หลักการปิดผนึกวาล์ว

วาล์วมีหลายประเภท แต่ฟังก์ชันพื้นฐานเหมือนกันคือเชื่อมต่อหรือตัดการไหลของตัวกลาง ดังนั้นปัญหาการซีลของวาล์วจึงพบเห็นได้ชัดเจนมาก

เพื่อให้แน่ใจว่าวาล์วสามารถตัดการไหลของตัวกลางได้ดีและป้องกันการรั่วซึม จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าซีลของวาล์วไม่เสียหาย มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้เกิดการรั่วไหลของวาล์ว รวมถึงการออกแบบโครงสร้างที่ไม่สมเหตุสมผล พื้นผิวสัมผัสของการซีลมีข้อบกพร่อง ชิ้นส่วนที่ยึดหลวม การหลวมระหว่างตัววาล์วและฝาครอบวาล์ว ฯลฯ ปัญหาทั้งหมดเหล่านี้อาจนำไปสู่การซีลวาล์วที่ไม่เหมาะสม เลยทำให้เกิดปัญหาการรั่วซึม ดังนั้น,เทคโนโลยีการซีลวาล์วเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพและคุณภาพของวาล์ว และต้องมีการวิจัยอย่างเป็นระบบและเชิงลึก

นับตั้งแต่มีการสร้างวาล์ว เทคโนโลยีการซีลก็มีการพัฒนาอย่างมากเช่นกัน จนถึงขณะนี้ เทคโนโลยีการซีลวาล์วสะท้อนให้เห็นในสองประเด็นหลักเป็นหลัก ได้แก่ การซีลแบบคงที่และการซีลแบบไดนามิก

ซีลแบบคงที่ที่เรียกว่ามักจะหมายถึงการปิดผนึกระหว่างพื้นผิวคงที่สองพื้นผิว วิธีการปิดผนึกของซีลแบบคงที่ส่วนใหญ่ใช้ปะเก็น

ซีลแบบไดนามิกที่เรียกว่าส่วนใหญ่หมายถึงการปิดผนึกก้านวาล์วซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ตัวกลางในวาล์วรั่วไหลไปตามการเคลื่อนไหวของก้านวาล์ว วิธีการปิดผนึกหลักของไดนามิกซีลคือการใช้กล่องบรรจุ

1. ซีลแบบคงที่

การปิดผนึกแบบคงที่หมายถึงการก่อตัวของการปิดผนึกระหว่างสองส่วนที่อยู่กับที่ และส่วนใหญ่วิธีการปิดผนึกจะใช้ปะเก็น เครื่องซักผ้ามีหลายประเภท แหวนรองที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ แหวนรองแบบแบน แหวนรองรูปตัว O แหวนรองแบบห่อ แหวนรองรูปทรงพิเศษ แหวนคลื่น และแหวนรองแผล แต่ละประเภทสามารถแบ่งได้อีกตามวัสดุที่ใช้
①เครื่องซักผ้าแบบแบน- แหวนรองแบบแบนคือแหวนรองแบบแบนที่วางราบระหว่างส่วนที่อยู่กับที่สองส่วน โดยทั่วไปตามวัสดุที่ใช้ พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นแหวนรองพลาสติกแบน แหวนยางแบน แหวนรองโลหะ และแหวนรองแบนคอมโพสิต วัสดุแต่ละชนิดมีการใช้งานของตัวเอง พิสัย.
②โอริง โอริงหมายถึงปะเก็นที่มีหน้าตัดรูปตัวโอ เนื่องจากหน้าตัดเป็นรูปตัว O จึงมีเอฟเฟกต์การกระชับตัวเอง ดังนั้นเอฟเฟกต์การซีลจึงดีกว่าปะเก็นแบบแบน
3.รวมแหวนรองด้วย ปะเก็นที่ห่อหมายถึงปะเก็นที่พันวัสดุบางอย่างไว้บนวัสดุอื่น โดยทั่วไปปะเก็นดังกล่าวจะมีความยืดหยุ่นที่ดีและสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการปิดผนึกได้ ④แหวนรองรูปทรงพิเศษ แหวนรองรูปทรงพิเศษหมายถึงปะเก็นที่มีรูปร่างไม่ปกติ รวมถึงแหวนรองวงรี แหวนเพชร แหวนรองแบบเกียร์ แหวนรองแบบประกบ ฯลฯ แหวนรองเหล่านี้โดยทั่วไปมีเอฟเฟกต์ในการขันแน่นเอง และส่วนใหญ่จะใช้ในวาล์วแรงดันสูงและปานกลาง .
⑤เครื่องซักผ้าแบบคลื่น ปะเก็นเวฟ คือ ปะเก็นที่มีรูปร่างเป็นคลื่นเท่านั้น ปะเก็นเหล่านี้มักประกอบด้วยวัสดุโลหะและวัสดุที่ไม่ใช่โลหะผสมกัน โดยทั่วไปจะมีลักษณะของแรงกดขนาดเล็กและมีผลการปิดผนึกที่ดี
⑥ พันแหวนรอง ปะเก็นบาดแผลหมายถึงปะเก็นที่เกิดจากการพันแถบโลหะบาง ๆ และแถบที่ไม่ใช่โลหะเข้าด้วยกันให้แน่น ปะเก็นประเภทนี้มีความยืดหยุ่นและคุณสมบัติการปิดผนึกที่ดี วัสดุสำหรับทำปะเก็นส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามประเภท ได้แก่ วัสดุโลหะ วัสดุอโลหะ และวัสดุคอมโพสิต โดยทั่วไปแล้ว วัสดุโลหะมีความแข็งแรงสูงและทนต่ออุณหภูมิได้ดี วัสดุโลหะที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ทองแดง อลูมิเนียม เหล็ก ฯลฯ วัสดุอโลหะมีหลายประเภท ได้แก่ ผลิตภัณฑ์พลาสติก ผลิตภัณฑ์ยาง ผลิตภัณฑ์แร่ใยหิน ผลิตภัณฑ์จากป่าน ฯลฯ วัสดุอโลหะเหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายและสามารถเลือกได้ ตามความต้องการเฉพาะ นอกจากนี้ยังมีวัสดุคอมโพสิตหลายประเภท เช่น ลามิเนต แผงคอมโพสิต เป็นต้น ซึ่งก็คัดสรรตามความต้องการเฉพาะเช่นกัน โดยทั่วไปส่วนใหญ่จะใช้แหวนรองลูกฟูกและแหวนรองแผลเกลียว

2. ซีลแบบไดนามิก

ไดนามิกซีลหมายถึงซีลที่ป้องกันไม่ให้ตัวกลางไหลในวาล์วรั่วไหลพร้อมกับการเคลื่อนที่ของก้านวาล์ว นี่เป็นปัญหาการปิดผนึกระหว่างการเคลื่อนไหวที่สัมพันธ์กัน วิธีการปิดผนึกหลักคือกล่องบรรจุ กล่องบรรจุมีสองประเภทพื้นฐาน: ประเภทต่อมและประเภทน็อตอัด ประเภทของต่อมเป็นรูปแบบที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน โดยทั่วไปในแง่ของรูปแบบของต่อมนั้นสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: แบบรวมและแบบอินทิกรัล แม้ว่าแต่ละรูปแบบจะแตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีสลักเกลียวสำหรับการบีบอัดด้วย โดยทั่วไปจะใช้ประเภทน็อตอัดสำหรับวาล์วขนาดเล็ก เนื่องจากชนิดนี้มีขนาดเล็ก แรงอัดจึงมีจำกัด
ในกล่องบรรจุ เนื่องจากบรรจุภัณฑ์สัมผัสโดยตรงกับก้านวาล์ว บรรจุภัณฑ์จึงต้องมีการปิดผนึกที่ดี ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเล็กน้อย สามารถปรับให้เข้ากับความดันและอุณหภูมิของตัวกลาง และทนต่อการกัดกร่อน ในปัจจุบัน สารตัวเติมที่ใช้กันทั่วไปได้แก่ ยางโอริง, สารตัวเติมแบบถักโพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีน, สารตัวเติมใยหิน และสารตัวเติมในการขึ้นรูปพลาสติก ฟิลเลอร์แต่ละตัวมีเงื่อนไขและช่วงที่เกี่ยวข้องของตัวเอง และควรเลือกตามความต้องการเฉพาะ การซีลคือการป้องกันการรั่วไหล ดังนั้น หลักการของการซีลวาล์วจึงศึกษาจากมุมมองของการป้องกันการรั่วไหลด้วย มีสองปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการรั่วไหล ปัจจัยหนึ่งที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการซีล นั่นคือ ช่องว่างระหว่างคู่การซีล และอีกปัจจัยคือความแตกต่างของแรงดันระหว่างทั้งสองด้านของคู่การซีล หลักการปิดผนึกวาล์วยังได้รับการวิเคราะห์จากสี่ด้าน: การปิดผนึกของเหลว การปิดผนึกแก๊ส หลักการปิดผนึกช่องรั่ว และคู่การปิดผนึกวาล์ว

ความแน่นของของเหลว

คุณสมบัติการปิดผนึกของของเหลวถูกกำหนดโดยความหนืดและแรงตึงผิวของของเหลว เมื่อเส้นเลือดฝอยของวาล์วที่รั่วเต็มไปด้วยแก๊ส แรงตึงผิวอาจขับไล่ของเหลวหรือนำของเหลวเข้าไปในเส้นเลือดฝอย สิ่งนี้จะสร้างมุมสัมผัสกัน เมื่อมุมแทนเจนต์น้อยกว่า 90° ของเหลวจะถูกฉีดเข้าไปในเส้นเลือดฝอย และเกิดการรั่วไหล การรั่วไหลเกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติที่แตกต่างกันของสื่อ การทดลองโดยใช้สื่อที่แตกต่างกันจะให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน คุณสามารถใช้น้ำ อากาศ หรือน้ำมันก๊าด ฯลฯ เมื่อมุมแทนเจนต์มากกว่า 90° ก็จะเกิดการรั่วไหลเช่นกัน เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับฟิล์มจารบีหรือแว็กซ์บนพื้นผิวโลหะ เมื่อฟิล์มพื้นผิวเหล่านี้ละลาย คุณสมบัติของพื้นผิวโลหะจะเปลี่ยนไป และของเหลวที่ถูกไล่ออกตั้งแต่แรกจะทำให้พื้นผิวเปียกและรั่วไหล จากสถานการณ์ข้างต้น ตามสูตรของปัวซอง วัตถุประสงค์ในการป้องกันการรั่วไหลหรือลดปริมาณการรั่วไหลสามารถทำได้โดยการลดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นเลือดฝอยและเพิ่มความหนืดของตัวกลาง

ความหนาแน่นของแก๊ส

ตามสูตรของปัวซอง ความหนาแน่นของก๊าซมีความสัมพันธ์กับความหนืดของโมเลกุลของก๊าซและก๊าซ การรั่วไหลจะแปรผกผันกับความยาวของท่อคาปิลลารีและความหนืดของก๊าซ และเป็นสัดส่วนโดยตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อคาปิลลารีและแรงผลักดัน เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อคาปิลลารีเท่ากับระดับความอิสระเฉลี่ยของโมเลกุลก๊าซ โมเลกุลของก๊าซจะไหลเข้าสู่ท่อคาปิลลารีโดยมีการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนอย่างอิสระ ดังนั้นเมื่อเราทำการทดสอบการปิดผนึกวาล์ว ตัวกลางจะต้องเป็นน้ำเพื่อให้บรรลุผลการปิดผนึก และอากาศ นั่นคือ ก๊าซ ไม่สามารถบรรลุผลการปิดผนึกได้

แม้ว่าเราจะลดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นเลือดฝอยที่อยู่ใต้โมเลกุลของก๊าซโดยการเสียรูปแบบพลาสติก แต่เราก็ยังไม่สามารถหยุดการไหลของก๊าซได้ เหตุผลก็คือก๊าซยังคงสามารถแพร่กระจายผ่านผนังโลหะได้ ดังนั้นเวลาเราทำการทดสอบแก๊ส เราต้องเข้มงวดมากกว่าการทดสอบของเหลว

หลักการปิดผนึกช่องรั่ว

ซีลวาล์วประกอบด้วยสองส่วน: ความไม่สม่ำเสมอที่กระจายบนพื้นผิวคลื่น และความหยาบของความเป็นคลื่นในระยะห่างระหว่างจุดสูงสุดของคลื่น ในกรณีที่วัสดุโลหะส่วนใหญ่ในประเทศของเรามีความเครียดยืดหยุ่นต่ำ หากเราต้องการให้มีสถานะปิดผนึก เราจำเป็นต้องเพิ่มข้อกำหนดที่สูงขึ้นเกี่ยวกับแรงอัดของวัสดุโลหะ นั่นคือ แรงอัดของวัสดุ ต้องเกินความยืดหยุ่น ดังนั้นเมื่อออกแบบวาล์ว คู่ซีลจะถูกจับคู่กับความแตกต่างของความแข็งบางอย่าง ภายใต้การกระทำของแรงกดดันจะทำให้เกิดเอฟเฟกต์การปิดผนึกการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกในระดับหนึ่ง

หากพื้นผิวการซีลทำจากวัสดุโลหะ จุดที่ยื่นออกมาไม่เท่ากันบนพื้นผิวจะปรากฏขึ้นเร็วที่สุด ในช่วงเริ่มต้น สามารถใช้โหลดเพียงเล็กน้อยเพื่อทำให้จุดที่ยื่นออกมาไม่เท่ากันเหล่านี้เสียรูปพลาสติก เมื่อพื้นผิวสัมผัสเพิ่มขึ้น ความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวจะกลายเป็นการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นได้ ในเวลานี้ความหยาบทั้งสองด้านในช่องจะยังคงอยู่ เมื่อจำเป็นต้องใช้น้ำหนักที่สามารถทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกอย่างรุนแรงของวัสดุที่อยู่ด้านล่าง และทำให้พื้นผิวทั้งสองสัมผัสกันอย่างใกล้ชิด ทางเดินที่เหลือเหล่านี้สามารถทำชิดตามแนวเส้นต่อเนื่องและทิศทางเส้นรอบวงได้

คู่ซีลวาล์ว

คู่ซีลวาล์วเป็นส่วนหนึ่งของบ่าวาล์วและส่วนประกอบปิดที่จะปิดเมื่อสัมผัสกัน ในระหว่างการใช้งาน พื้นผิวซีลโลหะจะได้รับความเสียหายได้ง่ายจากตัวกลางที่กักตัว การกัดกร่อนของตัวกลาง การสึกหรอของอนุภาค การเกิดโพรงอากาศ และการกัดเซาะ เช่นการสึกหรอของอนุภาค หากอนุภาคการสึกหรอมีขนาดเล็กกว่าความหยาบของพื้นผิว ความแม่นยำของพื้นผิวจะดีขึ้นแทนที่จะลดลงเมื่อพื้นผิวการซีลสึกหรอ ในทางกลับกัน ความแม่นยำของพื้นผิวจะลดลง ดังนั้น เมื่อเลือกอนุภาคการสึกหรอ จะต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุ สภาพการทำงาน การหล่อลื่น และการกัดกร่อนบนพื้นผิวซีลอย่างครอบคลุม

เช่นเดียวกับอนุภาคการสึกหรอ เมื่อเราเลือกซีล เราต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพอย่างครอบคลุมเพื่อป้องกันการรั่วซึม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกวัสดุที่ทนทานต่อการกัดกร่อน รอยขีดข่วน และการกัดเซาะ มิฉะนั้น การขาดข้อกำหนดใด ๆ จะลดประสิทธิภาพการปิดผนึกลงอย่างมาก