Промышленный лизинг
Методички
/ J а) 5) 1 2 в) 3 1 2 г) 3 1 2 д) 3 Рис. 7.10. Конструкции КУ с неметаллическими уплотнителями риалу уплотнительного элемента подразделяют на металлопластмассовые и резинометаллические. Основные типы КУ с неметаллическими уплотнителями показаны на рис. 7.10. КУ с фторопластовыми уплотнителями (см. рис. 7.10, а) широко применяют в трубопроводной арматуре. Фторопластовые уплотнительные элементы 3 в клапане 2 крепят механическим способом, завальцовкой или запрессовкой. КУ с механическим закреплением уплотнителя обычно применяют для герметизации рабочих сред при р 4,0 МПа и Dy < 100 мм. Для крепления фторопластовых уплотнителей в КУ с Dy 25 мм широко применяют заваль-цовку. Седла I чаще всего имеют прямоугольный профиль (см. рис. 7.10, а, г) но могут быть и другой конфигурации (рис. 7.10, б, в, д): В шаровых кранах (см. рис. 7.10, н) для герметизации корпуса I и пробки 2 применяют уплотнительные кольца 5, выполненные из фторопласта, резин, графитопластмассовых и других материалов. Резиновые уплотнители широко применяют в многообразных конструкциях КУ (см. рис. 7.10, б-к). Крепление резиновых уплотнительных элементов 5 к клапанам 2 осуществляют вулканизацией, приклеиванием, завальцовкой или механическим способом. В последнее время все более широко применяют КУ с резиновыми уплотнителями закладного типа, которые более технологичны и экономичны (см. рис. 7.10, г -ж). Резиновый уплотнительный элемент 5 для клапанов с Dy < 6 мм выполняют в виде круглой шайбы (см. рис. 7.10,6), для клапанов с Dy > 6 мм - в виде кольца (см. рис. 7.10, в). В целях повышения надежности герметизации применяют КУ, в которых под давлением рабочей среды обеспечивается самоуплотнение (см. рис. 7.10,е). Для этого в штоке 2 и уплотнительном элементе 3 выполняют каналы для прохода среды, что повышает надежность контакта седла I и уплотнителя. В клапанах с большим Dy при небольшом давлении рабочей среды применяют КУ, конструкция которых показана на рис. 7.10, ж. Уплотнительный элемент 5 прижимается к клапану 4 крышкой 2 и контактирует с конической поверхностью седла I. Для расширения диапазона давлений герметизируемых сред разработаны конструкции КУ, в которых резиновый элемент 3 расположен в закрытой полости, образованной седлом подвижной втулкой 2 и штоком 4, и находится в условиях всестороннего объемного сжатия (рис. 7.10,3, и). Аналогичные условия созданы для резинового элемента 3 с помощью седла 1, клапана 4 и двух подвижных втулок 2 (см. рис. 7.10, к). Создание условий всестороннего объемного сжатия в резиновом уплотнителе повышает их прочность и позволяет применять такие КУ при р < 40 МПа. Недостатками резиновых уплотнителей, ограничивающими область их применения в КУ, являются недостаточная стойкость в агрессивных средах и адгезионное взаимодействие с седлом при длительном контакте, вызывающее появление дополнительной силы прилипания. Сила прилипания в некоторых случаях существенно изменяет технические характеристики агрегатов. Данные недостатки устранены в конструкции КУ, показанного на рис. 7.10, л. Комбинированное уплотнение, состоящее из резинового элемента 3, тонкой (30-100 мкм) фторопластовой пленки 2 и седла 1, позволяет сочетать упругие свойства резины со свойствами фторопласта - не-прилипаемостью и химической стойкостью. Преимущество КУ, показанного на рис. 7.10,А1,-малое гидравлическое сопротивление потоку рабочей среды, простота и высокая надежность. Такие КУ с седлом I и резиновым элементом в виде грибка 2 применяют в обратных клапанах. На рис. 7.10, о показана простая конструкция КУ с резиновым уплотнителем в виде кольца 3, применяемая при небольшом давлении рабочей среды. Здесь подвижной деталью может быть как седло 1, так и клапан 2. Кроме пластмассовых и резиновых уплотнителей в КУ находят применение уплотнители, выполненные из твердых минералов и керамики (рис. 7.10,п). Тщательно обработанные шарик 2 и седло / обеспечивают большой ресурс, широкий диапазон давлений и температур. Металлопластмассовые КУ с уплотнительными элементами из фторопластов, поликарбоната, поликапролактама и других материалов широко применяют в агрегатах и арматуре ответственного назначения. Для трубопроводной арматуры, работающей при давлении от 2,66 до 4-10" Па и 9 =-200...+225°С, типы, конструкции и размеры КУ (затворов) с уплотнителем из фторопласта-4 регламентированы ОСТ 26-07-1375-82. Применение указанных в стандарте типов КУ определяется условиями эксплуатации (табл. 7.8). Конструкции и размеры КУ в зависимости от р и Dy должны соответствовать табл. 7.9...7.14. Крепление уплотнительных колец и контроль качества крепления выполняют согласно ОСТ 26-07-2047-82. Допуски формы и расположения уплотнительных поверхностей задают по степени точности 9 ГОСТ 24643-81. Направление подачи среды для КУ типов II, IV, VI - любое, для КУ типов I, III, V - под клапан. Размеры твердых частиц механических примесей в рабочих средах для КУ типа VI не дозшны превышать 140 мкм, а для КУ остальных типов 70 мкм по максимальному измерению. Допустимые удельные нагрузки (контактное давление) на уплотнение зависят от типа КУ и эксплуатационных условий (табл. 7.15). Для КУ с уплотнителем из фторопласта-4 ОСТ 26-07-2044 - 82 регламенти- Условия эксплуатации клапанных уплотнений различных типов Размеры клапанного уплотнения типа I
рованы допустимые удельные нагрузки при заданном ресурсе (рис. 7.11). При известной нагрузке на уплотнение по этим зависимостям определяют возможный ресурс. Для трубопроводной арматуры с уплотнителями из поликарбонатной смолы «Дифлон» по ТУ 6-05-211-916-74, работающей в газообразных и жидких средах при р < 20 МПа и 9 = = - 260... +100 °С, типы, конструкции и основные размеры КУ установлены ОСТ 26-07-2056-83 (табл. 7.16 и 7.17). Предельно допустимые удельные нагрузки на уплотнительный элемент в зависимости от параметров рабочей среды не должны превыщать: 300 МПа Рис. 7.11. Зависимость ресурса от допустимого контактного давления при 9 < 150°С при 9= -196"С; 200 МПа при 9 = = +20°С и 100 МПа при 9 = 50°С. Направление подачи рабочей среды для всех типов КУ - любое. Допуски формы и взаимного расположения уплотнительных поверхностей по степени точности 11 ГОСТ 24643-81. Размеры твердых частиц механических примесей в рабочих средах не должны превыщать 70 мкм по максимальному измерению. Нормы герметичности КУ устанавливают по ГОСТ 9544 - 75, если они не указаны в технической документации. Конструкции КУ с резинометалли-ческими уплотнителями отличаются многообразием геометрических параметров, зависящих от марки резины, свойств и давления рабочей среды, функционального назначения КУ и др. Седла вьшолняют обычно в виде кольцевых выступов конического или круглого профиля, которые при закрытии КУ вдавливаются в резиновый уплотнитель, в результате чего в нем возникают напряжения, обеспечивающие герметизацию затвора. Вершину седла выполняют с радиусом скругления R (рис. 7.12). Высота седла обычно не превышает 1 мм, что обеспечивает ограничение вдавливания седла в резиновый уплотнитель, так как избыточную силу воспринимает металлическая торцовая поверхность клапана. 5±30
Размеры клапанного уплотнения типа П
Размеры клапанного уплотнашя типа III
* Размер для справок. Рис. 7.12. Основные типы конструкций седел КУ Канавка под резиновый уплотнитель в клапанах чаще всего имеет прямоугольное сечение шириной 3 - 5 мм и высотой 2,5 - 4,0 мм. Последние исследования влияния профиля канавки на напряженно-деформированное состояние КУ показали, что более предпочтительной является канавка, имеющая в сечении профиль равнобедренной трапеции. Такой профиль обеспечивает равномерное распределение напряжений в уплотнителе и большую долговечность и надежность работы КУ. Для расширения диапазона давлений среды конструкция КУ должна быть закрытого типа, которая обеспечивает работу уплотнительного элемента в условиях всестороннего объемного сжатия. На рис. 7.13 показаны конструкции КУ преимущественно для электромагнитных пневмоклапанов с Dy < 10 мм, работающих при р < 35 МПа и 9 - 50...+50°С. Уплотнительный элемент представляет собой резиновую закладную деталь, изготовляемую прессованием или выруб- кой из пластины. Для КУ с Dy < 3 мм применяют уплотнительные элементы в виде круглой шайбы, а для КУ с Dy = 3... 10 мм - в виде кольца. Работоспособность КУ данной конструкции при подаче давления «на клапан» составляет не менее 3000 циклов срабатываний. Для обратных клапанов пневмосистем высокого давления (до 35 МПа) можно рекомендовать уплотнение с резиновым уплотнителем и двумя защитными металлическими шайбами (рис. 7.14). 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |