Ventiili tihendamise põhimõte

Ventiile on mitut tüüpi, kuid nende põhifunktsioon on sama – ühendada või katkestada materjali voog. Seetõttu muutub ventiilide tihendusprobleem väga oluliseks.

Selleks, et ventiil suudaks keskkonnavoolu hästi katkestada ja lekkeid vältida, on vaja veenduda, et ventiili tihend on terve. Ventiili lekkel on palju põhjuseid, sealhulgas ebamõistlik konstruktsioon, defektsed tihenduspinnad, lahtised kinnitusdetailid, ventiili korpuse ja ventiili katte vaheline lõtv sobivus jne. Kõik need probleemid võivad põhjustada ventiili ebaõige tihendamise. See omakorda võib tekitada lekkeprobleemi. Seetõttuventiilide tihendamise tehnoloogiaon oluline ventiilide jõudluse ja kvaliteediga seotud tehnoloogia ning nõuab süstemaatilist ja põhjalikku uurimistööd.

Alates ventiilide loomisest on ka nende tihendustehnoloogia märkimisväärselt arenenud. Siiani kajastub ventiilide tihendustehnoloogia peamiselt kahes põhiaspektis: staatiline tihendamine ja dünaamiline tihendamine.

Nn staatiline tihend viitab tavaliselt kahe staatilise pinna vahelisele tihendile. Staatilise tihendamise meetodil kasutatakse peamiselt tihendeid.

Nn dünaamiline tihend viitab peamiseltklapivarre tihendamine, mis hoiab ära klapis oleva keskkonna lekke klapivarre liikumisel. Dünaamilise tihenduse peamine tihendusmeetod on tihenduskarbi kasutamine.

1. Staatiline tihend

Staatiline tihendamine viitab tihendi moodustamisele kahe statsionaarse sektsiooni vahel ja tihendusmeetodis kasutatakse peamiselt tihendeid. Seibitüüpe on mitut tüüpi. Tavaliselt kasutatavate seibide hulka kuuluvad lameseibid, O-kujulised seibid, mähitud seibid, erikujuga seibid, lainelised seibid ja keritud seibid. Iga tüüpi saab jagada vastavalt kasutatud materjalidele.
①Lame seibLameseibid on lameseibid, mis asetatakse kahe statsionaarse sektsiooni vahele. Üldiselt saab neid vastavalt kasutatud materjalidele jagada plastmassist, kummist, metallist ja komposiitmaterjalist lameseibideks. Igal materjalil on oma kasutusala.
②O-rõngas. O-rõngas on O-kujulise ristlõikega tihend. Kuna selle ristlõige on O-kujuline, on sellel teatud isepinguldav efekt, seega on tihendusefekt parem kui lametihendil.
③Seibide hulka kuuluvad. Mähitud tihend viitab tihendile, mis mähib teatud materjali teise materjali peale. Sellisel tihendil on üldiselt hea elastsus ja see võib parandada tihendusefekti. ④Erikujulised seibid. Erikujulised seibid viitavad ebakorrapärase kujuga tihenditele, sealhulgas ovaalsed seibid, teemantseibid, hammasratta-tüüpi seibid, tappühendusega seibid jne. Nendel seibidel on üldiselt isepingulduv toime ja neid kasutatakse enamasti kõrge ja keskmise rõhuga ventiilides.
5. Laineline seib. Lainelised tihendid on tihendid, millel on ainult laineline kuju. Need tihendid on tavaliselt valmistatud metalli ja mittemetalli kombinatsioonist. Neil on üldiselt väike survejõud ja hea tihendusvõime.
6. Mähi seib. Kerimistihendid on tihendid, mis on moodustatud õhukeste metallribade ja mittemetallist ribade tiheda kokku mässimise teel. Seda tüüpi tihendil on hea elastsus ja tihendusomadused. Tihendite valmistamiseks kasutatavad materjalid jagunevad peamiselt kolme kategooriasse: metallmaterjalid, mittemetallist materjalid ja komposiitmaterjalid. Üldiselt on metallmaterjalidel kõrge tugevus ja tugev temperatuuritaluvus. Tavaliselt kasutatavate metallmaterjalide hulka kuuluvad vask, alumiinium, teras jne. Mittemetallist materjale on palju, sealhulgas plasttooted, kummitooted, asbestitooted, kanepitooted jne. Neid mittemetallist materjale kasutatakse laialdaselt ja neid saab valida vastavalt konkreetsetele vajadustele. Samuti on palju komposiitmaterjalide tüüpe, sealhulgas laminaadid, komposiitpaneelid jne, mis valitakse samuti vastavalt konkreetsetele vajadustele. Üldiselt kasutatakse enamasti lainepapist seibi ja spiraalkeermega seibi.

2. Dünaamiline tihend

Dünaamiline tihend on tihend, mis takistab klapis voolava keskkonna lekkimist klapivarre liikumise ajal. See on tihendusprobleem suhtelise liikumise ajal. Peamine tihendusmeetod on tihenduskarp. Tihenduskarpe on kahte põhitüüpi: tihenditüüpi ja survemuttertüüpi. Tihenditüüpi tihenduskarp on praegu kõige sagedamini kasutatav vorm. Üldiselt võib tihendi kuju jagada kahte tüüpi: kombineeritud ja integreeritud. Kuigi iga vorm on erinev, sisaldavad need põhimõtteliselt kokkusurumiseks polte. Survemuttertüüpi kasutatakse üldiselt väiksemate ventiilide puhul. Selle tüübi väiksuse tõttu on survejõud piiratud.
Tihenduskarbis, kuna tihend on otseses kontaktis klapivarrega, peab tihendil olema hea tihendus, väike hõõrdetegur, see peab kohanema keskkonna rõhu ja temperatuuriga ning olema korrosioonikindel. Praegu kasutatakse tavaliselt kummist O-rõngaid, polütetrafluoroetüleenist punutud tihendit, asbestist tihendit ja plastvormimise täiteaineid. Igal täiteainel on oma rakendustingimused ja ulatus ning see tuleks valida vastavalt konkreetsetele vajadustele. Tihendus on lekke vältimiseks vajalik, seega uuritakse klapi tihendamise põhimõtet ka lekke vältimise seisukohast. Lekkeid põhjustavad kaks peamist tegurit. Üks on kõige olulisem tihendusvõimet mõjutav tegur, st tihenduspaaride vaheline vahe, ja teine on rõhuerinevus tihenduspaari mõlema poole vahel. Klapi tihendamise põhimõtet analüüsitakse ka neljast aspektist: vedeliku tihendamine, gaasi tihendamine, lekkekanali tihendamise põhimõte ja klapi tihenduspaar.

Vedelikukindlus

Vedelike tihendusomadused määratakse vedeliku viskoossuse ja pindpinevuse järgi. Kui lekkiva klapi kapillaar on gaasiga täidetud, võib pindpinevus vedelikku tõrjuda või kapillaari sisse viia. See tekitab tangentsiaalse nurga. Kui tangentsiaalne nurk on väiksem kui 90°, süstitakse vedelikku kapillaari ja tekib leke. Leke tekib keskkonna erinevate omaduste tõttu. Erinevate keskkondadega tehtud katsed annavad samades tingimustes erinevaid tulemusi. Võite kasutada vett, õhku või petrooleumi jne. Kui tangentsiaalne nurk on suurem kui 90°, tekib samuti leke. See on seotud metallpinnal oleva rasva- või vahakilega. Kui need pinnakiled on lahustunud, muutuvad metallpinna omadused ja algselt tõrjutud vedelik niisutab pinda ning lekib. Eeltoodud olukorda arvestades saab Poissoni valemi kohaselt lekke vältimise või lekke hulga vähendamise eesmärgi saavutada kapillaari läbimõõdu vähendamise ja keskkonna viskoossuse suurendamisega.

Gaasitihedus

Poissoni valemi kohaselt on gaasi tihedus seotud gaasimolekulide ja gaasi viskoossusega. Lekke ulatus on pöördvõrdeline kapillaartoru pikkuse ja gaasi viskoossusega ning otseselt proportsionaalne kapillaartoru läbimõõduga ja liikumapaneva jõuga. Kui kapillaartoru läbimõõt on sama suur kui gaasimolekulide keskmine vabadusaste, voolavad gaasimolekulid kapillaartorusse vaba termilise liikumisega. Seetõttu peab klapi tihenduskatse läbiviimisel tihendusefekti saavutamiseks olema keskkond vesi ja õhk ehk gaas ei saa tihendusefekti saavutada.

Isegi kui me vähendame plastilise deformatsiooni abil kapillaari läbimõõtu gaasimolekulide all, ei saa me ikkagi gaasivoolu peatada. Põhjus on selles, et gaasid saavad ikkagi läbi metallseinte difundeeruda. Seetõttu peame gaasikatsete tegemisel olema rangemad kui vedelikkatsete puhul.

Lekkekanali tihenduspõhimõte

Ventiilitihend koosneb kahest osast: lainepinna ebatasasusest ja laineharude vahelise vahemaa lainekaredusest. Kuna enamikul meie riigis kasutatavatel metallmaterjalidel on madal elastne pinge, tuleb suletud oleku saavutamiseks esitada metallmaterjali survejõule kõrgemad nõuded, st materjali survejõud peab ületama selle elastsust. Seetõttu valitakse ventiili projekteerimisel tihenduspaar, millel on teatud kõvaduserinevus. Rõhu mõjul tekib teatav plastiline deformatsioon ja tihendusefekt.

Kui tihenduspind on valmistatud metallmaterjalidest, tekivad pinnale ebaühtlased väljaulatuvad punktid kõige varem. Alguses saab nende ebaühtlaste väljaulatuvate punktide plastseks deformatsiooniks kasutada vaid väikest koormust. Kui kokkupuutepind suureneb, muutub pinna ebatasasus plast-elastseks deformatsiooniks. Sel ajal tekib süvendi mõlemal küljel karedus. Kui on vaja rakendada koormust, mis võib põhjustada alusmaterjali tõsist plastilist deformatsiooni, ja viia kaks pinda tihedalt kokku, saab need ülejäänud teed teha tihedaks piki pidevat joont ja ümbermõõdu suunda.

Ventiilitihendite paar

Ventiili tihenduspaar on klapipesa ja sulgurelemendi osa, mis sulgub kokkupuutel. Kasutamise ajal kahjustuvad metalltihendi pinnad kergesti kaasahaaratud keskkonna, keskkonna korrosiooni, kulumisosakeste, kavitatsiooni ja erosiooni tõttu. Näiteks kulumisosakesed. Kui kulumisosakesed on väiksemad kui pinna karedus, siis tihenduspinna sissekulumisel pinna täpsus paraneb, mitte ei halvene. Vastupidi, pinna täpsus halveneb. Seetõttu tuleb kulumisosakeste valimisel põhjalikult arvestada selliste teguritega nagu materjalid, töötingimused, määrimisvõime ja tihenduspinna korrosioon.

Nii nagu kulumisosakeste puhul, peame ka tihendite valimisel lekete vältimiseks põhjalikult arvestama mitmesuguste teguritega, mis mõjutavad nende toimivust. Seetõttu on vaja valida materjalid, mis on korrosiooni-, kriimustus- ja erosioonikindlad. Vastasel juhul vähendab nõuete puudumine oluliselt tihendusvõimet.