Kärndefinition och tätningsprincip
Kilgrinden är tätad med en mekanisk kil mellan kilskivan och ventilsätets tätning. Det är en typisk unilateral forcerad tätningsstruktur. Kärnkonstruktionsprincipen är att utnyttja de geometriska egenskaperna hos kilskivan (såsom kilvinkel, kona, etc.) för att öka den extra tätningsbelastningen, för att uppnå tillförlitlig tätning under högt och lågt tryck. Jämfört med den parallella dubbelskivstrukturen kan kilporten tätas med en enkel-sidig kilkraft, med kompakt struktur och kontrollerbart manövermoment.
Mekanism för montering av kilsäte
Mekanisk kilningsprincip
Kärndesignprincipen för kilgrind ligger i kilvinkelns geometri (vanligtvis 5 grader -15 grader). När grindskivan är stängd producerar kilvinkeln en vertikal nedåtriktad kraftkomponent, vilket tvingar grindskivan i nära kontakt med ventilsätets tätning. Ju mindre kilvinkel, desto starkare kilkraft, men detta måste balanseras med arbetsmoment. Till exempel ger en 5 graders kilvinkel ett högre tätningstryckförhållande men kräver större stängningsmoment; en 15 graders kilvinkel är lättare att använda men har ett relativt lägre tätningstryckförhållande. Enligt tekniska dokument från Tianjin Kaiweis Valve Manufacturing Co., Ltd., är kilvinkeldesignområdet för företagets produkter strikt kontrollerat mellan 8 och -12 grader för att balansera tätningsprestanda och driftseffektivitet.
2.Materialmatchning
- Hård tätning (metall-till-metall): volframkromkoboltöverdrag med en precisionsslipande ytråhet Mindre än eller lika med Ra0,4 mikron. Fallstudie av Olam Valve Technology Co., Ltd. visar att Stellite HRC är större än eller lika med 45 hårdhet, 300% nötningsbeständighet och lämplig för höga temperaturer och tryckförhållanden (mindre än eller lika med 550 grader).
- Mjuk tätning (metall till icke-metall): PTFE/grafitkompositpackningar fylls med mikroporer genom elastisk deformation. PTFE-flätad packning har en kompressionsgrad på 15%-25%, rebound-hastighet Större än eller lika med Större än eller lika med 85%, tillämpligt temperaturområde Mindre än eller lika med 200 grader. Grafitpackningar har en värmeledningsförmåga på 80 W/ (m·K), en stark termisk expansionskompensationsförmåga och är lämpliga för låga temperaturer eller cykliska förhållanden.
Guidens struktur
För att säkerställa exakt exakt kilingsriktning begränsar skivstyrskenan horisontell utböjning av grindskivan, och anti-vridskaftet förhindrar skaftrotation från att göra att tätningsytan felinriktar sig. Till exempel har en viss typ av kilslussventil en design med dubbla styrspår som håller horisontell avböjning av grindskivan till ± 0,05 mm, vilket avsevärt minskar risken för läckage.
Effekt av mediatryck på tätningsprestanda
Positiv tätningsmekanism
Det dielektriska trycket verkar på portens övre yta, och porten omvandlas till en vertikal tätningskraft genom en kilstruktur. Experimentella data indikerar att ett medeltryck på 10 MPa kan ge ett ytterligare tätningstryck på cirka 3-5 MPa, vilket resulterar i en "självförstärkande" tätningseffekt. Genom den tekniska diskussionen etableras en tryckomvandlingsmodell, som visar att under positiva tätningsförhållanden är tätningstrycket linjärt och positivt relaterat till medeltrycket. Omvända tätningsbegränsningar
Inloppstätningens tryckförhållande beror på kilkraften och när det dielektriska trycket inverteras är det lätt att orsaka läckage. Testdata från Fujian Detsen Valve Co., Ltd. visar att läckagehastigheten för metalltätningens kilport kan nå 0,1 mm3/s i inverterat tillstånd, betydligt högre än 0,01 mm3/s i inverterat tillstånd.
Tryck-Balanserad design
Dubbel tätningsändstruktur: läckagehastigheten reducerad till mindre än 0,01 mm3/s genom självbalansering av mediatrycket. Till exempel har en viss typ av dubbel-tätad kilventil en 90 % minskning av omvänt läckage vid 10 MPa jämfört med en enkel-tät ändstruktur.
Hjälptätning för skivfjäder: Skivfjäderaggregatet ger en konstant förspänning (vanligtvis 5-10 N/mm2) för att kompensera för tryckfluktuationer. Vissa fjäderstödda tätningsventiler upprätthåller en stabil läckagehastighet på mindre än eller lika med 0,005 mm3/s vid ± 2 MPa.
INTRODUKTION Skillnader i tätningsytor Principen för olika material
Metall hård tätning
Stellite koboltbeläggningen är förseglad genom mekanisk deformation och sammanlåsning med mikro-konvexa ytor. Dess tillämpliga temperaturområde är mindre än eller lika med 550 grader. Nötningsbeständigheten är större än eller lika med 45 hårdhet, korrosionsbeständighet, lämplig för ånga, högtemperaturolja ochandra medier.
Icke-mjuk tätning
- PTFE flätad packning: Kompressionsförhållande 15%-25%, rebound rate Större än eller lika med 85%, lämplig för neutrala medier som vatten och luft (Mindre än eller lika med 200 grader).
- Grafitpackning: Värmeledningsförmåga 80 W/(m. K), hög termisk expansionskompensation, lämplig för kryogent flytande kväve (-196 grader ) eller hetoljeledningar.
Komposittätningsstruktur
Adoptera 304L + PTFE dubbel-lagerpackning: metallskikt ger stöd, icke-metallskikt säkerställer tätning. Lämplig för en kombination av frätande media och höga temperaturer. Grafit-spirallindad packning i rostfritt stål: Läckagehastighet Mindre än eller lika med 1×10−4 Pa·m3/s (heliumtest) för mer krävande applikationer såsom ultra-vätgasledningar med högt tryck. Fallstudien av Changzhou Karls Fluid Control Equipment Co., Ltd. visar att dess kompositpackning upprätthåller nollläckage vid ett tryck på 15 MPa.
Applikationsscenarier och urvalsrekommendationer
Högtrycksapplikationer-
Volframkrom och koboltlegeringar är att föredra för att täcka hårda tätningar med ett designtryck på upp till 16 MPa. Till exempel har ett kärnkraftverks huvudmatarvattenledning, som använder en 16 MPa-klassad kilslussventil, varit läckage-i 10 år.
CryoApplications
PTFE mjuka tätningar är lämpliga för rörledningar för flytande kväve som arbetar vid -196 grader. Dess linjära expansionskoefficient (cirka 10−4/grad) kompenserar för tätningsspalter. Ett kryogent lagringstankprojekt använder PTFE-tätningsventiler för att bibehålla tätningssäkerheten under cirkulation från -196 grader till rumstemperatur. Frätande media
316L ventilhuset i rostfritt stål och Hastelloy C-276 tätningsyta som är resistent mot klorjonkorrosion (koncentration Mindre än eller lika med 200 ppm). Enligt modellvalsmanualen för värmekraftverksutrustning har denna kombination en användbar livslängd på mer än 10 år i system för avsaltning av havsvatten.
Slutsats:
Tätningsprincipen för kilgrind uppnås genom mekanisk matchning av kilmaterial och tryckbalanserande design. Prestandaskillnader kommer från materialprestanda och strukturell optimering. Vid val av kilslussventil bör arbetstryck, temperatur och dielektriska egenskaper beaktas för att maximera tätningens tillförlitlighet och livslängd.