Ydinmääritelmä ja tiivistysperiaate
Kiilaportti on tiivistetty mekaanisella kiilalla kiilalevyn ja venttiilin istukan tiivisteen välissä. Se on tyypillinen yksipuolinen pakotettu tiivisterakenne. Suunnittelun ydinperiaate on hyödyntää kiilalevyn geometrisia ominaisuuksia (kuten kiilakulma, kartio jne.) lisätiivistyskuorman lisäämiseksi, jotta saavutetaan luotettava tiivistys korkean ja matalan paineen olosuhteissa. Verrattuna rinnakkaiseen kaksoislevyrakenteeseen, kiilaportti voidaan tiivistää yksipuolisella -kiilavoimalla, sillä on kompakti rakenne ja säädettävä käyttömomentti.
Kiilaistuimen asennusmekanismi
Mekaanisen kiilauksen periaate
Kiilaportin perussuunnitteluperiaate on kiilakulman geometria (tyypillisesti 5 astetta -15 astetta). Kun porttilevy suljetaan, kiilakulma tuottaa pystysuoran alaspäin suuntautuvan voimakomponentin, joka pakottaa portin levyn läheiseen kosketukseen venttiilin istukan tiivisteen kanssa. Mitä pienempi kiilakulma, sitä suurempi kiilavoima on, mutta tämä on tasapainotettava käyttömomentilla. Esimerkiksi 5 asteen kiilakulma tarjoaa suuremman tiivistyspainesuhteen, mutta vaatii suuremman sulkemismomentin; 15 asteen kiilakulma on helpompi käyttää, mutta sillä on suhteellisen alempi tiivistyspainesuhde. Tianjin Kaiweis Valve Manufacturing Co., Ltd.:n teknisten asiakirjojen mukaan yrityksen tuotteiden kiilakulmasuunnittelua valvotaan tiukasti 8-12 asteen välillä tiivistyksen suorituskyvyn ja käyttötehokkuuden tasapainottamiseksi.
2. Materiaalin sovitus
- Kova tiiviste (metalli---metalli): volframikromikobolttipäällys, jonka tarkkuushiontapinnan karheus Vähemmän tai yhtä suuri kuin Ra0,4 mikronia. Olam Valve Technology Co., Ltd.:n tapaustutkimus osoittaa, että Stellite HRC on suurempi tai yhtä suuri kuin 45 kovuus, 300 % kulutuskestävyys ja sopii korkeisiin lämpötila- ja paineolosuhteisiin (alle tai yhtä suuri kuin 550 astetta).
- Pehmeä tiiviste (metalliton ei--metalli): PTFE/grafiittikomposiittitiivisteet täytetään mikrohuokosilla elastisen muodonmuutoksen avulla. PTFE-punotun tiivisteen puristusaste on 15–25 %, palautumisnopeus Suurempi tai yhtä suuri kuin 85 %, sovellettava lämpötila-alue Alle tai yhtä suuri kuin 200 astetta. Grafiittitiivisteiden lämmönjohtavuus on 80 W/(m·K), vahva lämpölaajenemiskompensointikyky, ja ne sopivat alhaisiin lämpötiloihin tai pyöräilyolosuhteisiin.
Oppaan rakenne
Tarkan tarkan kiilautumissuunnan varmistamiseksi kiekkoohjainkisko rajoittaa porttikiekon vaakasuoraa taipumista, ja kiertymisenestovarsi -estää karan pyörimisen aiheuttamasta tiivistepinnan kohdistamista väärin. Esimerkiksi tietyn tyyppisessä kiilaporttiventtiilissä on kaksoisohjainurarakenne, joka pitää porttilevyn vaakasuuntaisen taipuman ± 0,05 mm:ssä, mikä vähentää huomattavasti vuodon riskiä.
Väliainepaineen vaikutus tiivistystehoon
Positiivinen tiivistysmekanismi
Dielektrinen paine vaikuttaa portin yläpintaan ja portti muunnetaan pystysuoraksi tiivistysvoimaksi kiilarakenteen kautta. Kokeelliset tiedot osoittavat, että 10 MPa:n keskipaine voi tuottaa noin 3-5 MPa:n lisätiivistyspaineen, mikä johtaa "itsevahvistavaan" tiivistysvaikutukseen. Teknisen keskustelun kautta muodostetaan paineen muunnosmalli, joka osoittaa, että positiivisissa tiivistysolosuhteissa tiivistyspaine on lineaarisesti ja positiivisessa suhteessa keskipaineeseen. Käänteisen tiivisteen rajoitukset
Tulotiivisteen painesuhde riippuu kiilavoimasta, ja kun dielektrinen paine käännetään, on helppo aiheuttaa vuotoa. Fujian Detsen Valve Co., Ltd:n testitulokset osoittavat, että metallitiivisteen kiilaportin vuotonopeus voi olla 0,1 mm3/s käänteisessä tilassa, mikä on merkittävästi korkeampi kuin 0,01 mm3/s käänteisessä tilassa.
Paine{0}}tasapainoinen muotoilu
Kaksoistiivisteen päätyrakenne: vuotonopeus on alennettu alle 0,01 mm3/s väliaineen paineen itse-tasapainotuksen ansiosta. Esimerkiksi tietyn tyyppisellä kaksoistiivistetyllä kiilaporttiventtiilillä on 90 % pienempi käänteisvuoto 10 MPa:lla verrattuna yhden-tiivistetyn päädyn rakenteeseen.
Levyjousen aputiiviste: Levyjousikokoonpano tarjoaa jatkuvan esijännityksen (tyypillisesti 5-10 N/mm2) paineenvaihteluiden kompensoimiseksi. Jotkut jousiavusteiset tiivisteventtiilit ylläpitävät vakaan vuotonopeuden, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,005 mm3/s ± 2 MPa:n paineessa.
JOHDANTO Erilaisten materiaalien tiivistyspintojen erot Periaate
Metallinen kova tiiviste
Stellite-kobolttipinnoite on tiivistetty mekaanisella muodonmuutoksella ja mikro{0}}kuperilla pinnoilla. Sen sovellettava lämpötila-alue on pienempi tai yhtä suuri kuin 550 astetta. Kulutuskestävyys on suurempi tai yhtä suuri kuin 45 kovuus, korroosionkestävyys, sopii höyrylle, korkean lämpötilan öljylle jamuut tiedotusvälineet.
Ei--metallinen pehmeä tiiviste
- PTFE-punottu pakkaus: Puristussuhde 15% -25%, palautumisnopeus Suurempi tai yhtä suuri kuin 85%, sopii neutraaleille aineille, kuten vesi ja ilma (alle 200 astetta).
- Grafiittitiiviste: Lämmönjohtavuus 80 W/(m.K), korkea lämpölaajenemisen kompensointi, sopii kryogeeniseen nestetyppeen (-196 astetta) tai kuumaan öljyputkeen.
Komposiittitiivisterakenne
Ota käyttöön 304L + PTFE kaksi-kerrostiiviste: metallikerros tukee, ei--metallikerros varmistaa tiivistyksen. Soveltuu syövyttävien väliaineiden ja korkeiden lämpötilojen yhdistelmään. Grafiitti-ruostumattomasta teräksestä valmistettu kierretiiviste: Vuotonopeus Vähintään tai yhtä suuri kuin 1×10−4Pa·m3/s (heliumtesti) vaativampiin sovelluksiin, kuten ultra-korkeapaineisiin vetyputkiin. Changzhou Karls Fluid Control Equipment Co., Ltd.:n tapaustutkimus osoittaa, että sen komposiittitiiviste ylläpitää nollavuotoa 15 MPa:n paineessa.
Sovellusskenaariot ja valintasuositukset
Korkeapainesovellukset-
Volframikromi ja kobolttilejeeringit ovat suositeltavia peittämään kovia tiivisteitä, joiden suunnittelupaine on jopa 16 MPa. Esimerkiksi ydinvoimalaitoksen pääsyöttövesiputkisto, joka käyttää 16 MPa-nimellisarvoista kiilaventtiiliä, on ollut vuotamaton- 10 vuotta.
CryoApplications
PTFE-pehmeät tiivisteet sopivat -196 asteen lämpötilassa toimiviin nestemäisen typen putkiin. Sen lineaarinen laajenemiskerroin (n. 10−4/aste) kompensoi tiivistysrakoja. Kryogeeninen varastosäiliöprojekti käyttää PTFE-tiivisteventtiilejä tiivistyksen luotettavuuden ylläpitämiseksi kierron aikana -196 astetta huoneenlämpötilaan. Syövyttävä materiaali
316L ruostumattomasta teräksestä valmistettu venttiilirunko ja Hastelloy C-276 -tiivistepinta kestävät kloori-ionikorroosiota (pitoisuus enintään 200 ppm). Lämpövoimalaitosten mallinvalintakäsikirjan mukaan tämän yhdistelmän käyttöikä on yli 10 vuotta meriveden suolanpoistojärjestelmissä.
Johtopäätös:
Kiilaportin tiivistysperiaate saavutetaan mekaanisella kiilamateriaalin sovituksella ja paineentasauksella. Suorituskykyerot johtuvat materiaalien suorituskyvystä ja rakenteiden optimoinnista. Kiilasulkuventtiiliä valittaessa tulee ottaa huomioon työpaine, lämpötila ja dielektriset ominaisuudet tiivistyksen luotettavuuden ja käyttöiän maksimoimiseksi.