Principiul etanșării supapelor

Există multe tipuri de valve, dar funcția lor de bază este aceeași, și anume de a conecta sau întrerupe fluxul de mediu. Prin urmare, problema etanșării valvelor devine foarte importantă.

Pentru a se asigura că supapa poate întrerupe bine curgerea mediului și poate preveni scurgerile, este necesar să se asigure că etanșarea supapei este intactă. Există multe motive pentru scurgerile supapei, inclusiv design structural nerezonabil, suprafețe de contact de etanșare defecte, piese de fixare slăbite, potrivire slăbită între corpul supapei și capacul supapei etc. Toate aceste probleme pot duce la o etanșare necorespunzătoare a supapei. Ei bine, creează astfel o problemă de scurgeri. Prin urmare,tehnologia de etanșare a supapeloreste o tehnologie importantă legată de performanța și calitatea supapelor și necesită cercetări sistematice și aprofundate.

De la crearea valvelor, tehnologia de etanșare a acestora a cunoscut și ea o dezvoltare semnificativă. Până în prezent, tehnologia de etanșare a valvelor se reflectă în principal în două aspecte majore, și anume etanșarea statică și etanșarea dinamică.

Așa-numita etanșare statică se referă de obicei la etanșarea dintre două suprafețe statice. Metoda de etanșare statică folosește în principal garnituri.

Așa-numita etanșare dinamică se referă în principal laetanșarea tijei supapei, care previne scurgerile mediului din supapă odată cu mișcarea tijei supapei. Principala metodă de etanșare a etanșării dinamice este utilizarea unei presetupe.

1. Etanșare statică

Etanșarea statică se referă la formarea unei etanșări între două secțiuni staționare, iar metoda de etanșare utilizează în principal garnituri. Există multe tipuri de șaibe. Șaibele utilizate în mod obișnuit includ șaibe plate, șaibe în formă de O, șaibe înfășurate, șaibe cu formă specială, șaibe ondulate și șaibe înfășurate. Fiecare tip poate fi împărțit în continuare în funcție de diferitele materiale utilizate.
1.Șaibă platăȘaibele plate sunt șaibe plate plasate plat între două secțiuni fixe. În general, în funcție de materialele utilizate, acestea pot fi împărțite în șaibe plate din plastic, șaibe plate din cauciuc, șaibe plate din metal și șaibe plate compozite. Fiecare material are propria gamă de aplicații.
②Inel O. Inelul O se referă la o garnitură cu secțiune transversală în formă de O. Deoarece secțiunea sa transversală este în formă de O, are un anumit efect de auto-strângere, astfel încât efectul de etanșare este mai bun decât cel al unei garnituri plate.
③Includeți șaibe. O garnitură înfășurată se referă la o garnitură care înfășoară un anumit material peste un alt material. O astfel de garnitură are, în general, o elasticitate bună și poate îmbunătăți efectul de etanșare. ④Șaibe cu formă specială. Șaibele cu formă specială se referă la acele garnituri cu forme neregulate, inclusiv șaibe ovale, șaibe diamantate, șaibe tip angrenaj, șaibe tip coadă de rândunică etc. Aceste șaibe au, în general, un efect de auto-strângere și sunt utilizate mai ales în valvele de înaltă și medie presiune.
⑤Șaibă ondulată. Garniturile ondulate sunt garnituri care au doar o formă de ondulație. Aceste garnituri sunt de obicei compuse dintr-o combinație de materiale metalice și materiale nemetalice. În general, au caracteristicile unei forțe de presare mici și a unui efect de etanșare bun.
⑥ Înfășurați șaiba. Garniturile înfășurate se referă la garnituri formate prin înfășurarea strânsă a benzilor metalice subțiri și a benzilor nemetalice. Acest tip de garnitură are proprietăți bune de elasticitate și etanșare. Materialele pentru fabricarea garniturilor includ în principal trei categorii, și anume materiale metalice, materiale nemetalice și materiale compozite. În general, materialele metalice au o rezistență ridicată și o rezistență puternică la temperatură. Materialele metalice utilizate în mod obișnuit includ cuprul, aluminiul, oțelul etc. Există multe tipuri de materiale nemetalice, inclusiv produse din plastic, produse din cauciuc, produse din azbest, produse din cânepă etc. Aceste materiale nemetalice sunt utilizate pe scară largă și pot fi selectate în funcție de nevoile specifice. Există, de asemenea, multe tipuri de materiale compozite, inclusiv laminate, panouri compozite etc., care sunt, de asemenea, selectate în funcție de nevoile specifice. În general, se utilizează în principal șaibe ondulate și șaibe înfășurate spiralat.

2. Etanșare dinamică

Etanșarea dinamică se referă la o etanșare care previne scurgerea mediului curgător în supapă odată cu mișcarea tijei supapei. Aceasta este o problemă de etanșare în timpul mișcării relative. Principala metodă de etanșare este cutia de etanșare. Există două tipuri de bază de cutii de etanșare: tip garnitură și tip piuliță de compresie. Tipul garnitură este cea mai frecvent utilizată formă în prezent. În general, în ceea ce privește forma garniturii, aceasta poate fi împărțită în două tipuri: tip combinat și tip integral. Deși fiecare formă este diferită, acestea includ practic șuruburi pentru compresie. Tipul piuliță de compresie este utilizat în general pentru supape mai mici. Datorită dimensiunilor mici ale acestui tip, forța de compresie este limitată.
În cutia de etanșare, deoarece garnitura este în contact direct cu tija supapei, aceasta trebuie să aibă o etanșare bună, un coeficient de frecare mic, să se poată adapta la presiunea și temperatura mediului și să fie rezistentă la coroziune. În prezent, materialele de umplutură utilizate în mod obișnuit includ inelele O din cauciuc, garniturile împletite din politetrafluoroetilenă, garniturile din azbest și materialele de umplutură turnate din plastic. Fiecare material de umplutură are propriile condiții și game de aplicații și trebuie selectat în funcție de nevoile specifice. Etanșarea are rolul de a preveni scurgerile, așadar principiul etanșării supapei este studiat și din perspectiva prevenirii scurgerilor. Există doi factori principali care cauzează scurgeri. Unul este cel mai important factor care afectează performanța etanșării, și anume spațiul dintre perechile de etanșări, iar celălalt este diferența de presiune dintre ambele părți ale perechii de etanșări. Principiul etanșării supapei este, de asemenea, analizat din patru aspecte: etanșarea lichidelor, etanșarea gazelor, principiul etanșării canalului de scurgere și perechea de etanșări a supapei.

Etanșeitate la lichide

Proprietățile de etanșare ale lichidelor sunt determinate de vâscozitatea și tensiunea superficială a lichidului. Când capilarul unei valve cu scurgeri este umplut cu gaz, tensiunea superficială poate respinge lichidul sau poate introduce lichid în capilar. Aceasta creează un unghi de tangentă. Când unghiul de tangentă este mai mic de 90°, lichidul va fi injectat în capilar și va apărea scurgeri. Scurgerile apar datorită proprietăților diferite ale mediului. Experimentele care utilizează medii diferite vor da rezultate diferite în aceleași condiții. Puteți utiliza apă, aer sau kerosen etc. Când unghiul de tangentă este mai mare de 90°, vor apărea și scurgeri. Deoarece este legată de pelicula de grăsime sau ceară de pe suprafața metalică. Odată ce aceste pelicule de suprafață sunt dizolvate, proprietățile suprafeței metalice se schimbă, iar lichidul respins inițial va umezi suprafața și va avea scurgeri. Având în vedere situația de mai sus, conform formulei lui Poisson, scopul prevenirii scurgerilor sau al reducerii cantității de scurgere poate fi atins prin reducerea diametrului capilarului și creșterea vâscozității mediului.

Etanșeitate la gaze

Conform formulei lui Poisson, etanșeitatea unui gaz este legată de vâscozitatea moleculelor de gaz și a gazului. Scurgerea este invers proporțională cu lungimea tubului capilar și vâscozitatea gazului și direct proporțională cu diametrul tubului capilar și forța motrice. Când diametrul tubului capilar este același cu gradul mediu de libertate al moleculelor de gaz, moleculele de gaz vor curge în tubul capilar cu mișcare termică liberă. Prin urmare, atunci când efectuăm testul de etanșare a supapei, mediul trebuie să fie apa pentru a obține efectul de etanșare, iar aerul, adică gazul, nu poate obține efectul de etanșare.

Chiar dacă reducem diametrul capilar de sub moleculele de gaz prin deformare plastică, tot nu putem opri curgerea gazului. Motivul este că gazele pot difuza în continuare prin pereții metalici. Prin urmare, atunci când efectuăm teste cu gaze, trebuie să fim mai stricți decât testele cu lichide.

Principiul de etanșare al canalului de scurgere

Etanșarea supapei este alcătuită din două părți: neuniformitatea răspândită pe suprafața ondulației și rugozitatea ondulației în distanța dintre vârfurile ondulației. În cazul în care majoritatea materialelor metalice din țara noastră au o deformare elastică redusă, dacă dorim să obținem o stare etanșă, trebuie să impunem cerințe mai mari privind forța de compresie a materialului metalic, adică forța de compresie a materialului trebuie să depășească elasticitatea acestuia. Prin urmare, la proiectarea supapei, perechea de etanșări este potrivită cu o anumită diferență de duritate. Sub acțiunea presiunii, se va produce un anumit grad de efect de etanșare prin deformare plastică.

Dacă suprafața de etanșare este fabricată din materiale metalice, atunci punctele proeminente neuniforme de pe suprafață vor apărea cel mai devreme. La început, se poate aplica doar o sarcină mică pentru a provoca deformarea plastică a acestor puncte proeminente neuniforme. Când suprafața de contact crește, neuniformitatea suprafeței devine deformare plastico-elastică. În acest moment, vor exista rugozități pe ambele părți ale adânciturii. Când este necesar să se aplice o sarcină care poate provoca deformări plastice serioase ale materialului de bază și să se facă cele două suprafețe în contact strâns, aceste căi rămase pot fi apropiate de-a lungul liniei continue și a direcției circumferențiale.

Pereche de garnituri de supapă

Perechea de etanșare a supapei este partea scaunului supapei și a elementului de închidere care se închide atunci când intră în contact unul cu celălalt. În timpul utilizării, suprafața metalică de etanșare este ușor deteriorată de mediile antrenate, coroziunea mediilor, particulele de uzură, cavitație și eroziune, cum ar fi particulele de uzură. Dacă particulele de uzură sunt mai mici decât rugozitatea suprafeței, precizia suprafeței va fi îmbunătățită, mai degrabă decât deteriorată, atunci când suprafața de etanșare este uzată. Dimpotrivă, precizia suprafeței va fi deteriorată. Prin urmare, la selectarea particulelor de uzură, trebuie luați în considerare în mod cuprinzător factori precum materialele lor, condițiile de lucru, lubrifierea și coroziunea de pe suprafața de etanșare.

La fel ca în cazul particulelor de uzură, atunci când selectăm etanșări, trebuie să luăm în considerare diverși factori care le afectează performanța pentru a preveni scurgerile. Prin urmare, este necesar să alegem materiale rezistente la coroziune, zgârieturi și eroziune. În caz contrar, lipsa oricărei cerințe va reduce considerabil performanța de etanșare.