Промышленный лизинг Промышленный лизинг  Методички 

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


/ 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

.4 т

у, мм

уплотнения

IVllld

I, п

-200...

+ 200

-200...

+ 150

III, IV

-200...

+ 150

-200...

+ 100

-60...

+ 225

-200...

+ 100

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



р, МПа

не менее

не более

rf,Hll

d,hll

6hll

c,hl4

До 10

6 10 15

18 22 28

6 10 15

14 18

15,4 19,4 24,4

36 40

20 25

30 35

31,2 36,2

45,6 53,6

32 40

50 60

32 40

50 65

70 88

50 65

64 82

5,0 6,0

65,8 83,8

6,0 7,0

80 100

105 130

80 100

98 120

7,0 8,0

100,5 122,5

8,2 9,2

6 10 15

16 20 26

6 10 15

12 16

13,0 17,0 23,0

20 25

33 40

20 25

28 33

29,0 34,0

42,0

До 4

40

51,0

62,0

80,0

80 100

102 125

80 100

94 114

96,0 116,4

144,4

173.0

200 250

236 286

200 250

224 272

228,0 276,0

10,5

300 350

300 350

324 374

330,0 380,0

11,5



Размеры клапанного уплотнения типа П


р, МПа

dh\2

dhl2

Hlf/hl2

До 10

6 10 15 20

22 28 33 38

8 12 18 23 28

15 19

25 30 35

32 40

47 56

36 44

50

80 100

102 122

84 104

98 118

125 150

150 175

129 154

145 170

2.30

10,0

Размеры клапанного уплотнашя типа III


- Д-

--pm m

p, МПа

d4hll

Alhll

cihl4

19,0

10,0

14,0

14,5

16,0

До 40

24,0

15,0

19,0

19,5

3,0

21,0

20 25

30,0 35,0

20,0 25,0

24,5 29,5

25,0 30,0

2,75

26,4 31,4

45,0

32,0

38,5

39,0

3,75

40,4

40 50

55,0 65,0

40,0 50,0

48,5 58,5

49,0 59,0

4,75

50,5 60,6

82,0

65,0

75,5

76,0

5,76

78,4

80 100

101,0

125,0

80,0 100,0

92,5 114,5

93,0 115

6,75 7,75

96,0 118,0

* 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