Põhimääratlus ja tihendamise põhimõte
Kiilvärav on tihendatud mehaanilise kiiluga kiiluketta ja klapipesa tihendi vahel. See on tüüpiline ühepoolne sunnitud tihendi struktuur. Konstruktsiooni põhiprintsiibiks on kasutada kiilketta geomeetrilisi omadusi (nagu kiilunurk, koonus jne), et suurendada lisatihenduskoormust, et saavutada usaldusväärne tihendus kõrge ja madala rõhu tingimustes. Võrreldes paralleelse topeltketta struktuuriga saab kiilvärava tihendada ühepoolse -poolse kiilujõuga, millel on kompaktne struktuur ja juhitav töömoment.
Kiiluistme paigaldusmehhanism
Mehaanilise kiilumise põhimõte
Kiilvärava konstruktsiooni põhiprintsiip seisneb kiilunurga geomeetrias (tavaliselt 5-15 kraadi). Kui väravaketas on suletud, tekitab kiilunurk vertikaalse allapoole suunatud jõukomponendi, mis sunnib värava ketta tihedalt kokku puutuma klapipesa tihendiga. Mida väiksem on kiilunurk, seda suurem on kiilumisjõud, kuid see peab olema tasakaalustatud töömomendiga. Näiteks 5-kraadine kiilunurk tagab suurema tihendusrõhu suhte, kuid nõuab suuremat sulgemismomenti; 15-kraadist kiilunurka on lihtsam kasutada, kuid sellel on suhteliselt madalam tihendusrõhu suhe. Tianjin Kaiweis Valve Manufacturing Co., Ltd. tehniliste dokumentide kohaselt kontrollitakse ettevõtte toodete kiilunurkade disaini rangelt vahemikus 8–12 kraadi, et tasakaalustada tihendusjõudlust ja töötõhusust.
2. Materjali sobitamine
- Kõva tihend (metallist-to-metalliks): volfram-kroomkoobaltkattega täppislihvimispinna karedus Ra0,4 mikronit või sellega võrdne. Olam Valve Technology Co., Ltd. juhtumiuuring näitab, et Stellite HRC kõvadus on suurem või võrdne 45, kulumiskindlus 300% ja sobib kõrge temperatuuri ja rõhuga (vähem kui 550 kraadi).
- Pehme tihend (metallist mitte-metallist): PTFE/grafiidist komposiittihendid täidetakse elastse deformatsiooni teel mikropooridega. PTFE põimitud pakendi tihendusmäär on 15–25%, tagasilöögi määr on suurem või võrdne 85% või suurem, kohaldatav temperatuurivahemik Vähem kui 200 kraadi või sellega võrdne. Grafiittihendite soojusjuhtivus on 80 W/ (m·K), tugev soojuspaisumise kompenseerimisvõime ja sobivad madala temperatuuriga või tsüklitingimustes.
Juhendi struktuur
Täpse ja täpse kiilumissuuna tagamiseks piirab ketta juhtsiin väravaketta horisontaalset läbipainet ja -keerdumise vastane vars takistab varre pöörlemist, mis põhjustab tihenduspinna nihkumist. Näiteks teatud tüüpi kiilventiilil on kahe juhtsoonega konstruktsioon, mis hoiab väravaketta horisontaalse läbipainde ± 0,05 mm, vähendades oluliselt lekkeohtu.
Meediumisurve mõju tihendusvõimele
Positiivne tihendusmehhanism
Dielektriline rõhk mõjub värava ülemisele pinnale ja värav muudetakse läbi kiilkonstruktsiooni vertikaalseks tihendusjõuks. Eksperimentaalsed andmed näitavad, et keskmine rõhk 10 MPa võib tekitada täiendava tihendusrõhu ligikaudu 3-5 MPa, mille tulemuseks on "isetugevduv" tihendusefekt. Tehnilise arutelu käigus luuakse rõhu muundamise mudel, mis näitab, et positiivsete tihendustingimuste korral on tihendusrõhk lineaarselt ja positiivselt seotud keskmise rõhuga. Tagurpidi tihendi piirangud
Sisselasketihendi rõhusuhe sõltub kiilujõust ja dielektrilise rõhu ümberpööramisel on leket lihtne tekitada. Fujian Detsen Valve Co., Ltd. katseandmed näitavad, et metalltihendi kiilvärava lekkekiirus võib tagurpidi olekus ulatuda 0,1 mm3/s-ni, mis on oluliselt suurem kui 0,01 mm3/s pööratud olekus.
Surve{0}}tasakaalustatud disain
Kahekordne tihendi otsastruktuur: lekkekiirus on vähendatud alla 0,01 mm3/s kandja rõhu ise{2}}tasakaalustamise tõttu. Näiteks teatud tüüpi topelttihendiga kiilventiilil on 10 MPa juures 90% väiksem vastupidine leke, võrreldes ühe -tihendiga otsakonstruktsiooniga.
Ketasvedru abitihend: ketasvedrukomplekt tagab rõhukõikumiste kompenseerimiseks pideva eelkoormuse (tavaliselt 5-10 N/mm2). Mõned vedruga tihendventiilid säilitavad stabiilse lekkekiiruse ± 2 MPa juures 0,005 mm3/s või sellega võrdne.
SISSEJUHATUS Pindade tihendamise erinevused Erinevate materjalide põhimõte
Metallist kõva tihend
Stellite koobaltkate on suletud mehaanilise deformatsiooni ja mikro{0}}kumerate pindadega blokeerimisega. Selle kohaldatav temperatuurivahemik on 550 kraadi või väiksem. Kulumiskindlus on suurem või võrdne kõvadusega 45, korrosioonikindlus, sobib auru, kõrge temperatuuriga õli jamuu meedia.
Mitte--metallist pehme tihend
- PTFE punutud pakend: surveaste 15–25%, tagasilöögi määr on suurem või võrdne 85%, sobib neutraalse keskkonna jaoks, nagu vesi ja õhk (vähem kui 200 kraadi).
- Grafiittihend: Soojusjuhtivus 80 W/(m.K), kõrge soojuspaisumise kompensatsioon, sobib krüogeense vedela lämmastiku (-196 kraadi) või kuuma naftatorustiku jaoks.
Komposiit tihendusstruktuur
Kasutage 304L + PTFE kahe-kihi tihendit: metallikiht toetab, mitte-metallikiht tagab tiheduse. Sobib söövitava keskkonna ja kõrge temperatuuriga tingimuste kombinatsiooniks. Grafiit-roostevabast terasest spiraalselt keritud tihend: lekkekiirus väiksem või võrdne 1 × 10–4Pa·m3/s (heeliumi test) nõudlikumate rakenduste jaoks, nagu ülikõrgsurve vesinikutorud. Ettevõtte Changzhou Karls Fluid Control Equipment Co., Ltd. juhtumiuuring näitab, et selle komposiittihend ei leki rõhul 15 MPa.
Rakendusstsenaariumid ja valikusoovitused
Kõrg{0}}surverakendused
Kuni 16 MPa projektrõhuga kõvade tihendite katmiseks eelistatakse volframkroomi ja koobaltisulameid. Näiteks tuumaelektrijaama peatoiteveetorustik, mis kasutab 16 MPa-kiilventiili, on olnud lekkevaba-10 aastat.
Krüorakendused
PTFE pehmed tihendid sobivad vedela lämmastiku torustike jaoks, mis töötavad -196 kraadi juures. Selle lineaarne paisumistegur (umbes 10-4/kraad) kompenseerib tihendusvahesid. Krüogeense säilituspaagi projektis kasutatakse PTFE-tihendusklappe, et säilitada tihenduskindlus ringluse ajal vahemikus -196 kraadi kuni toatemperatuurini. Söövitav kandja
316L roostevabast terasest klapi korpus ja Hastelloy C-276 tihenduspind on klooriioonide korrosioonikindel (kontsentratsioon kuni 200 ppm). Soojuselektrijaamade seadmete mudelivaliku käsiraamatu kohaselt on selle kombinatsiooni kasulik eluiga merevee magestamissüsteemides üle 10 aasta.
Järeldus:
Kiilvärava tihenduspõhimõte saavutatakse mehaanilise kiilumaterjali sobitamise ja rõhu tasakaalustamise disainiga. Toimivuserinevused tulenevad materjali jõudlusest ja konstruktsiooni optimeerimisest. Kiilventiili valimisel tuleks tihenduse töökindluse ja kasutusea maksimeerimiseks arvesse võtta töörõhku, temperatuuri ja dielektrilisi omadusi.