Vana sızdırmazlık prensibi

Birçok vana çeşidi vardır, ancak temel işlevleri aynıdır: akışkan akışını bağlamak veya kesmek. Bu nedenle, vanaların sızdırmazlık sorunu çok belirgin hale gelir.

Vananın akışkan akışını iyi kesebilmesi ve sızıntıyı önleyebilmesi için, vana contasının sağlam olduğundan emin olmak gerekir. Mantıksız yapısal tasarım, hatalı sızdırmazlık temas yüzeyleri, gevşek bağlantı parçaları, vana gövdesi ile vana kapağı arasındaki gevşek bağlantı vb. dahil olmak üzere vana sızıntısının birçok nedeni vardır. Tüm bu sorunlar, vana sızdırmazlığının uygunsuz olmasına ve dolayısıyla bir sızıntı sorununa yol açabilir. Bu nedenle,vana sızdırmazlık teknolojisivana performansı ve kalitesi ile ilgili önemli bir teknoloji olup, sistematik ve derinlemesine araştırma gerektirmektedir.

Vanaların icadından bu yana, sızdırmazlık teknolojileri de büyük bir gelişme göstermiştir. Bugüne kadar vana sızdırmazlık teknolojisi, temel olarak statik sızdırmazlık ve dinamik sızdırmazlık olmak üzere iki ana başlık altında ele alınmıştır.

Statik sızdırmazlık, genellikle iki statik yüzey arasındaki sızdırmazlık anlamına gelir. Statik sızdırmazlık yönteminde çoğunlukla contalar kullanılır.

Dinamik mühür olarak adlandırılan şey esas olarak şunları ifade eder:valf gövdesinin sızdırmazlığı, valf gövdesinin hareketiyle valf içindeki ortamın sızmasını önler. Dinamik contanın temel sızdırmazlık yöntemi, salmastra kutusu kullanmaktır.

1. Statik conta

Statik sızdırmazlık, iki sabit parça arasında bir sızdırmazlık oluşturulmasını ifade eder ve sızdırmazlık yönteminde çoğunlukla contalar kullanılır. Birçok rondela türü vardır. Yaygın olarak kullanılan rondelalar arasında düz rondelalar, O şeklinde rondelalar, sarılı rondelalar, özel şekilli rondelalar, dalgalı rondelalar ve sarılı rondelalar bulunur. Her tür, kullanılan farklı malzemelere göre daha da sınıflandırılabilir.
①Düz rondelaDüz pullar, iki sabit parça arasına düz bir şekilde yerleştirilmiş pullardır. Genellikle, kullanılan malzemelere göre plastik düz pullar, kauçuk düz pullar, metal düz pullar ve kompozit düz pullar olarak sınıflandırılırlar. Her malzemenin kendine özgü bir uygulama alanı vardır.
②O-ring. O-ring, O şeklinde bir kesite sahip bir contayı ifade eder. Kesiti O şeklinde olduğundan, belirli bir kendi kendini sıkma etkisine sahiptir, bu nedenle sızdırmazlık etkisi düz bir contaya göre daha iyidir.
③Rondelalar dahildir. Sarılı conta, belirli bir malzemeyi başka bir malzeme üzerine saran bir contayı ifade eder. Bu tür bir conta genellikle iyi esnekliğe sahiptir ve sızdırmazlık etkisini artırabilir. ④Özel şekilli rondelalar. Özel şekilli rondelalar, oval rondelalar, elmas rondelalar, dişli tipi rondelalar, kırlangıç kuyruğu tipi rondelalar vb. dahil olmak üzere düzensiz şekilli contaları ifade eder. Bu rondelalar genellikle kendiliğinden sıkma özelliğine sahiptir ve çoğunlukla yüksek ve orta basınç vanalarında kullanılır.
⑤Dalgalı rondela. Dalgalı contalar, yalnızca dalga şekline sahip contalardır. Bu contalar genellikle metal ve metal olmayan malzemelerin bir kombinasyonundan oluşur. Genellikle düşük basınç kuvveti ve iyi sızdırmazlık etkisi özelliklerine sahiptirler.
⑥ Rondelayı sarın. Sarılı contalar, ince metal şeritler ve metal olmayan şeritlerin sıkıca birbirine sarılmasıyla oluşturulan contaları ifade eder. Bu conta türü iyi elastikiyet ve sızdırmazlık özelliklerine sahiptir. Conta yapımında kullanılan malzemeler temel olarak üç kategoriye ayrılır: metalik malzemeler, metal olmayan malzemeler ve kompozit malzemeler. Genel olarak, metal malzemeler yüksek mukavemete ve güçlü sıcaklık direncine sahiptir. Yaygın olarak kullanılan metal malzemeler arasında bakır, alüminyum, çelik vb. bulunur. Plastik ürünler, kauçuk ürünler, asbest ürünleri, kenevir ürünleri vb. dahil olmak üzere birçok metal olmayan malzeme türü vardır. Bu metal olmayan malzemeler yaygın olarak kullanılır ve özel ihtiyaçlara göre seçilebilir. Ayrıca, laminatlar, kompozit paneller vb. dahil olmak üzere özel ihtiyaçlara göre seçilen birçok kompozit malzeme türü de vardır. Genellikle oluklu rondelalar ve spiral sarılı rondelalar kullanılır.

2. Dinamik conta

Dinamik conta, valf gövdesinin hareketiyle birlikte valf içindeki akışkan akışının sızdırmasını önleyen bir contadır. Bu, bağıl hareket sırasında oluşan bir sızdırmazlık sorunudur. Ana sızdırmazlık yöntemi salmastra kutusudur. İki temel salmastra kutusu türü vardır: salmastralı tip ve sıkıştırma somunlu tip. Salmastralı tip, günümüzde en yaygın kullanılan formdur. Genel olarak, salmastranın formu açısından iki türe ayrılabilir: birleşik tip ve integral tip. Her form farklı olsa da, temel olarak sıkıştırma için cıvata içerirler. Sıkıştırma somunlu tip genellikle daha küçük valfler için kullanılır. Bu tipin küçük boyutu nedeniyle sıkıştırma kuvveti sınırlıdır.
Salmastra kutusunda, salmastra valf gövdesiyle doğrudan temas halinde olduğundan, salmastranın iyi sızdırmazlık, düşük sürtünme katsayısı, ortamın basınç ve sıcaklığına uyum sağlayabilme ve korozyona dayanıklı olması gerekir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan dolgu maddeleri arasında kauçuk O-ringler, politetrafloroetilen örgülü salmastra, asbest salmastra ve plastik kalıp dolgu maddeleri bulunur. Her dolgu maddesinin kendi uygulanabilir koşulları ve aralığı vardır ve özel ihtiyaçlara göre seçilmelidir. Sızdırmazlık sızıntıyı önlemektir, bu nedenle valf sızdırmazlık prensibi de sızıntıyı önleme perspektifinden incelenir. Sızıntıya neden olan iki ana faktör vardır. Biri sızdırmazlık performansını etkileyen en önemli faktör, yani sızdırmazlık çiftleri arasındaki boşluk, diğeri ise sızdırmazlık çiftinin her iki tarafı arasındaki basınç farkıdır. Valf sızdırmazlık prensibi ayrıca dört açıdan incelenir: sıvı sızdırmazlığı, gaz sızdırmazlığı, sızıntı kanalı sızdırmazlık prensibi ve valf sızdırmazlık çifti.

Sıvı sızdırmazlığı

Sıvıların sızdırmazlık özellikleri, sıvının viskozitesi ve yüzey gerilimi tarafından belirlenir. Sızdıran bir vananın kılcal borusu gazla doldurulduğunda, yüzey gerilimi sıvıyı itebilir veya kılcal boruya sıvı sokabilir. Bu, bir teğet açısı oluşturur. Teğet açısı 90°'den küçük olduğunda, sıvı kılcala enjekte edilir ve sızıntı meydana gelir. Sızıntı, ortamların farklı özelliklerinden kaynaklanır. Farklı ortamlar kullanılarak yapılan deneyler aynı koşullar altında farklı sonuçlar verecektir. Su, hava veya gazyağı vb. kullanabilirsiniz. Teğet açısı 90°'den büyük olduğunda da sızıntı meydana gelir. Çünkü bu, metal yüzeydeki gres veya balmumu tabakasıyla ilgilidir. Bu yüzey filmleri çözüldüğünde, metal yüzeyin özellikleri değişir ve başlangıçta itilen sıvı yüzeyi ıslatır ve sızıntı yapar. Yukarıdaki durum göz önüne alındığında, Poisson formülüne göre, sızıntıyı önleme veya sızıntı miktarını azaltma amacı, kılcal boru çapını küçülterek ve ortamın viskozitesini artırarak elde edilebilir.

Gaz sızdırmazlığı

Poisson formülüne göre, bir gazın sızdırmazlığı, gaz moleküllerinin ve gazın viskozitesiyle ilişkilidir. Sızıntı, kılcal borunun uzunluğu ve gazın viskozitesiyle ters orantılı, kılcal borunun çapı ve itici kuvvetle ise doğru orantılıdır. Kılcal borunun çapı, gaz moleküllerinin ortalama serbestlik derecesine eşit olduğunda, gaz molekülleri kılcal boruya serbest termal hareketle akacaktır. Bu nedenle, valf sızdırmazlık testini yaptığımızda, sızdırmazlık etkisini sağlamak için ortamın su olması gerekir ve hava, yani gaz, sızdırmazlık etkisini sağlayamaz.

Plastik deformasyon yoluyla gaz moleküllerinin altındaki kılcal çapı azaltsak bile, gaz akışını durduramayız. Bunun nedeni, gazların metal duvarlardan hala yayılabilir olmasıdır. Bu nedenle, gaz testleri yaparken sıvı testlerinden daha katı kurallara uymamız gerekir.

Sızıntı kanalının sızdırmazlık prensibi

Vana contası iki parçadan oluşur: dalga yüzeyindeki düzensizlik ve dalga tepeleri arasındaki mesafedeki dalgalanmanın oluşturduğu pürüzlülük. Ülkemizdeki metal malzemelerin çoğunun elastik gerilmesi düşük olduğundan, sızdırmaz bir durum elde etmek istiyorsak, metal malzemenin basınç kuvveti konusunda daha yüksek gereksinimler belirlemeliyiz; yani, malzemenin basınç kuvveti elastikiyetini aşmalıdır. Bu nedenle, vana tasarlanırken conta çifti belirli bir sertlik farkıyla eşleştirilir. Basınç etkisi altında, belirli bir oranda plastik deformasyon sızdırmazlık etkisi elde edilir.

Sızdırmazlık yüzeyi metal malzemelerden yapılmışsa, yüzeydeki pürüzlü çıkıntılar en erken ortaya çıkacaktır. Başlangıçta, bu pürüzlü çıkıntıların plastik deformasyonuna neden olmak için yalnızca küçük bir yük kullanılabilir. Temas yüzeyi genişledikçe, yüzey pürüzlülüğü plastik-elastik deformasyona dönüşür. Bu sırada, girintinin her iki tarafında da pürüzlülük oluşur. Alttaki malzemede ciddi plastik deformasyona neden olabilecek bir yük uygulanması ve iki yüzeyin yakın temas halinde olması gerektiğinde, bu kalan yollar sürekli hat ve çevresel yön boyunca yakınlaştırılabilir.

Valf conta çifti

Supap sızdırmazlık çifti, supap yuvası ve kapama elemanının birbirine temas ettiğinde kapanan kısmıdır. Kullanım sırasında metal sızdırmazlık yüzeyi, sıkışan akışkan, akışkan korozyonu, aşınma parçacıkları, kavitasyon ve erozyon gibi etkenlerden kolayca zarar görebilir. Aşınma parçacıkları yüzey pürüzlülüğünden küçükse, sızdırmazlık yüzeyi aşındığında yüzey hassasiyeti bozulmak yerine iyileşir. Aksine, yüzey hassasiyeti bozulur. Bu nedenle, aşınma parçacıkları seçilirken, malzemeleri, çalışma koşulları, kayganlık ve sızdırmazlık yüzeyindeki korozyon gibi faktörler kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurulmalıdır.

Aşınma parçacıkları gibi, conta seçerken de sızıntıyı önlemek için performanslarını etkileyen çeşitli faktörleri kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurmalıyız. Bu nedenle, korozyona, çizilmeye ve erozyona dayanıklı malzemeler seçmek gerekir. Aksi takdirde, herhangi bir gerekliliğin olmaması sızdırmazlık performansını büyük ölçüde azaltacaktır.