Princip brtvljenja ventila

Postoji mnogo vrsta ventila, ali njihova osnovna funkcija je ista, a to je spajanje ili prekid protoka medija. Stoga problem brtvljenja ventila postaje vrlo istaknut.

Kako bi se osiguralo da ventil može dobro prekinuti protok medija i spriječiti curenje, potrebno je osigurati da je brtva ventila netaknuta. Postoji mnogo razloga za curenje ventila, uključujući nerazuman strukturni dizajn, neispravne brtvene kontaktne površine, labave dijelove za pričvršćivanje, labavo prianjanje između tijela ventila i poklopca ventila itd. Svi ovi problemi mogu dovesti do nepravilnog brtvljenja ventila. Pa, što stvara problem s curenjem. Stoga,tehnologija brtvljenja ventilaje važna tehnologija povezana s performansama i kvalitetom ventila te zahtijeva sustavno i dubinsko istraživanje.

Od stvaranja ventila, njihova tehnologija brtvljenja također je doživjela veliki razvoj. Do sada se tehnologija brtvljenja ventila uglavnom ogleda u dva glavna aspekta, a to su statičko brtvljenje i dinamičko brtvljenje.

Takozvano statičko brtvljenje obično se odnosi na brtvljenje između dvije statične površine. Metoda brtvljenja statičkog brtvljenja uglavnom koristi brtve.

Takozvano dinamičko brtvljenje uglavnom se odnosi nabrtvljenje stabla ventila, što sprječava curenje medija u ventilu pomicanjem stabla ventila. Glavna metoda brtvljenja dinamičkog brtvljenja je korištenje brtvenice.

1. Statičko brtvljenje

Statičko brtvljenje odnosi se na stvaranje brtve između dva stacionarna dijela, a metoda brtvljenja uglavnom koristi brtve. Postoje mnoge vrste podložnih pločica. Uobičajeno korištene podložne pločice uključuju ravne podložne pločice, podložne pločice u obliku slova O, omotane podložne pločice, podložne pločice posebnog oblika, valovite podložne pločice i namotane podložne pločice. Svaka vrsta može se dalje podijeliti prema različitim korištenim materijalima.
1Ravna podloškaPlosnate podloške su ravne podloške koje se postavljaju ravno između dva nepokretna dijela. Općenito, prema korištenim materijalima, mogu se podijeliti na plastične ravne podloške, gumene ravne podloške, metalne ravne podloške i kompozitne ravne podloške. Svaki materijal ima svoje područje primjene.
②O-prsten. O-prsten se odnosi na brtvu s presjekom u obliku slova O. Budući da ima presjek u obliku slova O, ima određeni učinak samozatezanja, pa je učinak brtvljenja bolji od učinka ravne brtve.
③Uključuje podloške. Omotana brtva odnosi se na brtvu koja omotava određeni materijal preko drugog materijala. Takva brtva općenito ima dobru elastičnost i može poboljšati učinak brtvljenja. ④Podloške posebnog oblika. Podloške posebnog oblika odnose se na brtve nepravilnih oblika, uključujući ovalne podloške, dijamantne podloške, podloške zupčastog tipa, podloške s lastin repom itd. Ove podloške općenito imaju učinak samozatezanja i uglavnom se koriste u ventilima visokog i srednjeg tlaka.
⑤Valovita podloška. Valovite brtve su brtve koje imaju samo valoviti oblik. Ove brtve su obično sastavljene od kombinacije metalnih i nemetalnih materijala. Općenito imaju karakteristike male sile pritiska i dobrog brtvljenja.
⑥ Omotajte podlošku. Namotane brtve odnose se na brtve formirane čvrstim omatanjem tankih metalnih i nemetalnih traka. Ova vrsta brtve ima dobru elastičnost i svojstva brtvljenja. Materijali za izradu brtvi uglavnom uključuju tri kategorije, i to metalne materijale, nemetalne materijale i kompozitne materijale. Općenito govoreći, metalni materijali imaju visoku čvrstoću i otpornost na visoke temperature. Uobičajeno korišteni metalni materijali uključuju bakar, aluminij, čelik itd. Postoje mnoge vrste nemetalnih materijala, uključujući plastične proizvode, gumene proizvode, azbestne proizvode, proizvode od konoplje itd. Ovi nemetalni materijali se široko koriste i mogu se odabrati prema specifičnim potrebama. Postoje i mnoge vrste kompozitnih materijala, uključujući laminate, kompozitne ploče itd., koji se također odabiru prema specifičnim potrebama. Općenito se najčešće koriste valovite podloške i spiralno namotane podloške.

2. Dinamičko brtvljenje

Dinamičko brtvljenje odnosi se na brtvljenje koje sprječava curenje protoka medija u ventilu tijekom kretanja stabla ventila. To je problem brtvljenja tijekom relativnog kretanja. Glavna metoda brtvljenja je brtvenica. Postoje dvije osnovne vrste brtvenica: tip s uvodnicom i tip s kompresijskom maticom. Tip s uvodnicom trenutno je najčešće korišteni oblik. Općenito govoreći, u smislu oblika brtvenice, može se podijeliti na dvije vrste: kombinirani tip i integralni tip. Iako je svaki oblik drugačiji, oni u osnovi uključuju vijke za kompresiju. Tip s kompresijskom maticom općenito se koristi za manje ventile. Zbog male veličine ovog tipa, sila kompresije je ograničena.
U brtvi, budući da je brtvilo u izravnom kontaktu s vretenom ventila, potrebno je da ima dobro brtvljenje, mali koeficijent trenja, da se može prilagoditi tlaku i temperaturi medija te da bude otporno na koroziju. Trenutno se uobičajeno koriste punila koja uključuju gumene O-prstenove, pletena brtvila od politetrafluoretilena, azbestna brtvila i punila za plastične kalupe. Svako punilo ima svoje primjenjive uvjete i raspon te ga treba odabrati prema specifičnim potrebama. Brtvljenje služi za sprječavanje curenja, pa se princip brtvljenja ventila također proučava s gledišta sprječavanja curenja. Postoje dva glavna čimbenika koja uzrokuju curenje. Jedan je najvažniji čimbenik koji utječe na performanse brtvljenja, odnosno razmak između brtvenih parova, a drugi je razlika tlaka između obje strane brtvenog para. Princip brtvljenja ventila također se analizira s četiri aspekta: brtvljenje tekućinom, brtvljenje plinom, princip brtvljenja kanala curenja i brtvljenje ventila.

Nepropusnost tekućine

Svojstva brtvljenja tekućina određena su viskoznošću i površinskom napetošću tekućine. Kada je kapilara ventila koji propušta ispunjena plinom, površinska napetost može odbiti tekućinu ili uvesti tekućinu u kapilaru. To stvara tangentni kut. Kada je tangentni kut manji od 90°, tekućina će se ubrizgati u kapilaru i doći će do curenja. Curenje nastaje zbog različitih svojstava medija. Eksperimenti koji koriste različite medije dat će različite rezultate pod istim uvjetima. Možete koristiti vodu, zrak ili kerozin itd. Kada je tangentni kut veći od 90°, doći će i do curenja. Jer je to povezano s filmom masti ili voska na metalnoj površini. Nakon što se ovi površinski filmovi otope, svojstva metalne površine se mijenjaju, a izvorno odbijena tekućina će navlažiti površinu i propuštati. S obzirom na gore navedenu situaciju, prema Poissonovoj formuli, svrha sprječavanja curenja ili smanjenja količine curenja može se postići smanjenjem promjera kapilare i povećanjem viskoznosti medija.

Nepropusnost plina

Prema Poissonovoj formuli, nepropusnost plina povezana je s viskoznošću molekula plina i samog plina. Propuštanje je obrnuto proporcionalno duljini kapilarne cijevi i viskoznosti plina, a izravno proporcionalno promjeru kapilarne cijevi i pogonskoj sili. Kada je promjer kapilarne cijevi jednak prosječnom stupnju slobode molekula plina, molekule plina će teći u kapilarnu cijev sa slobodnim toplinskim gibanjem. Stoga, kada provodimo ispitivanje brtvljenja ventila, medij mora biti voda da bi se postigao učinak brtvljenja, a zrak, odnosno plin, ne može postići učinak brtvljenja.

Čak i ako smanjimo promjer kapilare ispod molekula plina plastičnom deformacijom, i dalje ne možemo zaustaviti protok plina. Razlog je taj što plinovi i dalje mogu difundirati kroz metalne stijenke. Stoga, kada provodimo ispitivanja plina, moramo biti stroži nego kod ispitivanja tekućina.

Princip brtvljenja kanala za curenje

Brtva ventila sastoji se od dva dijela: neravnina raspoređenih po površini vala i hrapavosti valovitosti u razmaku između vrhova vala. U slučaju da većina metalnih materijala u našoj zemlji ima nisku elastičnu deformaciju, ako želimo postići brtvljenje, moramo postaviti veće zahtjeve na silu kompresije metalnog materijala, odnosno sila kompresije materijala mora biti veća od njegove elastičnosti. Stoga se pri projektiranju ventila brtveni par usklađuje s određenom razlikom u tvrdoći. Pod djelovanjem tlaka, proizvest će se određeni stupanj brtvljenja plastičnom deformacijom.

Ako je brtvena površina izrađena od metalnih materijala, tada će se neravne izbočene točke na površini pojaviti najranije. U početku se samo malo opterećenje može koristiti za izazivanje plastične deformacije tih neravnih izbočenih točaka. Kada se kontaktna površina poveća, neravnina površine postaje plastično-elastična deformacija. U ovom trenutku, hrapavost će postojati na obje strane udubljenja. Kada je potrebno primijeniti opterećenje koje može uzrokovati ozbiljnu plastičnu deformaciju podložnog materijala i dovesti dvije površine u bliski kontakt, ove preostale putanje mogu se izvesti blizu duž kontinuirane linije i obodnog smjera.

Par brtvi ventila

Par brtvi ventila je dio sjedišta ventila i zapornog elementa koji se zatvara kada dođu u međusobni kontakt. Tijekom upotrebe, metalna brtvena površina lako se oštećuje uvučenim medijima, korozijom medija, česticama trošenja, kavitacijom i erozijom. Na primjer, česticama trošenja. Ako su čestice trošenja manje od hrapavosti površine, točnost površine će se poboljšati, a ne pogoršati kada se brtvena površina istroši. Naprotiv, točnost površine će se pogoršati. Stoga se pri odabiru čestica trošenja moraju sveobuhvatno uzeti u obzir čimbenici poput njihovih materijala, radnih uvjeta, podmazivanja i korozije na brtvenoj površini.

Baš kao i kod čestica trošenja, pri odabiru brtvi moramo sveobuhvatno uzeti u obzir različite čimbenike koji utječu na njihove performanse kako bismo spriječili curenje. Stoga je potrebno odabrati materijale otporne na koroziju, ogrebotine i eroziju. U suprotnom, nedostatak bilo kojeg zahtjeva uvelike će smanjiti performanse brtvljenja.