Prinsip penyegelan katup

Ada banyak jenis katup, tetapi fungsi dasarnya sama, yaitu untuk menghubungkan atau memutus aliran media. Oleh karena itu, masalah penyegelan katup menjadi sangat penting.

Untuk memastikan katup dapat memutus aliran media dengan baik dan mencegah kebocoran, segel katup perlu dipastikan utuh. Ada banyak penyebab kebocoran katup, termasuk desain struktur yang tidak tepat, permukaan kontak segel yang cacat, komponen pengikat yang longgar, kelonggaran antara badan katup dan penutup katup, dll. Semua masalah ini dapat menyebabkan penyegelan katup yang tidak tepat. Hal ini menyebabkan masalah kebocoran. Oleh karena itu,teknologi penyegelan katupmerupakan teknologi penting yang terkait dengan kinerja dan kualitas katup, dan memerlukan penelitian yang sistematis dan mendalam.

Sejak diciptakannya katup, teknologi penyegelannya juga telah mengalami perkembangan pesat. Sejauh ini, teknologi penyegelan katup terutama tercermin dalam dua aspek utama, yaitu penyegelan statis dan penyegelan dinamis.

Yang disebut segel statis biasanya mengacu pada segel antara dua permukaan statis. Metode penyegelan segel statis terutama menggunakan gasket.

Yang disebut segel dinamis terutama mengacu padapenyegelan batang katup, yang mencegah media di dalam katup bocor akibat pergerakan batang katup. Metode penyegelan utama untuk segel dinamis adalah dengan menggunakan kotak isian.

1. Segel statis

Penyegelan statis mengacu pada pembentukan segel antara dua bagian yang diam, dan metode penyegelan ini terutama menggunakan gasket. Ada banyak jenis ring. Ring yang umum digunakan antara lain ring datar, ring berbentuk O, ring terbungkus, ring berbentuk khusus, ring bergelombang, dan ring luka. Setiap jenis dapat dibagi lagi berdasarkan material yang digunakan.
1Mesin cuci datarRing datar adalah ring datar yang ditempatkan rata di antara dua bagian yang diam. Secara umum, berdasarkan bahan yang digunakan, ring datar dapat dibagi menjadi ring datar plastik, ring datar karet, ring datar logam, dan ring datar komposit. Setiap bahan memiliki jangkauan aplikasinya sendiri.
2. Cincin-O. Cincin-O mengacu pada gasket dengan penampang berbentuk O. Karena penampangnya berbentuk O, ia memiliki efek pengencangan sendiri tertentu, sehingga efek penyegelannya lebih baik daripada gasket datar.
③Termasuk ring. Gasket terbungkus mengacu pada gasket yang membungkus material tertentu di atas material lain. Gasket semacam ini umumnya memiliki elastisitas yang baik dan dapat meningkatkan efek penyegelan. ④Ring berbentuk khusus. Ring berbentuk khusus mengacu pada gasket dengan bentuk tidak beraturan, termasuk ring oval, ring berlian, ring roda gigi, ring ekor pas, dll. Ring ini umumnya memiliki efek pengencangan sendiri dan sebagian besar digunakan pada katup tekanan tinggi dan sedang.
⑤Wave washer. Gasket gelombang adalah gasket yang hanya berbentuk gelombang. Gasket ini biasanya terbuat dari kombinasi bahan logam dan non-logam. Umumnya, gasket ini memiliki karakteristik gaya tekan yang rendah dan efek penyegelan yang baik.
⑥ Bungkus ring. Gasket luka mengacu pada gasket yang dibentuk dengan membungkus strip logam tipis dan strip non-logam dengan erat. Jenis gasket ini memiliki elastisitas dan sifat penyegelan yang baik. Bahan untuk membuat gasket terutama mencakup tiga kategori, yaitu bahan logam, bahan non-logam dan bahan komposit. Secara umum, bahan logam memiliki kekuatan tinggi dan ketahanan suhu yang kuat. Bahan logam yang umum digunakan termasuk tembaga, aluminium, baja, dll. Ada banyak jenis bahan non-logam, termasuk produk plastik, produk karet, produk asbes, produk rami, dll. Bahan-bahan non-logam ini banyak digunakan dan dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan spesifik. Ada juga banyak jenis bahan komposit, termasuk laminasi, panel komposit, dll., yang juga dipilih sesuai dengan kebutuhan spesifik. Umumnya, ring bergelombang dan ring luka spiral paling banyak digunakan.

2. Segel dinamis

Segel dinamis mengacu pada segel yang mencegah aliran media di dalam katup bocor saat batang katup bergerak. Ini merupakan masalah penyegelan selama gerakan relatif. Metode penyegelan utama adalah kotak isian. Ada dua jenis dasar kotak isian: tipe gland dan tipe mur kompresi. Tipe gland adalah bentuk yang paling umum digunakan saat ini. Secara umum, berdasarkan bentuk gland, dapat dibagi menjadi dua jenis: tipe gabungan dan tipe integral. Meskipun masing-masing bentuk berbeda, pada dasarnya keduanya menggunakan baut untuk kompresi. Tipe mur kompresi umumnya digunakan untuk katup yang lebih kecil. Karena ukurannya yang kecil, gaya kompresinya terbatas.
Dalam kotak isian, karena pengepakan bersentuhan langsung dengan batang katup, pengepakan harus memiliki penyegelan yang baik, koefisien gesekan kecil, dapat beradaptasi dengan tekanan dan suhu medium, dan tahan korosi. Saat ini, pengisi yang umum digunakan termasuk cincin-O karet, pengepakan jalinan politetrafluoroetilen, pengepakan asbes dan pengisi cetakan plastik. Setiap pengisi memiliki kondisi dan rentang yang berlaku sendiri, dan harus dipilih sesuai dengan kebutuhan spesifik. Penyegelan adalah untuk mencegah kebocoran, sehingga prinsip penyegelan katup juga dipelajari dari perspektif pencegahan kebocoran. Ada dua faktor utama yang menyebabkan kebocoran. Salah satunya adalah faktor terpenting yang memengaruhi kinerja penyegelan, yaitu celah antara pasangan penyegelan, dan yang lainnya adalah perbedaan tekanan antara kedua sisi pasangan penyegelan. Prinsip penyegelan katup juga dianalisis dari empat aspek: penyegelan cairan, penyegelan gas, prinsip penyegelan saluran kebocoran dan pasangan penyegelan katup.

Kekencangan cairan

Sifat penyegelan cairan ditentukan oleh viskositas dan tegangan permukaannya. Ketika kapiler katup bocor terisi gas, tegangan permukaan dapat menolak cairan atau memasukkan cairan ke dalam kapiler. Hal ini menciptakan sudut tangen. Ketika sudut tangen kurang dari 90°, cairan akan terinjeksi ke dalam kapiler, dan kebocoran akan terjadi. Kebocoran terjadi karena perbedaan sifat media. Percobaan menggunakan media yang berbeda akan menghasilkan hasil yang berbeda dalam kondisi yang sama. Anda dapat menggunakan air, udara, atau minyak tanah, dll. Ketika sudut tangen lebih besar dari 90°, kebocoran juga akan terjadi. Hal ini disebabkan oleh lapisan lemak atau lilin pada permukaan logam. Setelah lapisan permukaan ini larut, sifat permukaan logam berubah, dan cairan yang awalnya ditolak akan membasahi permukaan dan bocor. Mengingat situasi di atas, menurut rumus Poisson, tujuan mencegah kebocoran atau mengurangi jumlah kebocoran dapat dicapai dengan mengurangi diameter kapiler dan meningkatkan viskositas media.

Ketatnya gas

Menurut rumus Poisson, kekencangan gas berkaitan dengan viskositas molekul gas dan gas itu sendiri. Kebocoran berbanding terbalik dengan panjang tabung kapiler dan viskositas gas, serta berbanding lurus dengan diameter tabung kapiler dan gaya dorong. Ketika diameter tabung kapiler sama dengan derajat kebebasan rata-rata molekul gas, molekul gas akan mengalir ke dalam tabung kapiler dengan gerak termal bebas. Oleh karena itu, ketika kita melakukan uji penyegelan katup, medium yang digunakan harus air untuk mencapai efek penyegelan, dan udara, yaitu gas, tidak dapat mencapai efek penyegelan.

Sekalipun kita mengurangi diameter kapiler di bawah molekul gas melalui deformasi plastis, kita tetap tidak dapat menghentikan aliran gas. Alasannya adalah gas masih dapat berdifusi melalui dinding logam. Oleh karena itu, ketika kita melakukan uji gas, kita harus lebih ketat daripada uji cairan.

Prinsip penyegelan saluran kebocoran

Segel katup terdiri dari dua bagian: ketidakrataan penyebaran pada permukaan gelombang dan kekasaran gelombang pada jarak antar puncak gelombang. Pada sebagian besar material logam di negara kita yang memiliki regangan elastis rendah, untuk mencapai kondisi segel, persyaratan gaya tekan material logam perlu ditingkatkan, yaitu gaya tekan material harus melebihi elastisitasnya. Oleh karena itu, dalam perancangan katup, pasangan segel disesuaikan dengan perbedaan kekerasan tertentu. Di bawah pengaruh tekanan, efek segel deformasi plastis tertentu akan dihasilkan.

Jika permukaan penyegelan terbuat dari material logam, titik-titik menonjol yang tidak rata pada permukaan akan muncul paling awal. Pada awalnya, hanya beban kecil yang dapat menyebabkan deformasi plastis pada titik-titik menonjol yang tidak rata ini. Seiring bertambahnya permukaan kontak, ketidakrataan permukaan tersebut berubah menjadi deformasi plastis-elastis. Pada saat ini, kekasaran pada kedua sisi ceruk akan muncul. Ketika diperlukan pemberian beban yang dapat menyebabkan deformasi plastis serius pada material di bawahnya, dan membuat kedua permukaan bersentuhan erat, jalur-jalur yang tersisa ini dapat didekatkan sepanjang garis kontinu dan arah keliling.

Pasangan segel katup

Pasangan penyegel katup adalah bagian dari dudukan katup dan anggota penutup yang menutup ketika keduanya bersentuhan. Selama penggunaan, permukaan penyegel logam mudah rusak oleh media yang terperangkap, korosi media, partikel aus, kavitasi, dan erosi. Contohnya, partikel aus. Jika partikel aus lebih kecil dari kekasaran permukaan, akurasi permukaan akan meningkat alih-alih menurun ketika permukaan penyegel aus. Sebaliknya, akurasi permukaan akan menurun. Oleh karena itu, ketika memilih partikel aus, faktor-faktor seperti material, kondisi kerja, pelumasan, dan korosi pada permukaan penyegel harus dipertimbangkan secara menyeluruh.

Layaknya partikel aus, ketika memilih segel, kita harus mempertimbangkan secara komprehensif berbagai faktor yang memengaruhi kinerjanya untuk mencegah kebocoran. Oleh karena itu, penting untuk memilih material yang tahan terhadap korosi, goresan, dan erosi. Jika tidak, kurangnya persyaratan apa pun akan sangat mengurangi kinerja penyegelannya.