Princíp tesnenia ventilu

Existuje mnoho typov ventilov, ale ich základná funkcia je rovnaká, a to pripojiť alebo odpojiť tok média. Preto sa problém s tesnením ventilov stáva veľmi výrazným.

Aby sa zabezpečilo, že ventil dokáže dobre uzavrieť prietok média a zabrániť úniku, je potrebné zabezpečiť, aby bolo tesnenie ventilu neporušené. Existuje mnoho dôvodov úniku ventilu vrátane nesprávnej konštrukcie, chybných tesniacich kontaktných plôch, uvoľnených upevňovacích častí, voľného uloženia medzi telesom ventilu a krytom ventilu atď. Všetky tieto problémy môžu viesť k nesprávnemu utesneniu ventilu. A tým k problému s únikom. Preto,technológia tesnenia ventilovje dôležitá technológia súvisiaca s výkonom a kvalitou ventilov a vyžaduje si systematický a hĺbkový výskum.

Od vzniku ventilov prešla aj technológia tesnenia veľkým vývojom. Technológia tesnenia ventilov sa doteraz prejavuje najmä v dvoch hlavných aspektoch, a to statickom tesnení a dynamickom tesnení.

Takzvané statické tesnenie sa zvyčajne vzťahuje na tesnenie medzi dvoma statickými povrchmi. Metóda utesnenia statického tesnenia využíva hlavne tesnenia.

Takzvané dynamické tesnenie sa vzťahuje najmä natesnenie drieku ventilu, čo zabraňuje úniku média vo ventile pri pohybe drieku ventilu. Hlavnou metódou utesnenia dynamického tesnenia je použitie upchávky.

1. Statické tesnenie

Statické tesnenie sa vzťahuje na vytvorenie tesnenia medzi dvoma stacionárnymi časťami a metóda tesnenia využíva hlavne tesnenia. Existuje mnoho typov podložiek. Medzi bežne používané podložky patria ploché podložky, podložky v tvare O, obalené podložky, podložky špeciálneho tvaru, vlnité podložky a vinuté podložky. Každý typ možno ďalej rozdeliť podľa použitých materiálov.
①Plochá podložkaPloché podložky sú ploché podložky, ktoré sa umiestňujú naplocho medzi dve pevné časti. Vo všeobecnosti sa podľa použitých materiálov delia na plastové ploché podložky, gumené ploché podložky, kovové ploché podložky a kompozitné ploché podložky. Každý materiál má svoj vlastný rozsah použitia.
②O-krúžok. O-krúžok označuje tesnenie s prierezom v tvare O. Vďaka prierezu v tvare O má určitý samouťahovací účinok, takže tesniaci účinok je lepší ako u plochého tesnenia.
③Vrátane podložiek. Obalené tesnenie označuje tesnenie, ktoré obaluje určitý materiál okolo iného materiálu. Takéto tesnenie má vo všeobecnosti dobrú elasticitu a môže zvýšiť tesniaci účinok. ④Podložky špeciálneho tvaru. Podložky špeciálneho tvaru označujú tesnenia s nepravidelnými tvarmi, vrátane oválnych podložiek, diamantových podložiek, ozubených podložiek, rybinových podložiek atď. Tieto podložky majú vo všeobecnosti samouťahovací účinok a väčšinou sa používajú vo vysokotlakových a strednotlakových ventiloch.
⑤Vlnitá podložka. Vlnité tesnenia sú tesnenia, ktoré majú iba vlnitý tvar. Tieto tesnenia sú zvyčajne zložené z kombinácie kovových a nekovových materiálov. Vo všeobecnosti sa vyznačujú malou prítlačnou silou a dobrým tesniacim účinkom.
⑥ Omotajte podložku. Vinuté tesnenia sa vzťahujú na tesnenia vytvorené tesným obalením tenkých kovových a nekovových pásov. Tento typ tesnenia má dobrú elasticitu a tesniace vlastnosti. Materiály na výrobu tesnení zahŕňajú hlavne tri kategórie, a to kovové materiály, nekovové materiály a kompozitné materiály. Vo všeobecnosti majú kovové materiály vysokú pevnosť a silnú teplotnú odolnosť. Medzi bežne používané kovové materiály patrí meď, hliník, oceľ atď. Existuje mnoho druhov nekovových materiálov vrátane plastových výrobkov, gumových výrobkov, azbestových výrobkov, konopných výrobkov atď. Tieto nekovové materiály sa široko používajú a možno ich vybrať podľa špecifických potrieb. Existuje aj mnoho druhov kompozitných materiálov vrátane laminátov, kompozitných panelov atď., ktoré sa tiež vyberajú podľa špecifických potrieb. Vo všeobecnosti sa najčastejšie používajú vlnité podložky a špirálovo vinuté podložky.

2. Dynamické tesnenie

Dynamické tesnenie označuje tesnenie, ktoré zabraňuje úniku média vo ventile pri pohybe drieku ventilu. Ide o problém s tesnením počas relatívneho pohybu. Hlavnou metódou tesnenia je upchávka. Existujú dva základné typy upchávok: upchávkový typ a typ s kompresnou maticou. Upchávkový typ je v súčasnosti najbežnejšie používaným typom. Vo všeobecnosti sa upchávka môže rozdeliť na dva typy: kombinovaný typ a integrovaný typ. Hoci každý typ je iný, v podstate obsahuje skrutky na kompresiu. Typ s kompresnou maticou sa vo všeobecnosti používa pre menšie ventily. Vzhľadom na malú veľkosť tohto typu je kompresná sila obmedzená.
V upchávke, keďže tesnenie je v priamom kontakte s driekom ventilu, musí mať dobré tesnenie, malý koeficient trenia, byť schopné prispôsobiť sa tlaku a teplote média a byť odolné voči korózii. V súčasnosti sa bežne používanými plnivami používajú gumené O-krúžky, opletené tesnenie z polytetrafluóretylénu, azbestové tesnenie a výplne do plastových výliskov. Každá plnivá má svoje vlastné použiteľné podmienky a rozsah a mala by sa voliť podľa špecifických potrieb. Tesnenie slúži na zabránenie úniku, preto sa princíp tesnenia ventilu skúma aj z hľadiska zabránenia úniku. Existujú dva hlavné faktory spôsobujúce únik. Jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich tesniaci výkon je medzera medzi tesniacimi pármi a druhým je tlakový rozdiel medzi oboma stranami tesniaceho páru. Princíp tesnenia ventilu sa analyzuje aj zo štyroch hľadísk: tesnenie kvapaliny, tesnenie plynu, princíp tesnenia únikového kanála a tesniaci pár ventilu.

Tesnosť kvapaliny

Tesniace vlastnosti kvapalín sú určené viskozitou a povrchovým napätím kvapaliny. Keď je kapilára netesného ventilu naplnená plynom, povrchové napätie môže odpudzovať kvapalinu alebo vnášať kvapalinu do kapiláry. To vytvára tečnicový uhol. Ak je tečnicový uhol menší ako 90°, kvapalina sa vstrekne do kapiláry a dôjde k úniku. Únik nastáva v dôsledku rôznych vlastností média. Experimenty s rôznymi médiami prinesú za rovnakých podmienok rôzne výsledky. Môžete použiť vodu, vzduch alebo petrolej atď. Keď je tečnicový uhol väčší ako 90°, dôjde aj k úniku. Súvisí to s mastným alebo voskovým filmom na kovovom povrchu. Po rozpustení týchto povrchových filmov sa vlastnosti kovového povrchu zmenia a pôvodne odpudzovaná kvapalina zmáča povrch a uniká. Vzhľadom na vyššie uvedenú situáciu, podľa Poissonovho vzorca, účel zabránenia úniku alebo zníženia množstva úniku možno dosiahnuť zmenšením priemeru kapiláry a zvýšením viskozity média.

Plynotesnosť

Podľa Poissonovho vzorca tesnosť plynu súvisí s viskozitou molekúl plynu a plynu. Únik je nepriamo úmerný dĺžke kapiláry a viskozite plynu a priamo úmerný priemeru kapiláry a hnacej sile. Ak je priemer kapiláry rovnaký ako priemerný stupeň voľnosti molekúl plynu, molekuly plynu prúdia do kapiláry s voľným tepelným pohybom. Preto pri skúške tesnosti ventilu musí byť médium voda, aby sa dosiahol tesniaci účinok, a vzduch, teda plyn, nemôže dosiahnuť tesniaci účinok.

Aj keď zmenšíme priemer kapiláry pod molekulami plynu plastickou deformáciou, stále nedokážeme zastaviť tok plynu. Dôvodom je, že plyny môžu stále difundovať cez kovové steny. Preto pri testoch s plynom musíme byť prísnejší ako pri testoch s kvapalinami.

Princíp utesnenia únikového kanála

Tesnenie ventilu sa skladá z dvoch častí: nerovnosti rozmiestnenej na vlnovom povrchu a drsnosti vlnitosti vo vzdialenosti medzi vrcholmi vĺn. V prípade, že väčšina kovových materiálov v našej krajine má nízke elastické napätie, ak chceme dosiahnuť utesnený stav, musíme klásť vyššie požiadavky na kompresnú silu kovového materiálu, to znamená, že kompresná sila materiálu musí presiahnuť jeho elasticitu. Preto sa pri navrhovaní ventilu tesniaci pár zhoduje s určitým rozdielom tvrdosti. Pôsobením tlaku sa vytvorí určitý stupeň tesniaceho efektu plastickej deformácie.

Ak je tesniaca plocha vyrobená z kovových materiálov, nerovnomerné vyčnievajúce body na povrchu sa objavia najskôr. Na začiatku môže byť na vyvolanie plastickej deformácie týchto nerovnomerných vyčnievajúcich bodov použitá len malá záťaž. Keď sa kontaktná plocha zväčší, nerovnosť povrchu sa stane plasticko-elastickou deformáciou. V tomto okamihu bude drsnosť na oboch stranách priehlbiny prítomná. Ak je potrebné pôsobiť záťažou, ktorá môže spôsobiť vážnu plastickú deformáciu podkladového materiálu a dosiahnuť tesný kontakt medzi oboma povrchmi, tieto zostávajúce dráhy sa môžu vytvoriť blízko pozdĺž súvislej čiary a obvodového smeru.

Pár tesnení ventilov

Tesniaci pár ventilu je časť sedla ventilu a uzatváracieho člena, ktorá sa pri vzájomnom kontakte zatvorí. Počas používania sa kovový tesniaci povrch ľahko poškodí strhávaným médiom, koróziou média, opotrebovanými časticami, kavitáciou a eróziou. Napríklad opotrebovanými časticami. Ak sú opotrebované častice menšie ako drsnosť povrchu, presnosť povrchu sa pri opotrebovaní tesniaceho povrchu skôr zlepší ako zhorší. Naopak, presnosť povrchu sa zhorší. Preto pri výbere opotrebovaných častíc je potrebné komplexne zvážiť faktory, ako sú ich materiály, pracovné podmienky, mazivosť a korózia tesniaceho povrchu.

Rovnako ako pri časticiach podliehajúcich opotrebeniu, aj pri výbere tesnení musíme komplexne zvážiť rôzne faktory, ktoré ovplyvňujú ich výkon, aby sme predišli úniku. Preto je potrebné vybrať materiály, ktoré sú odolné voči korózii, poškriabaniu a erózii. V opačnom prípade absencia akejkoľvek požiadavky výrazne zníži ich tesniaci výkon.