Galvenā definīcija un blīvējuma princips
Ķīļveida vārti ir noslēgti ar mehānisku ķīli starp ķīļdisku un vārsta ligzdas blīvi. Tā ir tipiska vienpusēja piespiedu blīvējuma struktūra. Projektēšanas pamatprincips ir izmantot ķīļdiska ģeometriskās īpašības (piemēram, ķīļa leņķi, konusu utt.), lai palielinātu blīvējuma papildu slodzi, lai nodrošinātu drošu blīvējumu augsta un zema spiediena apstākļos. Salīdzinot ar paralēlo dubultdisku konstrukciju, ķīļveida vārtus var noblīvēt ar vienpusēju ķīļu spēku, ar kompaktu struktūru un kontrolējamu darba griezes momentu.
Ķīļveida sēdekļa uzstādīšanas mehānisms
Mehāniskās ķīlēšanas princips
Ķīļveida vārtu galvenais konstrukcijas princips ir ķīļa leņķa ģeometrija (parasti 5 grādi -15 grādi). Kad vārtu disks ir aizvērts, ķīļa leņķis rada vertikālu lejupvērsta spēka komponentu, liekot vārtu diskam cieši saskarties ar vārsta ligzdas blīvi. Jo mazāks ķīļa leņķis, jo spēcīgāks ir ķīļveida spēks, taču tam jābūt līdzsvarotam ar darba griezes momentu. Piemēram, 5 grādu ķīļa leņķis nodrošina lielāku blīvējuma spiediena attiecību, bet prasa lielāku aizvēršanas griezes momentu; 15 grādu ķīļa leņķi ir vieglāk darbināt, taču tam ir salīdzinoši zemāka blīvējuma spiediena attiecība. Saskaņā ar tehniskajiem dokumentiem no Tianjin Kaiweis Valve Manufacturing Co., Ltd., uzņēmuma produktu ķīļveida leņķa dizaina diapazons tiek stingri kontrolēts no 8 līdz 12 grādiem, lai līdzsvarotu blīvējuma veiktspēju un darbības efektivitāti.
2.Materiālu saskaņošana
- Cietais blīvējums (metāls{0}}līdz-metālam): volframa hroma kobalta pārklājums ar precīzas slīpēšanas virsmas raupjumu, kas mazāks vai vienāds ar Ra0,4 mikroniem. Uzņēmuma Olam Valve Technology Co., Ltd. gadījuma izpēte liecina, ka Stellite HRC cietība ir lielāka par vai vienāda ar 45, tā ir 300% nodilumizturība un piemērota augstas temperatūras un spiediena apstākļiem (mazāk par vai vienāds ar 550 grādiem).
- Mīksts blīvējums (metāls, nemetāls: PTFE/grafīta kompozītmateriālu blīves ir piepildītas ar mikroporām, izmantojot elastīgu deformāciju. PTFE pīta iepakojuma saspiešanas pakāpe ir 15–25%, atsitiena ātrums ir lielāks vai vienāds ar 85%, piemērojamais temperatūras diapazons, mazāks par vai vienāds ar 200 grādiem. Grafīta blīvēm ir aa siltumvadītspēja 80 W/ (m·K), spēcīga termiskās izplešanās kompensācijas spēja, un tās ir piemērotas zemas temperatūras vai braukšanas apstākļiem.
Ceļveža struktūra
Lai nodrošinātu precīzu un precīzu ķīļveida virzienu, diska vadotne ierobežo aizbīdņa diska horizontālo novirzi, un -pretsavēršanās kāts neļauj kāta rotācijai izraisīt blīvējuma virsmas neatbilstību. Piemēram, noteikta veida ķīļveida aizbīdņa vārstam ir divu virzošo rievu konstrukcija, kas nodrošina vārtu diska horizontālo novirzi līdz ± 0,05 mm, ievērojami samazinot noplūdes risku.
Vides spiediena ietekme uz blīvējuma veiktspēju
Pozitīvais blīvēšanas mehānisms
Dielektriskais spiediens iedarbojas uz vārtu augšējo virsmu, un vārti caur ķīļa konstrukciju tiek pārveidoti par vertikālu blīvējuma spēku. Eksperimentālie dati liecina, ka vidējais spiediens 10 MPa var radīt papildu blīvēšanas spiedienu aptuveni 3-5 MPa, kā rezultātā rodas "pašpastiprinošs" blīvējuma efekts. Ar tehnisko diskusiju tiek izveidots spiediena pārveidošanas modelis, kas parāda, ka pozitīvos blīvēšanas apstākļos blīvējuma spiediens ir lineāri un pozitīvi saistīts ar vidējo spiedienu. Reversā blīvējuma ierobežojumi
Ieplūdes blīvējuma spiediena attiecība ir atkarīga no ķīļa spēka, un, apgriežot dielektrisko spiedienu, ir viegli izraisīt noplūdi. Fujian Detsen Valve Co., Ltd. testa dati liecina, ka metāla blīvējuma ķīļveida vārtu noplūdes ātrums apgrieztā stāvoklī var sasniegt 0,1 mm3/s, kas ir ievērojami lielāks nekā 0,01 mm3/s apgrieztā stāvoklī.
Spiediens{0}}Līdzsvarots dizains
Dubultā blīvējuma gala struktūra: noplūdes ātrums ir samazināts līdz mazākam par 0,01 mm3/s, pateicoties nesēja spiediena paš-balansēšanai. Piemēram, noteikta veida dubultā-noblīvēta ķīļveida aizbīdņa vārstam ir par 90% mazāka reversā noplūde pie 10 MPa, salīdzinot ar vienu-noblīvētu gala konstrukciju.
Disku atsperes papildu blīvējums: Disku atsperu komplekts nodrošina pastāvīgu priekšslodzi (parasti 5-10 N/mm2), lai kompensētu spiediena svārstības. Daži blīvējuma vārsti ar atsperu palīdzību uztur stabilu noplūdes ātrumu, kas ir mazāks vai vienāds ar 0,005 mm3/s pie ± 2 MPa.
IEVADS Dažādu materiālu blīvēšanas virsmu atšķirības Princips
Metāla cietais blīvējums
Stellite kobalta pārklājums ir noslēgts ar mehānisku deformāciju un bloķēšanu ar mikro-izliektām virsmām. Tās piemērojamais temperatūras diapazons ir mazāks vai vienāds ar 550 grādiem. Nodilumizturība ir lielāka vai vienāda ar cietību 45, izturība pret koroziju, piemērota tvaikam, augstas temperatūras eļļai unciti mediji.
Nemetālisks mīksts blīvējums-
- PTFE pīts iepakojums: saspiešanas pakāpe 15–25%, atsitiena līmenis ir lielāks par vai vienāds ar 85%, piemērots neitrāliem materiāliem, piemēram, ūdenim un gaisam (mazāks vai vienāds ar 200 grādiem).
- Grafīta blīve: Siltumvadītspēja 80 W/(m.K), augsta termiskās izplešanās kompensācija, piemērota kriogēnam šķidram slāpeklim (-196 grādi) vai karstās naftas cauruļvadiem.
Kompozītmateriāla blīvējuma struktūra
Pieņemt 304L + PTFE dubultā-slāņa blīvējumu: metāla slānis nodrošina atbalstu, bet nemetāla slānis nodrošina blīvējumu. Piemērots korozīvu vielu un augstas temperatūras apstākļu kombinācijai. Grafīta-nerūsējošā tērauda spirālveida blīve: noplūdes ātrums mazāks vai vienāds ar 1 × 10–4Pa·m3/s (hēlija tests) prasīgākiem lietojumiem, piemēram, īpaši-augstspiediena ūdeņraža cauruļvadiem. Uzņēmuma Changzhou Karls Fluid Control Equipment Co., Ltd. gadījuma izpēte parāda, ka tā kompozītmateriāla blīve uztur nulles noplūdi pie 15 MPa spiediena.
Pieteikšanās scenāriji un atlases ieteikumi
Augstspiediena{0}}lietotnes
Vēlams izmantot volframa hromu un kobalta sakausējumus, lai segtu cietos blīvējumus ar paredzēto spiedienu līdz 16 MPa. Piemēram, kodolspēkstacijas maģistrālais padeves ūdens cauruļvads, kurā tiek izmantots 16 MPa-nominālais ķīļvārsts, ir bijis bez noplūdes-10 gadus.
KrioAplikācijas
PTFE mīkstie blīvējumi ir piemēroti šķidrā slāpekļa cauruļvadiem, kas darbojas -196 grādu temperatūrā. Tā lineārais izplešanās koeficients (apmēram 10-4/grāds) kompensē blīvējuma spraugas. Kriogēnās uzglabāšanas tvertnes projektā tiek izmantoti PTFE blīvēšanas vārsti, lai uzturētu blīvējuma uzticamību cirkulācijas laikā no -196 grādiem līdz istabas temperatūrai. Kodīgs materiāls
316L nerūsējošā tērauda vārsta korpuss un Hastelloy C-276 blīvējuma virsma ir izturīga pret hlora jonu koroziju (koncentrācija mazāka vai vienāda ar 200 ppm). Saskaņā ar Termoelektrostaciju aprīkojuma modeļu izvēles rokasgrāmatu šīs kombinācijas lietderīgās lietošanas laiks jūras ūdens atsāļošanas sistēmās ir vairāk nekā 10 gadi.
Secinājums:
Ķīļveida vārtu blīvējuma princips tiek panākts ar mehānisku ķīļveida materiālu saskaņošanu un spiediena balansēšanas konstrukciju. Veiktspējas atšķirības izriet no materiāla veiktspējas un struktūras optimizācijas. Izvēloties ķīļveida aizbīdņu vārstu, jāņem vērā darba spiediens, temperatūra un dielektriskās īpašības, lai maksimāli palielinātu blīvējuma uzticamību un kalpošanas laiku.