1.ملخص
يحقق الصمام الكروي فتح وإغلاقصمامعندما تدور الكرة حول محور ساق الصمام بزاوية 90. وهي تستخدم بشكل أساسي لقطع وتوزيع وتغيير اتجاه تدفق الوسط على خط الأنابيب. يتميز الصمام الكروي بهيكل بسيط ، وأداء إغلاق جيد ، وأحجام صغيرة ، وأوزان خفيفة ، واستهلاك منخفض للمواد ، وحجم تركيب صغير ضمن نطاق حجم اسمي معين. يتميز الصمام الكروي بعزم دوران صغير ، وتشغيل بسيط ، وفتح وإغلاق سريعان ، وجهاز تحكم عن بعد ، وهو أحد أسرع أنواع الصمامات نموًا في السنوات العشر الماضية.
وفقًا لمواد الختم ، ينقسم الصمام الكروي إلى صمام كروي غير معدني محكم الإغلاق وصمام كروي معدني. زوج السداد للصمام الكروي غير المعدني مصنوع من مواد غير معدنية ، والتي يسهل تحقيق الختم وقد أصبحت بالفعل منتجًا ناضجًا. زوج الختم للصمام الكروي المعدني مصنوع من المعدن ، والذي له نطاق تطبيق أوسع في مجال درجات الحرارة والوسائط السائلة ويستخدم على نطاق واسع في ظروف العمل القاسية. يصعب الوصول إلى أداء الختم المعدني إلى مستوى المواد غير المعدنية ، خاصة تحت الضغط العالي أو درجات الحرارة المرتفعة ، ولا يمكن تجنب التشوه المرن للكرة ومقعد الصمام للصمام الكروي المعدني المحكم ، وفشل الختم الناجم عن يصعب التنبؤ بالتشوه المرن في مرحلة التصميم.
2.مبدأ الختم
تم تثبيت كرة الصمام الكروي على العمود العلوي والسفلي أو لوحة الدعم ، وتم اعتماد مقعد الصمام العائم. تحت العمل المشترك لقوة الزنبرك والضغط المتوسط ، يتم توصيل سطح الختم لمقعد الصمام المعدني عن طريق الطحن الدقيق بالسطح الكروي لتحقيق الغرض من الختم. يوضح الشكل 1 منظرًا مكبرًا جزئيًا للجزء المحكم من مقعد الصمام الكروي مرتكز الدوران. عندما يكون الصمام في حالة مغلقة ، يتم قطع السائل عن طريق حلقة ختم الجرافيت أو الحلقة O. في هذا الوقت ، يخضع مقعد الصمام لقوة التحميل المسبق للزنبرك F ، والقوة المتوسطة G الناتجة عن ضغط السائل P ، وقوة الاحتكاك f لحلقة الختم وقوة رد فعل الكرة للصمام. قوة الختم التي تعمل كقوة مانعة للتسرب هي القوة الناتجة إلى اليمين (F + G-f). يتم تحقيق الختم عندما يكون الضغط المحدد للختم الناتج عن قوة الختم أكبر من الضغط المحدد اللازم للختم.
الشكل 1 مخطط هيكل مقعد صمام الكرة مرتكز الدوران المعدني المختوم
3.تحليل سبب التسرب
من خلال تحليل مبدأ الختم ، فإن الأسباب الرئيسية لتسرب الصمام الكروي المحكم الإغلاق بالمعادن هي كما يلي:
(1) تسرب حلقات O أو حلقات ختم الجرافيت.
(2) درجة الطحن بين سطح الختم لمقعد الصمام والسطح الكروي غير كافية ، وزوج الختم غير متطابق.
(3) الكرة ليست مستديرة ، أو سطح الختم خشن.
(4) تتسبب القوة غير الكافية للكرات ومقاعد الصمام والأعمدة الثابتة في حدوث تشوه في البلاستيك.
(5) يتسبب التشوه المرن للكرة ومقعد الصمام تحت ضغط الوسيط في تقشير زوج الختم.
بالنسبة للأسباب الأربعة الأولى للتسرب ، فإن الشركات المصنعة العامة لديها خبرة في التعامل معها ، ومن السهل نسبيًا حلها. ومع ذلك ، ليس من السهل اكتشاف السبب الخامس للتسرب ، خاصة تحت الضغط العالي أو درجات الحرارة المرتفعة. هناك تأثير جيد عند إجراء اختبار ختم الغاز بالضغط المنخفض. كلما زاد الضغط ، زاد التسرب. ومع ذلك ، عند تحرير الضغط ، تعود الكرة ومقعد الصمام إلى الحالة الأصلية ، وتكون استدارة الكرة وملاءمة سطح الختم مؤهلة. في هذه الحالة ، يُفترض عادةً أن الحلقة O أو حلقة الجرافيت الموجودة في الجزء الخلفي من مقعد الصمام تتسرب ، وغالبًا ما يتم تجاهل التشوه المرن غير المتزامن للكرة ومقعد الصمام تحت ضغط عالٍ أو درجات حرارة عالية ، مما يؤدي إلى التقشير من سطح الختم. التشوه المرن معقد ، ومقدار التشوه للأجزاء المختلفة مختلف ، لذلك لا يمكن حسابه بشكل مباشر. بشكل عام ، يجب تحليلها والتحقق منها عن طريق محاكاة العنصر المحدود بالكمبيوتر. بأخذ NPS2-CL2500 الصمامات الكروية محكمة الغلق بالمعدن كمثال ، فإن المعلمات الرئيسية هي كما يلي:
مواد الكرات: F304 + NI60
مواد مقاعد الصمام: F304 + NI55
أقطار المجالات: φ90mm
أقطار الممر: φ42mm
الأقطار الداخلية لأسطح الختم: φ54mm
الأقطار الخارجية لأسطح الختم: φ62mm
القطر الخارجي لمقعد الصمام تحت قوة الوسط: φ68mm
القطر الخارجي للدرجات الصغيرة لمقاعد الصمام: φ58.6mm
القطر الخارجي للخطوات الكبيرة لمقاعد الصمام: φ88mm
قوة الربيع: 1100n
وفقًا لمواد الختم ، ينقسم الصمام الكروي إلى صمام كروي غير معدني محكم الإغلاق وصمام كروي معدني. زوج السداد للصمام الكروي غير المعدني مصنوع من مواد غير معدنية ، والتي يسهل تحقيق الختم وقد أصبحت بالفعل منتجًا ناضجًا. زوج الختم للصمام الكروي المعدني مصنوع من المعدن ، والذي له نطاق تطبيق أوسع في مجال درجات الحرارة والوسائط السائلة ويستخدم على نطاق واسع في ظروف العمل القاسية. يصعب الوصول إلى أداء الختم المعدني إلى مستوى المواد غير المعدنية ، خاصة تحت الضغط العالي أو درجات الحرارة المرتفعة ، ولا يمكن تجنب التشوه المرن للكرة ومقعد الصمام للصمام الكروي المعدني المحكم ، وفشل الختم الناجم عن يصعب التنبؤ بالتشوه المرن في مرحلة التصميم.
2.مبدأ الختم
تم تثبيت كرة الصمام الكروي على العمود العلوي والسفلي أو لوحة الدعم ، وتم اعتماد مقعد الصمام العائم. تحت العمل المشترك لقوة الزنبرك والضغط المتوسط ، يتم توصيل سطح الختم لمقعد الصمام المعدني عن طريق الطحن الدقيق بالسطح الكروي لتحقيق الغرض من الختم. يوضح الشكل 1 منظرًا مكبرًا جزئيًا للجزء المحكم من مقعد الصمام الكروي مرتكز الدوران. عندما يكون الصمام في حالة مغلقة ، يتم قطع السائل عن طريق حلقة ختم الجرافيت أو الحلقة O. في هذا الوقت ، يخضع مقعد الصمام لقوة التحميل المسبق للزنبرك F ، والقوة المتوسطة G الناتجة عن ضغط السائل P ، وقوة الاحتكاك f لحلقة الختم وقوة رد فعل الكرة للصمام. قوة الختم التي تعمل كقوة مانعة للتسرب هي القوة الناتجة إلى اليمين (F + G-f). يتم تحقيق الختم عندما يكون الضغط المحدد للختم الناتج عن قوة الختم أكبر من الضغط المحدد اللازم للختم.
الشكل 1 مخطط هيكل مقعد صمام الكرة مرتكز الدوران المعدني المختوم
3.تحليل سبب التسرب
من خلال تحليل مبدأ الختم ، فإن الأسباب الرئيسية لتسرب الصمام الكروي المحكم الإغلاق بالمعادن هي كما يلي:
(1) تسرب حلقات O أو حلقات ختم الجرافيت.
(2) درجة الطحن بين سطح الختم لمقعد الصمام والسطح الكروي غير كافية ، وزوج الختم غير متطابق.
(3) الكرة ليست مستديرة ، أو سطح الختم خشن.
(4) تتسبب القوة غير الكافية للكرات ومقاعد الصمام والأعمدة الثابتة في حدوث تشوه في البلاستيك.
(5) يتسبب التشوه المرن للكرة ومقعد الصمام تحت ضغط الوسيط في تقشير زوج الختم.
بالنسبة للأسباب الأربعة الأولى للتسرب ، فإن الشركات المصنعة العامة لديها خبرة في التعامل معها ، ومن السهل نسبيًا حلها. ومع ذلك ، ليس من السهل اكتشاف السبب الخامس للتسرب ، خاصة تحت الضغط العالي أو درجات الحرارة المرتفعة. هناك تأثير جيد عند إجراء اختبار ختم الغاز بالضغط المنخفض. كلما زاد الضغط ، زاد التسرب. ومع ذلك ، عند تحرير الضغط ، تعود الكرة ومقعد الصمام إلى الحالة الأصلية ، وتكون استدارة الكرة وملاءمة سطح الختم مؤهلة. في هذه الحالة ، يُفترض عادةً أن الحلقة O أو حلقة الجرافيت الموجودة في الجزء الخلفي من مقعد الصمام تتسرب ، وغالبًا ما يتم تجاهل التشوه المرن غير المتزامن للكرة ومقعد الصمام تحت ضغط عالٍ أو درجات حرارة عالية ، مما يؤدي إلى التقشير من سطح الختم. التشوه المرن معقد ، ومقدار التشوه للأجزاء المختلفة مختلف ، لذلك لا يمكن حسابه بشكل مباشر. بشكل عام ، يجب تحليلها والتحقق منها عن طريق محاكاة العنصر المحدود بالكمبيوتر. بأخذ NPS2-CL2500 الصمامات الكروية محكمة الغلق بالمعدن كمثال ، فإن المعلمات الرئيسية هي كما يلي:
مواد الكرات: F304 + NI60
مواد مقاعد الصمام: F304 + NI55
أقطار المجالات: φ90mm
أقطار الممر: φ42mm
الأقطار الداخلية لأسطح الختم: φ54mm
الأقطار الخارجية لأسطح الختم: φ62mm
القطر الخارجي لمقعد الصمام تحت قوة الوسط: φ68mm
القطر الخارجي للدرجات الصغيرة لمقاعد الصمام: φ58.6mm
القطر الخارجي للخطوات الكبيرة لمقاعد الصمام: φ88mm
قوة الربيع: 1100n
التالي: تحليل أداء الختم للصمامات الكروية المعدنية المثبتة
سابق: ملاحظات للتركيب السريع للصمامات الكروية
English
Español (España)
العربية