовать лишь небольшую нагрузку, чтобы вызвать пластическую деформацию этих неровных выступающих точек. При увеличении поверхности контакта неровности поверхности становятся пластически-упругими деформациями. В это время в выемке с обеих сторон будут присутствовать шероховатости. Когда необходимо приложить нагрузку, которая может вызвать серьезную пластическую деформацию подлежащего материала, и обеспечить тесный контакт двух поверхностей, эти оставшиеся траектории можно сделать близкими по непрерывной линии и окружному направлению.

Пара уплотнений клапана

Уплотнительная пара клапана — это часть седла клапана и запирающего элемента, которая закрывается при соприкосновении друг с другом. Во время использования металлическая уплотнительная поверхность легко повреждается увлекаемыми средами, коррозией среды, частицами износа, кавитацией и эрозией. Например, частицы износа. Если частицы износа меньше шероховатости поверхности, точность поверхности будет улучшаться, а не ухудшаться при изнашивании уплотняющей поверхности. Напротив, точность поверхности будет ухудшаться. Поэтому при выборе частиц износа необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как их материалы, условия работы, смазывающая способность и коррозия на уплотняемой поверхности.

Как и в случае с частицами износа, при выборе уплотнений мы должны всесторонне учитывать различные факторы, влияющие на их работу, чтобы предотвратить утечку. Поэтому необходимо выбирать материалы, устойчивые к коррозии, царапинам и эрозии. В противном случае отсутствие каких-либо требований значительно снизит эффективность герметизации.