Клапанды тығыздау принципі

Клапандардың көптеген түрлері бар, бірақ олардың негізгі қызметі бірдей, ол орта ағынын қосу немесе тоқтату. Сондықтан клапандардың тығыздау мәселесі өте маңызды болып келеді.

Клапанның орта ағынын жақсылап тоқтатып, ағып кетудің алдын алу үшін клапанның тығыздағышының бүтін екеніне көз жеткізу қажет. Клапанның ағып кетуінің көптеген себептері бар, соның ішінде негізсіз құрылымдық дизайн, ақаулы тығыздағыш беттері, босаңсыған бекіткіш бөлшектер, клапан корпусы мен клапан қақпағының арасындағы бос орналасу және т.б. Осы мәселелердің барлығы клапанның дұрыс тығыздалмауына әкелуі мүмкін. Осылайша, ағып кету мәселесі туындайды. Сондықтан,клапанды тығыздау технологиясыклапанның өнімділігі мен сапасына қатысты маңызды технология болып табылады және жүйелі және терең зерттеулерді қажет етеді.

Клапандар жасалғаннан бері оларды тығыздау технологиясы да үлкен дамуға ұшырады. Қазіргі уақытта клапандарды тығыздау технологиясы негізінен екі негізгі аспектіде, атап айтқанда статикалық тығыздау және динамикалық тығыздау түрінде көрініс тапты.

Статикалық тығыздағыш деп аталатын нәрсе әдетте екі статикалық бет арасындағы тығыздағышты білдіреді. Статикалық тығыздағышты тығыздау әдісі негізінен тығыздағыштарды пайдаланады.

Динамикалық тығыздағыш деп аталатын нәрсе негізінен мынаны білдіредіклапан сабының тығыздалуы, бұл клапан сабының қозғалысымен клапандағы ортаның ағып кетуіне жол бермейді. Динамикалық тығыздаудың негізгі тығыздау әдісі - тығыздағыш қорапты пайдалану.

1. Статикалық тығыздағыш

Статикалық тығыздау екі қозғалмайтын бөлік арасында тығыздағыштың пайда болуын білдіреді, ал тығыздау әдісі негізінен тығыздағыштарды пайдаланады. Шайбалардың көптеген түрлері бар. Жиі қолданылатын шайбаларға жалпақ шайбалар, O-тәрізді шайбалар, оралған шайбалар, арнайы пішінді шайбалар, толқынды шайбалар және орама шайбалар жатады. Әрбір түрді қолданылатын әртүрлі материалдарға сәйкес одан әрі бөлуге болады.
①Жалпақ шайбаЖалпақ шайбалар - екі қозғалмайтын бөліктің арасына жалпақ орналастырылған жалпақ шайбалар. Әдетте, қолданылатын материалдарға сәйкес оларды пластикалық жалпақ шайбалар, резеңке жалпақ шайбалар, металл жалпақ шайбалар және композиттік жалпақ шайбалар деп бөлуге болады. Әрбір материалдың өзіндік қолданылу аясы бар.
2 O-тәрізді сақина. O-тәрізді сақина O-тәрізді көлденең қимасы бар тығыздағышты білдіреді. Оның көлденең қимасы O-тәрізді болғандықтан, белгілі бір өздігінен тартылу әсері бар, сондықтан тығыздау әсері жалпақ тығыздағышқа қарағанда жақсырақ.
③Шайбаларды қосыңыз. Оралған тығыздағыш белгілі бір материалды басқа материалға орайтын тығыздағышты білдіреді. Мұндай тығыздағыш әдетте жақсы серпімділікке ие және тығыздау әсерін күшейте алады. ④Арнайы пішінді шайбалар. Арнайы пішінді шайбалар сопақша шайбалар, ромб тәрізді шайбалар, тісті доңғалақты шайбалар, көгершін тәрізді шайбалар және т.б. сияқты дұрыс емес пішінді тығыздағыштарды білдіреді. Бұл шайбалар әдетте өздігінен тартылатын әсерге ие және көбінесе жоғары және орташа қысымды клапандарда қолданылады.
⑤Толқынды шайба. Толқынды тығыздағыштар - тек толқын пішінді тығыздағыштар. Бұл тығыздағыштар әдетте металл материалдар мен металл емес материалдардың қоспасынан тұрады. Олар әдетте аз қысым күші мен жақсы тығыздау әсерімен ерекшеленеді.
⑥ Шайбаны орау. Орама төсемдер жұқа металл жолақтар мен металл емес жолақтарды бір-біріне тығыз орау арқылы жасалған төсемдерді білдіреді. Бұл төсем түрі жақсы серпімділік пен тығыздау қасиеттеріне ие. Төсемдерді жасауға арналған материалдар негізінен үш санатқа бөлінеді, атап айтқанда металл материалдар, металл емес материалдар және композиттік материалдар. Жалпы алғанда, металл материалдар жоғары беріктікке және жоғары температураға төзімділікке ие. Жиі қолданылатын металл материалдарға мыс, алюминий, болат және т.б. жатады. Пластикалық бұйымдар, резеңке бұйымдар, асбест бұйымдары, қарасора бұйымдары және т.б. сияқты металл емес материалдардың көптеген түрлері бар. Бұл металл емес материалдар кеңінен қолданылады және оларды нақты қажеттіліктерге сәйкес таңдауға болады. Сондай-ақ, нақты қажеттіліктерге сәйкес таңдалатын ламинаттар, композиттік панельдер және т.б. сияқты көптеген композиттік материалдар бар. Әдетте, гофрленген шайбалар мен спиральды жара төсемдері көбінесе қолданылады.

2. Динамикалық тығыздағыш

Динамикалық тығыздау дегеніміз - клапан сабының қозғалысымен клапандағы орта ағынының ағып кетуіне жол бермейтін тығыздауыш. Бұл салыстырмалы қозғалыс кезінде тығыздау мәселесі. Негізгі тығыздау әдісі - тығыздау қорабы. Толтыру қораптарының екі негізгі түрі бар: тығыздауыш түрі және қысу гайкасы түрі. Тығыздауыш түрі қазіргі уақытта ең көп қолданылатын түрі. Жалпы алғанда, тығыздауыштың түрі тұрғысынан оны екі түрге бөлуге болады: аралас түрі және интегралдық түрі. Әрбір түрі әртүрлі болғанымен, олар негізінен қысуға арналған болттарды қамтиды. Қысу гайкасы түрі әдетте кішірек клапандар үшін қолданылады. Бұл түрдің кіші өлшеміне байланысты қысу күші шектеулі.
Толтырғыш қорапта қаптама клапан сабымен тікелей жанасатындықтан, қаптаманың жақсы тығыздалуы, үйкеліс коэффициентінің аз болуы, ортаның қысымы мен температурасына бейімделуі және коррозияға төзімді болуы қажет. Қазіргі уақытта жиі қолданылатын толтырғыштарға резеңке сақиналар, политетрафторэтилен өрілген қаптама, асбест қаптамасы және пластикалық қалыптау толтырғыштары жатады. Әрбір толтырғыштың өзіндік қолданылатын шарттары мен диапазоны бар және оларды нақты қажеттіліктерге сәйкес таңдау керек. Тығыздау ағып кетудің алдын алу үшін қажет, сондықтан клапанды тығыздау принципі де ағып кетудің алдын алу тұрғысынан зерттеледі. Ағып кетудің екі негізгі факторы бар. Бірі - тығыздау өнімділігіне әсер ететін ең маңызды фактор, яғни тығыздау жұптары арасындағы саңылау, ал екіншісі - тығыздау жұбының екі жағы арасындағы қысым айырмашылығы. Клапанды тығыздау принципі де төрт аспект бойынша талданады: сұйықтықты тығыздау, газды тығыздау, ағып кету арнасын тығыздау принципі және клапанды тығыздау жұбы.

Сұйықтықтың тығыздығы

Сұйықтықтардың тығыздау қасиеттері сұйықтықтың тұтқырлығы мен беттік керілуімен анықталады. Ағып жатқан клапанның капилляры газбен толтырылған кезде, беттік керілу сұйықтықты итеруі немесе капиллярға сұйықтықты енгізуі мүмкін. Бұл жанама бұрыш жасайды. Жанама бұрыш 90°-тан аз болғанда, сұйықтық капиллярға енгізіледі және ағып кету пайда болады. Ағып кету ортаның әртүрлі қасиеттеріне байланысты пайда болады. Әртүрлі ортаны қолданатын тәжірибелер бірдей жағдайларда әртүрлі нәтижелер береді. Сіз суды, ауаны немесе керосинді және т.б. пайдалана аласыз. Жанама бұрыш 90°-тан үлкен болғанда, ағып кету де пайда болады. Себебі бұл металл бетіндегі май немесе балауыз қабықшасына байланысты. Бұл беттік қабықшалар ерігеннен кейін, металл бетінің қасиеттері өзгереді және бастапқыда итерілген сұйықтық бетті сулап, ағып кетеді. Жоғарыда аталған жағдайды ескере отырып, Пуассон формуласына сәйкес, ағып кетудің алдын алу немесе ағып кету мөлшерін азайту мақсатына капилляр диаметрін азайту және ортаның тұтқырлығын арттыру арқылы қол жеткізуге болады.

Газ тығыздығы

Пуассон формуласына сәйкес, газдың тығыздығы газ молекулаларының және газдың тұтқырлығымен байланысты. Ағып кету капиллярлық түтіктің ұзындығына және газдың тұтқырлығына кері пропорционалды, ал капиллярлық түтіктің диаметріне және қозғаушы күшке тура пропорционалды. Капиллярлық түтіктің диаметрі газ молекулаларының орташа еркіндік дәрежесімен бірдей болған кезде, газ молекулалары капиллярлық түтікке еркін жылу қозғалысымен ағады. Сондықтан, клапанның тығыздау сынағын жүргізген кезде, тығыздау әсеріне жету үшін орта су болуы керек, ал ауа, яғни газ, тығыздау әсеріне жете алмайды.

Пластикалық деформация арқылы газ молекулаларының астындағы капилляр диаметрін азайтсақ та, газ ағынын тоқтата алмаймыз. Себебі, газдар металл қабырғалар арқылы диффузиялана алады. Сондықтан, газ сынақтарын жүргізген кезде, сұйықтық сынақтарына қарағанда қатаңырақ болуымыз керек.

Ағып кету арнасын тығыздау принципі

Клапан тығыздағышы екі бөліктен тұрады: толқын бетіндегі біркелкі емес таралу және толқын шыңдары арасындағы қашықтықтағы толқындықтың кедір-бұдырлығы. Біздің еліміздегі металл материалдарының көпшілігінде серпімділік деформациясы төмен болған жағдайда, тығыздалған күйге жету үшін металл материалдың қысу күшіне жоғары талаптар қоюымыз керек, яғни материалдың қысу күші оның серпімділігінен асып кетуі керек. Сондықтан, клапанды жобалау кезінде тығыздау жұбы белгілі бір қаттылық айырмашылығымен сәйкестендіріледі. Қысымның әсерінен белгілі бір дәрежеде пластикалық деформацияның тығыздау әсері пайда болады.

Егер тығыздағыш беті металл материалдардан жасалған болса, онда бетіндегі біркелкі емес шығыңқы нүктелер ең ерте пайда болады. Бастапқыда бұл біркелкі емес шығыңқы нүктелердің пластикалық деформациясын тудыру үшін тек аз ғана жүктеме қолданылуы мүмкін. Жанасу беті артқан кезде, беттің біркелкі еместігі пластикалық-серпімді деформацияға айналады. Бұл кезде ойықта екі жағында да кедір-бұдырлық болады. Негізгі материалдың ауыр пластикалық деформациясын тудыруы мүмкін жүктемені қолдану және екі бетті тығыз жанасу қажет болған кезде, қалған жолдарды үздіксіз сызық және шеңбер бойымен жақын жасауға болады.

Клапан тығыздағышы жұбы

Клапанның тығыздағыш жұбы - клапан орындығы мен жабылатын элементтің бір-бірімен жанасқан кезде жабылатын бөлігі. Пайдалану кезінде металл тығыздағыш беті кірген орта, орта коррозиясы, тозу бөлшектері, кавитация және эрозия сияқты тозу бөлшектерімен оңай зақымдалады. Егер тозу бөлшектері беттің кедір-бұдырлығынан кішірек болса, тығыздағыш беті тозған кезде беттің дәлдігі нашарлаудың орнына жақсарады. Керісінше, беттің дәлдігі нашарлайды. Сондықтан тозу бөлшектерін таңдаған кезде олардың материалдары, жұмыс жағдайлары, майлау және тығыздағыш бетіндегі коррозия сияқты факторларды жан-жақты ескеру қажет.

Тозу бөлшектері сияқты, тығыздағыштарды таңдаған кезде, ағып кетудің алдын алу үшін олардың жұмысына әсер ететін әртүрлі факторларды жан-жақты ескеруіміз керек. Сондықтан коррозияға, сызаттарға және эрозияға төзімді материалдарды таңдау қажет. Әйтпесе, ешқандай талаптың болмауы оның тығыздау өнімділігін айтарлықтай төмендетеді.