Venttiilin tiivistysperiaate

Venttiileitä on monenlaisia, mutta niiden perustehtävä on sama, eli väliaineen virtauksen kytkeminen tai katkaisu. Siksi venttiilien tiivistysongelma tulee erittäin näkyväksi.

Jotta venttiili pystyy katkaisemaan väliaineen virtauksen hyvin ja estämään vuodot, on varmistettava, että venttiilin tiiviste on ehjä. Venttiilin vuotamiseen on monia syitä, mukaan lukien kohtuuton rakennesuunnittelu, vialliset tiivistyspinnat, löysät kiinnitysosat, löysä sovitus venttiilin rungon ja venttiilin kannen välillä jne. Kaikki nämä ongelmat voivat johtaa väärään venttiilin tiivistykseen. No, mikä aiheuttaa vuotoongelman. Siksiventtiilien tiivistystekniikkaon tärkeä venttiilin suorituskykyyn ja laatuun liittyvä tekniikka ja vaatii systemaattista ja syvällistä tutkimusta.

Venttiilien luomisen jälkeen myös niiden tiivistystekniikka on kehittynyt voimakkaasti. Toistaiseksi venttiilien tiivistystekniikka on näkynyt pääasiassa kahdessa pääasiassa, nimittäin staattisessa ja dynaamisessa tiivisyksessä.

Ns. staattinen tiiviste tarkoittaa yleensä kahden staattisen pinnan välistä tiivistettä. Staattisen tiivisteen tiivistysmenetelmässä käytetään pääasiassa tiivisteitä.

Ns. dynaaminen tiiviste viittaa pääasiassaventtiilin varren tiivistys, joka estää venttiilin väliaineen vuotamisen venttiilin varren liikkeen myötä. Dynaamisen tiivisteen tärkein tiivistysmenetelmä on tiivisteholkin käyttö.

1. Staattinen tiiviste

Staattisella tiivistyksellä tarkoitetaan tiivisteen muodostamista kahden kiinteän osan välille, ja tiivistysmenetelmässä käytetään pääasiassa tiivisteitä. Pesukoneja on monenlaisia. Yleisesti käytettyjä aluslevyjä ovat litteät aluslevyt, O-muotoiset aluslevyt, kääretyt aluslevyt, erikoismuotoiset aluslevyt, aaltoaluslevyt ja kierrelevyt. Jokainen tyyppi voidaan jakaa edelleen eri käytettyjen materiaalien mukaan.
①Tasainen aluslevy. Litteät aluslevyt ovat litteitä aluslevyjä, jotka asetetaan tasaisesti kahden kiinteän osan väliin. Yleensä käytettyjen materiaalien mukaan ne voidaan jakaa muovisiin tasoaluslevyihin, kumisiin tasoaluslevyihin, metallitasaisiin aluslevyihin ja komposiittitasoaluslevyihin. Jokaisella materiaalilla on oma sovelluksensa. alue.
②O-rengas. O-rengas tarkoittaa tiivistettä, jonka poikkileikkaus on O-muotoinen. Koska sen poikkileikkaus on O-muotoinen, sillä on tietty itsekiristyvä vaikutus, joten tiivistysvaikutus on parempi kuin litteällä tiivisteellä.
③ Sisältää aluslevyt. Kääritty tiiviste tarkoittaa tiivistettä, joka kietoo tietyn materiaalin toisen materiaalin päälle. Tällaisella tiivisteellä on yleensä hyvä elastisuus ja se voi parantaa tiivistysvaikutusta. ④Erikoismuotoiset aluslevyt. Erikoismuotoisilla aluslevyillä tarkoitetaan epäsäännöllisen muotoisia tiivisteitä, mukaan lukien soikeat aluslevyt, timanttilevyt, hammaspyörätyyppiset aluslevyt, lohenpyrstölevyt jne. Näillä aluslevyillä on yleensä itsekiristyvä vaikutus ja niitä käytetään enimmäkseen korkea- ja keskipaineventtiileissä. .
⑤ Aaltopesuri. Aaltotiivisteet ovat tiivisteitä, joilla on vain aaltomuoto. Nämä tiivisteet koostuvat yleensä metallimateriaalien ja ei-metallisten materiaalien yhdistelmästä. Niillä on yleensä pieni puristusvoima ja hyvä tiivistysvaikutus.
⑥ Kääri aluslevy. Haavatiivisteillä tarkoitetaan tiivisteitä, jotka on muodostettu käärimällä ohuet metallinauhat ja ei-metalliset nauhat tiukasti yhteen. Tämän tyyppisellä tiivisteellä on hyvä elastisuus ja tiivistysominaisuudet. Tiivisteiden valmistusmateriaalit sisältävät pääasiassa kolme luokkaa, nimittäin metallimateriaalit, ei-metalliset materiaalit ja komposiittimateriaalit. Yleisesti ottaen metallimateriaaleilla on korkea lujuus ja vahva lämmönkestävyys. Yleisesti käytettyjä metallimateriaaleja ovat kupari, alumiini, teräs jne. Ei-metallisia materiaaleja on monenlaisia, mukaan lukien muovituotteet, kumituotteet, asbestituotteet, hampputuotteet jne. Näitä ei-metallisia materiaaleja käytetään laajalti ja ne voidaan valita. erityistarpeiden mukaan. On myös monenlaisia ​​komposiittimateriaaleja, kuten laminaatteja, komposiittipaneeleja jne., jotka myös valitaan erityistarpeiden mukaan. Yleensä käytetään enimmäkseen aallotettuja aluslevyjä ja kierrelevyjä.

2. Dynaaminen tiiviste

Dynaaminen tiiviste tarkoittaa tiivistettä, joka estää venttiilissä olevan väliaineen vuotamisen venttiilin varren liikkeen myötä. Tämä on tiivistysongelma suhteellisen liikkeen aikana. Tärkein tiivistysmenetelmä on tiivistelaatikko. Tiivisteholkkeja on kahta perustyyppiä: tiivistetyyppi ja puristusmutterityyppi. Rauhatyyppi on tällä hetkellä yleisimmin käytetty muoto. Yleisesti ottaen rauhasen muodon suhteen se voidaan jakaa kahteen tyyppiin: yhdistetty tyyppi ja kiinteä tyyppi. Vaikka jokainen muoto on erilainen, ne sisältävät pohjimmiltaan puristuspultteja. Puristusmutterityyppiä käytetään yleensä pienempiin venttiileihin. Tämän tyypin pienen koon vuoksi puristusvoima on rajoitettu.
Koska tiiviste on suorassa kosketuksessa venttiilin karaan, tiivisteholkin tiivisteeltä vaaditaan hyvä tiiviys, pieni kitkakerroin, sen on kyettävä sopeutumaan väliaineen paineeseen ja lämpötilaan ja se on korroosionkestävä. Tällä hetkellä yleisesti käytettyjä täyteaineita ovat kumiset O-renkaat, polytetrafluorieteenipunostiivisteet, asbestitiivisteet ja muoviset valutäyteaineet. Jokaisella täyteaineella on omat sovellettavat ehdot ja valikoimansa, ja ne tulee valita erityistarpeiden mukaan. Tiivistyksen tarkoituksena on estää vuotoja, joten venttiilin tiivistyksen periaatetta tutkitaan myös vuotojen estämisen näkökulmasta. On kaksi päätekijää, jotka aiheuttavat vuodon. Toinen on tärkein tiivistyskykyyn vaikuttava tekijä, eli tiivistysparien välinen rako, ja toinen on tiivistysparin molempien puolten välinen paine-ero. Venttiilin tiivistysperiaatetta analysoidaan myös neljästä näkökulmasta: nestetiivistys, kaasutiivistys, vuotokanavan tiivistysperiaate ja venttiilin tiivistepari.

Nestetiiviys

Nesteiden tiivistysominaisuudet määräytyvät nesteen viskositeetin ja pintajännityksen mukaan. Kun vuotavan venttiilin kapillaari on täytetty kaasulla, pintajännitys voi hylätä nesteen tai viedä nestettä kapillaariin. Tämä luo tangenttikulman. Kun tangenttikulma on alle 90°, nestettä ruiskutetaan kapillaariin ja tapahtuu vuotoa. Vuoto johtuu väliaineen erilaisista ominaisuuksista. Kokeet käyttämällä erilaisia ​​​​mediaa antavat erilaisia ​​​​tuloksia samoissa olosuhteissa. Voit käyttää vettä, ilmaa tai kerosiinia jne. Kun tangenttikulma on suurempi kuin 90°, myös vuotoja tapahtuu. Koska se liittyy metallipinnalla olevaan rasva- tai vahakalvoon. Kun nämä pintakalvot ovat liuenneet, metallipinnan ominaisuudet muuttuvat ja alun perin hylkitty neste kastelee pinnan ja vuotaa. Edellä esitetyn tilanteen valossa Poissonin kaavan mukaan vuodon estämisen tai vuodon määrän vähentämisen tarkoitus voidaan saavuttaa pienentämällä kapillaarin halkaisijaa ja lisäämällä väliaineen viskositeettia.

Kaasun tiiviys

Poissonin kaavan mukaan kaasun tiiviys on suhteessa kaasumolekyylien ja kaasun viskositeettiin. Vuoto on kääntäen verrannollinen kapillaariputken pituuteen ja kaasun viskositeettiin ja suoraan verrannollinen kapillaariputken halkaisijaan ja käyttövoimaan. Kun kapillaariputken halkaisija on sama kuin kaasumolekyylien keskimääräinen vapausaste, kaasumolekyylit virtaavat kapillaariputkeen vapaalla lämpöliikkeellä. Siksi, kun teemme venttiilin tiivistystestin, väliaineen on oltava vettä tiivistysvaikutuksen saavuttamiseksi, ja ilma, eli kaasu, ei voi saavuttaa tiivistysvaikutusta.

Vaikka pienennämme kapillaarin halkaisijaa kaasumolekyylien alapuolelle plastisen muodonmuutoksen avulla, emme silti voi pysäyttää kaasun virtausta. Syynä on se, että kaasut voivat edelleen levitä metalliseinien läpi. Siksi, kun teemme kaasutestejä, meidän on oltava tiukempia kuin nestetestit.

Vuotokanavan tiivistysperiaate

Venttiilin tiiviste koostuu kahdesta osasta: aallonpinnalle levinneestä epätasaisuudesta ja aallonpiippujen välisen etäisyyden aaltoilun karkeudesta. Siinä tapauksessa, että suurimmalla osalla maamme metallimateriaaleista on alhainen elastinen jännitys, jos haluamme saavuttaa tiiviin tilan, meidän on nostettava korkeampia vaatimuksia metallimateriaalin puristusvoimalle, toisin sanoen materiaalin puristusvoimalle. on ylitettävä sen joustavuus. Siksi venttiiliä suunniteltaessa tiivistepari sovitetaan tietyllä kovuuserolla. Paineen vaikutuksesta syntyy tietty plastisen muodonmuutoksen tiivistysvaikutus.

Jos tiivistepinta on valmistettu metallimateriaaleista, pinnan epätasaiset ulkonevat kohdat ilmestyvät aikaisintaan. Alussa vain pienellä kuormalla voidaan saada aikaan plastinen muodonmuutos näissä epätasaisissa ulkonevissa kohdissa. Kosketuspinnan kasvaessa pinnan epätasaisuuksista tulee plastis-elastinen muodonmuutos. Tällä hetkellä syvennyksen molemmilla puolilla on epätasaisuutta. Kun on tarpeen kohdistaa kuorma, joka voi aiheuttaa vakavan plastisen muodonmuutoksen alla olevaan materiaaliin, ja saada kaksi pintaa läheiseen kosketukseen, nämä jäljelle jäävät reitit voidaan tehdä lähelle jatkuvaa linjaa ja kehän suuntaa pitkin.

Venttiilin tiivistepari

Venttiilin tiivistepari on se osa venttiilin istukasta ja sulkuelimestä, joka sulkeutuu, kun ne joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa. Käytön aikana metallitiivistepinta vaurioituu helposti mukana kulkeutuneiden väliaineiden, väliaineen korroosion, kulumishiukkasten, kavitaatioiden ja eroosion vuoksi. Kuten kulumishiukkasia. Jos kulumishiukkaset ovat pienempiä kuin pinnan karheus, pinnan tarkkuus paranee pikemminkin kuin huononee, kun tiivistepinta kuluu sisään. Päinvastoin, pinnan tarkkuus heikkenee. Siksi kulutushiukkasia valittaessa on otettava kattavasti huomioon tekijät, kuten niiden materiaalit, työolosuhteet, voitelu ja tiivistepinnan korroosio.

Kuten kulutushiukkasia, myös tiivisteitä valittaessa on otettava kattavasti huomioon erilaisia ​​niiden suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä vuotojen estämiseksi. Siksi on tarpeen valita materiaalit, jotka kestävät korroosiota, naarmuja ja eroosiota. Muuten vaatimusten puuttuminen heikentää huomattavasti sen tiivistyskykyä.