Princípio de vedação da válvula

Existem muitos tipos de válvulas, mas sua função básica é a mesma, que é conectar ou interromper o fluxo do meio. Portanto, o problema de vedação das válvulas torna-se muito proeminente.

Para garantir que a válvula possa cortar bem o fluxo do meio e evitar vazamentos, é necessário garantir que a vedação da válvula esteja intacta. Existem muitas razões para o vazamento da válvula, incluindo projeto estrutural irracional, superfícies de contato de vedação defeituosas, peças de fixação soltas, ajuste solto entre o corpo da válvula e a tampa da válvula, etc. Todos esses problemas podem levar à vedação inadequada da válvula. Bem, criando assim um problema de vazamento. Portanto,tecnologia de vedação de válvulaé uma tecnologia importante relacionada ao desempenho e qualidade da válvula e requer pesquisa sistemática e aprofundada.

Desde a criação das válvulas, sua tecnologia de vedação também passou por um grande desenvolvimento. Até agora, a tecnologia de vedação de válvulas se reflete principalmente em dois aspectos principais: vedação estática e vedação dinâmica.

A chamada vedação estática geralmente se refere à vedação entre duas superfícies estáticas. O método de vedação estática usa principalmente juntas.

O chamado selo dinâmico refere-se principalmente aa vedação da haste da válvula, o que evita que o meio da válvula vaze com o movimento da haste da válvula. O principal método de vedação da vedação dinâmica é usar uma caixa de empanque.

1. Selo estático

A vedação estática refere-se à formação de uma vedação entre duas seções estacionárias, e o método de vedação utiliza principalmente juntas. Existem muitos tipos de arruelas. As arruelas comumente usadas incluem arruelas planas, arruelas em forma de O, arruelas enroladas, arruelas de formato especial, arruelas onduladas e arruelas enroladas. Cada tipo pode ser dividido de acordo com os diferentes materiais utilizados.
①Arruela plana. Arruelas planas são arruelas planas colocadas entre duas seções estacionárias. Geralmente, de acordo com os materiais utilizados, elas podem ser divididas em arruelas planas de plástico, arruelas planas de borracha, arruelas planas de metal e arruelas planas compostas. Cada material tem sua própria aplicação. faixa.
②O-anel. O-ring refere-se a uma junta com seção transversal em forma de O. Como sua seção transversal é em forma de O, ela tem um certo efeito de auto-aperto, portanto o efeito de vedação é melhor do que o de uma junta plana.
③Inclui arruelas. Uma junta enrolada refere-se a uma junta que envolve um determinado material em outro material. Essa junta geralmente tem boa elasticidade e pode aumentar o efeito de vedação. ④Arruelas com formato especial. Arruelas de formato especial referem-se às juntas com formatos irregulares, incluindo arruelas ovais, arruelas diamantadas, arruelas tipo engrenagem, arruelas tipo cauda de andorinha, etc. Essas arruelas geralmente têm um efeito de autoaperto e são usadas principalmente em válvulas de alta e média pressão. .
⑤Arruela ondulada. As juntas onduladas são juntas que têm apenas um formato de onda. Essas juntas são geralmente compostas de uma combinação de materiais metálicos e materiais não metálicos. Eles geralmente têm características de pequena força de pressão e bom efeito de vedação.
⑥ Enrole a arruela. As juntas enroladas referem-se a juntas formadas pelo envolvimento de tiras finas de metal e tiras não metálicas firmemente juntas. Este tipo de junta possui boa elasticidade e propriedades de vedação. Os materiais para fazer juntas incluem principalmente três categorias, nomeadamente materiais metálicos, materiais não metálicos e materiais compósitos. De modo geral, os materiais metálicos têm alta resistência e forte resistência à temperatura. Os materiais metálicos comumente usados ​​incluem cobre, alumínio, aço, etc. Existem muitos tipos de materiais não metálicos, incluindo produtos plásticos, produtos de borracha, produtos de amianto, produtos de cânhamo, etc. de acordo com necessidades específicas. Existem também muitos tipos de materiais compósitos, incluindo laminados, painéis compósitos, etc., que também são selecionados de acordo com necessidades específicas. Geralmente, arruelas corrugadas e arruelas em espiral são usadas principalmente.

2. Selo dinâmico

A vedação dinâmica refere-se a uma vedação que evita que o fluxo médio na válvula vaze com o movimento da haste da válvula. Este é um problema de vedação durante o movimento relativo. O principal método de vedação é a caixa de empanque. Existem dois tipos básicos de caixas de empanque: tipo gaxeta e tipo porca de compressão. O tipo de glândula é a forma mais comumente usada atualmente. De modo geral, quanto à forma da glândula, ela pode ser dividida em dois tipos: tipo combinado e tipo integral. Embora cada forma seja diferente, elas incluem basicamente parafusos para compressão. O tipo de porca de compressão é geralmente usado para válvulas menores. Devido ao pequeno tamanho deste tipo, a força de compressão é limitada.
Na caixa de empanque, como a gaxeta está em contato direto com a haste da válvula, a gaxeta deve ter boa vedação, pequeno coeficiente de atrito, ser capaz de se adaptar à pressão e temperatura do meio e ser resistente à corrosão. Atualmente, os enchimentos comumente usados ​​incluem O-rings de borracha, gaxetas trançadas de politetrafluoroetileno, gaxetas de amianto e enchimentos para moldagem de plástico. Cada enchimento tem suas próprias condições e faixa aplicáveis ​​e deve ser selecionado de acordo com necessidades específicas. A vedação serve para evitar vazamentos, portanto o princípio da vedação da válvula também é estudado na perspectiva de prevenir vazamentos. Existem dois fatores principais que causam vazamento. Um é o fator mais importante que afeta o desempenho da vedação, ou seja, a folga entre os pares de vedação, e o outro é a diferença de pressão entre ambos os lados do par de vedação. O princípio de vedação da válvula também é analisado a partir de quatro aspectos: vedação líquida, vedação a gás, princípio de vedação do canal de vazamento e par de vedação da válvula.

Estanqueidade a líquidos

As propriedades de vedação dos líquidos são determinadas pela viscosidade e tensão superficial do líquido. Quando o capilar de uma válvula com vazamento está cheio de gás, a tensão superficial pode repelir o líquido ou introduzir líquido no capilar. Isso cria um ângulo tangente. Quando o ângulo tangente for inferior a 90°, o líquido será injetado no capilar e ocorrerá vazamento. O vazamento ocorre devido às diferentes propriedades da mídia. Experimentos usando meios diferentes produzirão resultados diferentes sob as mesmas condições. Você pode usar água, ar ou querosene, etc. Quando o ângulo tangente for maior que 90°, também ocorrerá vazamento. Porque está relacionado à graxa ou película de cera na superfície do metal. Uma vez dissolvidas essas películas superficiais, as propriedades da superfície metálica mudam e o líquido originalmente repelido molhará a superfície e vazará. Diante da situação acima, de acordo com a fórmula de Poisson, o objetivo de prevenir vazamentos ou reduzir a quantidade de vazamentos pode ser alcançado reduzindo o diâmetro capilar e aumentando a viscosidade do meio.

Estanqueidade ao gás

De acordo com a fórmula de Poisson, a estanqueidade de um gás está relacionada à viscosidade das moléculas do gás e do gás. O vazamento é inversamente proporcional ao comprimento do tubo capilar e à viscosidade do gás, e diretamente proporcional ao diâmetro do tubo capilar e à força motriz. Quando o diâmetro do tubo capilar é igual ao grau médio de liberdade das moléculas do gás, as moléculas do gás fluirão para o tubo capilar com movimento térmico livre. Portanto, quando fazemos o teste de vedação da válvula, o meio deve ser água para atingir o efeito de vedação, e o ar, ou seja, o gás, não consegue atingir o efeito de vedação.

Mesmo que reduzamos o diâmetro capilar abaixo das moléculas de gás através da deformação plástica, ainda não conseguiremos parar o fluxo de gás. A razão é que os gases ainda podem se difundir através das paredes metálicas. Portanto, quando fazemos testes de gases, devemos ser mais rigorosos do que os testes de líquidos.

O princípio de vedação do canal de vazamento

A vedação da válvula consiste em duas partes: a irregularidade espalhada na superfície da onda e a rugosidade da ondulação na distância entre os picos das ondas. No caso em que a maioria dos materiais metálicos em nosso país apresentam baixa deformação elástica, se quisermos atingir um estado selado, precisamos aumentar os requisitos para a força de compressão do material metálico, ou seja, a força de compressão do material deve exceder sua elasticidade. Portanto, ao projetar a válvula, o par de vedação é compatível com uma certa diferença de dureza. Sob a ação da pressão, será produzido um certo grau de efeito de vedação de deformação plástica.

Se a superfície de vedação for feita de materiais metálicos, os pontos salientes irregulares na superfície aparecerão mais cedo. No início, apenas uma pequena carga pode ser usada para causar deformação plástica nesses pontos salientes irregulares. Quando a superfície de contato aumenta, a irregularidade da superfície torna-se deformação plástico-elástica. Neste momento, existirá rugosidade em ambos os lados do recesso. Quando for necessário aplicar uma carga que possa causar séria deformação plástica do material subjacente, e fazer com que as duas superfícies estejam em contato próximo, esses caminhos restantes podem ser feitos próximos ao longo da linha contínua e na direção circunferencial.

Par de vedação de válvula

O par de vedação da válvula é a parte da sede da válvula e do elemento de fechamento que fecha quando entram em contato um com o outro. Durante o uso, a superfície de vedação metálica é facilmente danificada por meios arrastados, corrosão dos meios, partículas de desgaste, cavitação e erosão. Como partículas de desgaste. Se as partículas de desgaste forem menores que a rugosidade da superfície, a precisão da superfície será melhorada em vez de deteriorada quando a superfície de vedação estiver desgastada. Pelo contrário, a precisão da superfície será deteriorada. Portanto, ao selecionar partículas de desgaste, fatores como materiais, condições de trabalho, lubricidade e corrosão na superfície de vedação devem ser considerados de forma abrangente.

Assim como as partículas de desgaste, quando selecionamos vedações, devemos considerar de forma abrangente vários fatores que afetam seu desempenho para evitar vazamentos. Portanto, é necessário escolher materiais que sejam resistentes à corrosão, arranhões e erosão. Caso contrário, a falta de qualquer requisito reduzirá significativamente o seu desempenho de vedação.