Prinsipp for ventiltetning

Det finnes mange typer ventiler, men deres grunnleggende funksjon er den samme, som er å koble til eller kutte av mediestrømmen. Derfor blir tetningsproblemet med ventiler svært fremtredende.

For å sikre at ventilen kan stenge av mediestrømmen godt og forhindre lekkasje, er det nødvendig å sørge for at ventilens tetning er intakt. Det er mange årsaker til ventillekkasje, inkludert urimelig strukturell design, defekte tetningskontaktflater, løse festedeler, løs passform mellom ventilhuset og ventildekselet, osv. Alle disse problemene kan føre til feil ventiltetning. Og dermed skape et lekkasjeproblem. Derfor,ventilforseglingsteknologier en viktig teknologi knyttet til ventilers ytelse og kvalitet, og krever systematisk og grundig forskning.

Siden ventilene ble utviklet, har også tetningsteknologien deres gjennomgått en stor utvikling. Så langt gjenspeiles ventiltetningsteknologien hovedsakelig i to hovedaspekter, nemlig statisk tetning og dynamisk tetning.

Den såkalte statiske tetningen refererer vanligvis til tetningen mellom to statiske overflater. Tetningsmetoden for statisk tetning bruker hovedsakelig pakninger.

Den såkalte dynamiske tetningen refererer hovedsakelig tiltetting av ventilstammen, som forhindrer at mediet i ventilen lekker ved bevegelse av ventilstammen. Den viktigste tetningsmetoden for dynamisk tetning er å bruke en pakkboks.

1. Statisk tetning

Statisk tetting refererer til dannelsen av en tetning mellom to stasjonære seksjoner, og tettingsmetoden bruker hovedsakelig pakninger. Det finnes mange typer skiver. De vanligste skivene inkluderer flate skiver, O-formede skiver, innpakkede skiver, spesialformede skiver, bølgeskiver og viklede skiver. Hver type kan videre deles inn i henhold til de forskjellige materialene som brukes.
①Flat skiveFlate skiver er flate skiver som plasseres flatt mellom to stasjonære seksjoner. Generelt kan de, i henhold til materialene som brukes, deles inn i flate skiver av plast, flate skiver av gummi, flate skiver av metall og flate skiver av kompositt. Hvert materiale har sitt eget bruksområde.
②O-ring. O-ring refererer til en pakning med O-formet tverrsnitt. Fordi tverrsnittet er O-formet, har den en viss selvstrammende effekt, slik at tetningseffekten er bedre enn for en flat pakning.
③Inkluderer skiver. En innpakket pakning refererer til en pakning som omslutter et bestemt materiale mot et annet materiale. En slik pakning har generelt god elastisitet og kan forbedre tetningseffekten. ④Spesialformede skiver. Spesialformede skiver refererer til pakninger med uregelmessig form, inkludert ovale skiver, diamantskiver, girskiver, svalehaleskiver osv. Disse skivene har generelt en selvstrammende effekt og brukes mest i høy- og mellomtrykksventiler.
⑤Bølgepakning. Bølgepakninger er pakninger som kun har en bølgeform. Disse pakningene er vanligvis laget av en kombinasjon av metallmaterialer og ikke-metalliske materialer. De har generelt egenskapene lav trykkkraft og god tetningseffekt.
⑥ Pakk inn skiven. Viklede pakninger refererer til pakninger dannet ved å pakke tynne metallstrimler og ikke-metallstrimler tett sammen. Denne typen pakning har god elastisitet og tetningsegenskaper. Materialene for å lage pakninger inkluderer hovedsakelig tre kategorier, nemlig metalliske materialer, ikke-metalliske materialer og komposittmaterialer. Generelt sett har metallmaterialer høy styrke og sterk temperaturbestandighet. Vanlig brukte metallmaterialer inkluderer kobber, aluminium, stål, etc. Det finnes mange typer ikke-metalliske materialer, inkludert plastprodukter, gummiprodukter, asbestprodukter, hampprodukter, etc. Disse ikke-metalliske materialene er mye brukt og kan velges i henhold til spesifikke behov. Det finnes også mange typer komposittmaterialer, inkludert laminater, komposittpaneler, etc., som også velges i henhold til spesifikke behov. Generelt brukes korrugerte skiver og spiralviklede skiver mest.

2. Dynamisk tetning

Dynamisk tetning refererer til en tetning som forhindrer at mediestrømmen i ventilen lekker ved bevegelse av ventilstammen. Dette er et tetningsproblem under relativ bevegelse. Den viktigste tetningsmetoden er pakkboksen. Det finnes to grunnleggende typer pakkbokser: pakkbokser av typen pakkbokser og kompresjonsmuttere. Pakkboksen er den mest brukte formen for tiden. Generelt sett kan pakkboksen deles inn i to typer: kombinert type og integrert type. Selv om hver form er forskjellig, inkluderer de i utgangspunktet bolter for kompresjon. Kompresjonsmuttere brukes vanligvis til mindre ventiler. På grunn av den lille størrelsen på denne typen er kompresjonskraften begrenset.
I pakkboksen, siden pakningen er i direkte kontakt med ventilstammen, må pakningen ha god tetning, liten friksjonskoeffisient, kunne tilpasse seg mediets trykk og temperatur, og være korrosjonsbestandig. Vanlig brukte fyllstoffer inkluderer gummi-O-ringer, polytetrafluoretylenflettet pakning, asbestpakning og plaststøpefyllstoffer. Hvert fyllstoff har sine egne bruksbetingelser og område, og bør velges i henhold til spesifikke behov. Tetting er for å forhindre lekkasje, så prinsippet for ventiltetting studeres også fra perspektivet om å forhindre lekkasje. Det er to hovedfaktorer som forårsaker lekkasje. Den ene er den viktigste faktoren som påvirker tetningsytelsen, det vil si gapet mellom tetningsparene, og den andre er trykkforskjellen mellom begge sider av tetningsparet. Ventiltettingsprinsippet analyseres også fra fire aspekter: væsketetting, gasstetting, lekkasjekanaltettingsprinsipp og ventiltettingspar.

Væsketetthet

Væskens tetningsegenskaper bestemmes av væskens viskositet og overflatespenning. Når kapillærrøret i en lekk ventil er fylt med gass, kan overflatespenningen frastøte væsken eller føre væske inn i kapillærrøret. Dette skaper en tangentvinkel. Når tangentvinkelen er mindre enn 90°, vil væske bli injisert i kapillærrøret, og lekkasje vil oppstå. Lekkasje oppstår på grunn av mediets forskjellige egenskaper. Eksperimenter med forskjellige medier vil gi forskjellige resultater under de samme forholdene. Du kan bruke vann, luft eller parafin, osv. Når tangentvinkelen er større enn 90°, vil det også oppstå lekkasje. Fordi det er relatert til fett- eller voksfilmen på metalloverflaten. Når disse overflatefilmene er oppløst, endres metalloverflatens egenskaper, og den opprinnelig frastøtte væsken vil fukte overflaten og lekke. I lys av ovennevnte situasjon, i henhold til Poissons formel, kan formålet med å forhindre lekkasje eller redusere mengden lekkasje oppnås ved å redusere kapillærdiameteren og øke viskositeten til mediet.

Gasstetthet

I følge Poissons formel er tettheten til en gass relatert til viskositeten til gassmolekylene og gassen. Lekkasje er omvendt proporsjonal med lengden på kapillarrøret og viskositeten til gassen, og direkte proporsjonal med diameteren på kapillarrøret og drivkraften. Når diameteren på kapillarrøret er den samme som den gjennomsnittlige frihetsgraden til gassmolekylene, vil gassmolekylene strømme inn i kapillarrøret med fri termisk bevegelse. Derfor, når vi utfører ventiltetningstesten, må mediet være vann for å oppnå tetningseffekten, og luft, det vil si gass, kan ikke oppnå tetningseffekten.

Selv om vi reduserer kapillærdiameteren under gassmolekylene gjennom plastisk deformasjon, kan vi fortsatt ikke stoppe gasstrømmen. Årsaken er at gasser fortsatt kan diffundere gjennom metallveggene. Derfor må vi være strengere når vi utfører gasstester enn væsketester.

Tetningsprinsippet for lekkasjekanal

Ventilpakningen består av to deler: ujevnhetene som spres på bølgeoverflaten og ruheten i bølgen i avstanden mellom bølgetoppene. I tilfeller der de fleste metallmaterialer i landet vårt har lav elastisk tøyning, må vi, hvis vi ønsker å oppnå en tett tilstand, stille høyere krav til metallmaterialets kompresjonskraft, det vil si at materialets kompresjonskraft må overstige dets elastisitet. Derfor, når ventilen designes, er tetningene tilpasset en viss hardhetsforskjell. Under trykkpåvirkning vil det oppstå en viss grad av plastisk deformasjons-tetting.

Hvis tetningsflaten er laget av metallmaterialer, vil de ujevne, utstikkende punktene på overflaten vises tidligst. I begynnelsen kan bare en liten belastning brukes til å forårsake plastisk deformasjon av disse ujevne, utstikkende punktene. Når kontaktflaten øker, blir overflateujevnheten plastisk-elastisk deformasjon. På dette tidspunktet vil det være ruhet på begge sider i fordypningen. Når det er nødvendig å påføre en belastning som kan forårsake alvorlig plastisk deformasjon av det underliggende materialet, og bringe de to overflatene i tett kontakt, kan disse gjenværende banene gjøres tette langs den kontinuerlige linjen og omkretsretningen.

Ventilpakningspar

Ventiltetningen er den delen av ventilsetet og lukkeelementet som lukker seg når de kommer i kontakt med hverandre. Under bruk blir metalltetningsflaten lett skadet av medrevne medier, mediekorrosjon, slitasjepartikler, kavitasjon og erosjon. Slik som slitasjepartikler. Hvis slitasjepartiklene er mindre enn overflateruheten, vil overflatenøyaktigheten forbedres snarere enn forringes når tetningsflaten er slitt inn. Tvert imot vil overflatenøyaktigheten forringes. Derfor må faktorer som materialer, arbeidsforhold, smøreevne og korrosjon på tetningsflaten tas i betraktning når man velger slitasjepartikler.

Akkurat som med slitepartikler, må vi når vi velger tetninger, vurdere ulike faktorer som påvirker ytelsen deres for å forhindre lekkasje. Derfor er det nødvendig å velge materialer som er motstandsdyktige mot korrosjon, riper og erosjon. Ellers vil mangel på krav redusere tetningsytelsen betraktelig.