Principio di tenuta della valvola

Esistono molti tipi di valvole, ma la loro funzione di base è la stessa: collegare o interrompere il flusso del fluido. Pertanto, il problema della tenuta delle valvole diventa molto importante.

Per garantire che la valvola interrompa correttamente il flusso del fluido e impedisca perdite, è necessario assicurarsi che la tenuta della valvola sia intatta. Le cause delle perdite della valvola possono essere molteplici, tra cui una progettazione strutturale non idonea, superfici di contatto della tenuta difettose, elementi di fissaggio allentati, accoppiamento allentato tra il corpo valvola e il coperchio della valvola, ecc. Tutti questi problemi possono portare a una tenuta inadeguata della valvola, creando così un problema di perdite. Pertanto,tecnologia di tenuta delle valvoleè una tecnologia importante legata alle prestazioni e alla qualità delle valvole e richiede una ricerca sistematica e approfondita.

Sin dalla nascita delle valvole, anche la loro tecnologia di tenuta ha conosciuto un notevole sviluppo. Finora, la tecnologia di tenuta delle valvole si è concentrata principalmente su due aspetti principali: la tenuta statica e la tenuta dinamica.

La cosiddetta tenuta statica si riferisce solitamente alla tenuta tra due superfici statiche. Il metodo di tenuta statica utilizza principalmente guarnizioni.

La cosiddetta tenuta dinamica si riferisce principalmente ala tenuta dello stelo della valvola, che impedisce al fluido nella valvola di fuoriuscire con il movimento dello stelo della valvola. Il principale metodo di tenuta della tenuta dinamica è l'utilizzo di una camera di tenuta.

1. Tenuta statica

La sigillatura statica si riferisce alla formazione di una tenuta tra due sezioni fisse e il metodo di sigillatura utilizza principalmente guarnizioni. Esistono molti tipi di rondelle. Le rondelle comunemente utilizzate includono rondelle piatte, rondelle a O, rondelle avvolte, rondelle di forma speciale, rondelle ondulate e rondelle avvolte. Ogni tipologia può essere ulteriormente suddivisa in base ai diversi materiali utilizzati.
①Rondella piattaLe rondelle piane sono rondelle piane che vengono posizionate orizzontalmente tra due sezioni fisse. Generalmente, a seconda dei materiali utilizzati, possono essere suddivise in rondelle piane in plastica, rondelle piane in gomma, rondelle piane in metallo e rondelle piane composite. Ogni materiale ha il suo specifico campo di applicazione.
2. O-ring. L'O-ring è una guarnizione con sezione trasversale a forma di O. Poiché la sua sezione trasversale è a forma di O, ha un certo effetto autoserrante, quindi la tenuta è migliore rispetto a quella di una guarnizione piatta.
3. Includere le rondelle. Una guarnizione avvolta si riferisce a una guarnizione che avvolge un determinato materiale su un altro materiale. Tale guarnizione ha generalmente una buona elasticità e può migliorare l'effetto di tenuta. 4. Rondelle di forma speciale. Le rondelle di forma speciale si riferiscono a quelle guarnizioni con forme irregolari, tra cui rondelle ovali, rondelle diamantate, rondelle a ingranaggio, rondelle a coda di rondine, ecc. Queste rondelle hanno generalmente un effetto autoserrante e sono utilizzate principalmente in valvole ad alta e media pressione.
⑤Rondella ondulata. Le guarnizioni ondulate sono guarnizioni che presentano solo una forma ondulata. Queste guarnizioni sono solitamente composte da una combinazione di materiali metallici e non metallici. Generalmente presentano le caratteristiche di una ridotta forza di pressione e un buon effetto di tenuta.
⑥ Avvolgere la rondella. Le guarnizioni avvolte si riferiscono a guarnizioni formate avvolgendo strettamente insieme sottili strisce metalliche e non metalliche. Questo tipo di guarnizione ha buone proprietà di elasticità e tenuta. I materiali per la realizzazione delle guarnizioni includono principalmente tre categorie: materiali metallici, materiali non metallici e materiali compositi. In generale, i materiali metallici hanno un'elevata resistenza meccanica e una buona resistenza alla temperatura. I materiali metallici comunemente utilizzati includono rame, alluminio, acciaio, ecc. Esistono molti tipi di materiali non metallici, inclusi prodotti in plastica, prodotti in gomma, prodotti in amianto, prodotti in canapa, ecc. Questi materiali non metallici sono ampiamente utilizzati e possono essere selezionati in base alle esigenze specifiche. Esistono anche molti tipi di materiali compositi, inclusi laminati, pannelli compositi, ecc., che vengono anch'essi selezionati in base alle esigenze specifiche. In genere, vengono utilizzate principalmente rondelle ondulate e rondelle a spirale.

2. Sigillo dinamico

La tenuta dinamica si riferisce a una tenuta che impedisce al flusso del fluido nella valvola di fuoriuscire durante il movimento dello stelo della valvola. Questo è un problema di tenuta durante il movimento relativo. Il metodo di tenuta principale è il premistoppa. Esistono due tipi fondamentali di premistoppa: a premistoppa e a dado di compressione. Il premistoppa è la forma più comunemente utilizzata al momento. In generale, in termini di forma del premistoppa, si può suddividere in due tipi: tipo combinato e tipo integrale. Sebbene ogni forma sia diversa, includono fondamentalmente bulloni per la compressione. Il tipo a dado di compressione è generalmente utilizzato per valvole più piccole. A causa delle dimensioni ridotte di questo tipo, la forza di compressione è limitata.
Nella camera di premistoppa, poiché la baderna è a diretto contatto con lo stelo della valvola, deve avere una buona tenuta, un basso coefficiente di attrito, essere in grado di adattarsi alla pressione e alla temperatura del fluido ed essere resistente alla corrosione. Attualmente, i riempitivi comunemente utilizzati includono O-ring in gomma, baderne intrecciate in politetrafluoroetilene, baderne in amianto e riempitivi per stampaggio di plastica. Ogni riempitivo ha le sue condizioni e il suo intervallo di applicazione e deve essere selezionato in base alle esigenze specifiche. La tenuta ha lo scopo di prevenire le perdite, quindi anche il principio di tenuta della valvola viene studiato dal punto di vista della prevenzione delle perdite. Ci sono due fattori principali che causano le perdite. Uno è il fattore più importante che influenza le prestazioni di tenuta, ovvero la distanza tra le coppie di tenuta, e l'altro è la differenza di pressione tra i due lati della coppia di tenuta. Il principio di tenuta della valvola viene inoltre analizzato da quattro aspetti: tenuta liquida, tenuta gas, principio di tenuta del canale di perdita e coppia di tenuta della valvola.

Tenuta ai liquidi

Le proprietà di tenuta dei liquidi sono determinate dalla viscosità e dalla tensione superficiale del liquido. Quando il capillare di una valvola che perde è riempito di gas, la tensione superficiale può respingere il liquido o introdurlo nel capillare. Questo crea un angolo di tangenza. Quando l'angolo di tangenza è inferiore a 90°, il liquido verrà iniettato nel capillare e si verificherà una perdita. La perdita si verifica a causa delle diverse proprietà del mezzo. Esperimenti con mezzi diversi produrranno risultati diversi nelle stesse condizioni. È possibile utilizzare acqua, aria o cherosene, ecc. Quando l'angolo di tangenza è superiore a 90°, si verificheranno anche delle perdite. Questo perché è correlato alla pellicola di grasso o cera sulla superficie metallica. Una volta che queste pellicole superficiali si sono dissolte, le proprietà della superficie metallica cambiano e il liquido originariamente respinto bagnerà la superficie e si verificherà una perdita. Alla luce della situazione sopra descritta, secondo la formula di Poisson, lo scopo di prevenire le perdite o ridurne l'entità può essere raggiunto riducendo il diametro del capillare e aumentando la viscosità del mezzo.

Tenuta ai gas

Secondo la formula di Poisson, la tenuta di un gas è correlata alla viscosità delle molecole del gas e del gas stesso. La perdita è inversamente proporzionale alla lunghezza del capillare e alla viscosità del gas, e direttamente proporzionale al diametro del capillare e alla forza motrice. Quando il diametro del capillare è uguale al grado di libertà medio delle molecole del gas, le molecole del gas fluiranno nel capillare con libero moto termico. Pertanto, quando eseguiamo il test di tenuta della valvola, il mezzo deve essere acqua per ottenere l'effetto di tenuta, e l'aria, cioè il gas, non può ottenere l'effetto di tenuta.

Anche se riduciamo il diametro capillare al di sotto delle molecole di gas tramite deformazione plastica, non possiamo comunque arrestare il flusso di gas. Il motivo è che i gas possono comunque diffondersi attraverso le pareti metalliche. Pertanto, quando eseguiamo test sui gas, dobbiamo essere più rigorosi rispetto ai test sui liquidi.

Il principio di tenuta del canale di perdita

La tenuta della valvola è composta da due parti: l'irregolarità distribuita sulla superficie dell'onda e la rugosità dell'ondulazione nella distanza tra i picchi dell'onda. Nel caso in cui la maggior parte dei materiali metallici nel nostro Paese abbia una bassa deformazione elastica, se vogliamo ottenere una tenuta stagna, dobbiamo imporre requisiti più elevati alla forza di compressione del materiale metallico, ovvero la forza di compressione del materiale deve superare la sua elasticità. Pertanto, durante la progettazione della valvola, la coppia di tenuta viene abbinata a una certa differenza di durezza. Sotto l'azione della pressione, si produrrà un certo grado di effetto di tenuta per deformazione plastica.

Se la superficie di tenuta è realizzata in materiali metallici, le sporgenze irregolari sulla superficie appariranno per prime. Inizialmente, solo un piccolo carico può essere utilizzato per causare la deformazione plastica di queste sporgenze irregolari. Con l'aumentare della superficie di contatto, l'irregolarità superficiale si trasforma in deformazione plastico-elastica. A questo punto, si formeranno rugosità su entrambi i lati della cavità. Quando è necessario applicare un carico che può causare una grave deformazione plastica del materiale sottostante e portare le due superfici a stretto contatto, questi percorsi rimanenti possono essere ravvicinati lungo la linea continua e la direzione circonferenziale.

Coppia di guarnizioni per valvole

La coppia di tenuta della valvola è la parte costituita dalla sede valvola e dall'elemento di chiusura che si chiude quando entrano in contatto tra loro. Durante l'uso, la superficie di tenuta metallica viene facilmente danneggiata da fluidi intrappolati, corrosione dei fluidi, particelle di usura, cavitazione ed erosione. Come le particelle di usura. Se le particelle di usura sono più piccole della rugosità superficiale, la precisione della superficie migliorerà anziché peggiorare con l'usura della superficie di tenuta. Al contrario, la precisione della superficie sarà compromessa. Pertanto, nella scelta delle particelle di usura, è necessario considerare attentamente fattori quali i materiali, le condizioni di esercizio, la lubrificazione e la corrosione della superficie di tenuta.

Proprio come per le particelle di usura, quando selezioniamo le guarnizioni, dobbiamo considerare attentamente i vari fattori che ne influenzano le prestazioni per prevenire perdite. Pertanto, è fondamentale scegliere materiali resistenti alla corrosione, ai graffi e all'erosione. In caso contrario, la mancanza di requisiti minimi ne ridurrà notevolmente le prestazioni di tenuta.