اصل آب بندی و ویژگی های ساختاری شیر توپی شناور

1. اصل آب بندی تایکهشیر توپی شناور

قسمت باز و بسته شدن شیر توپی شناور Taike یک کره با یک سوراخ عبوری متناسب با قطر لوله در وسط است. یک نشیمنگاه آب‌بندی از جنس PTFE در انتهای ورودی و انتهای خروجی قرار دارد که در یک شیر فلزی قرار گرفته‌اند. در بدنه، هنگامی که سوراخ عبوری در کره با کانال خط لوله همپوشانی دارد، شیر در حالت باز است. هنگامی که سوراخ عبوری در کره عمود بر کانال خط لوله است، شیر در حالت بسته است. هنگامی که شیر از حالت باز به بسته یا از حالت بسته به باز تبدیل می‌شود، گوی ۹۰ درجه می‌چرخد.

وقتی شیر توپی در حالت بسته است، فشار متوسط در انتهای ورودی روی توپی عمل می‌کند و نیرویی برای هل دادن توپی ایجاد می‌کند، به طوری که توپی محکم به نشیمنگاه آب‌بندی در انتهای خروجی فشار می‌آورد و یک تنش تماسی روی سطح مخروطی نشیمنگاه آب‌بندی ایجاد می‌شود تا یک ناحیه تماس تشکیل شود. نیرو بر واحد سطح ناحیه تماس، فشار ویژه کاری q آب‌بندی شیر نامیده می‌شود. وقتی این فشار ویژه بیشتر از فشار ویژه لازم برای آب‌بندی باشد، شیر آب‌بندی مؤثری دارد. این نوع روش آب‌بندی که به نیروی خارجی متکی نیست و با فشار متوسط آب‌بندی می‌شود، خودآب‌بندی متوسط نامیده می‌شود.

لازم به ذکر است که شیرآلات سنتی مانندشیرهای کروی, شیرهای دروازه‌ای، خط مرکزیشیرهای پروانه‌ایو شیرهای سماوری برای ایجاد آب‌بندی مطمئن، به نیروی خارجی برای اعمال بر روی نشیمنگاه شیر متکی هستند. آب‌بندی حاصل از نیروی خارجی، آب‌بندی اجباری نامیده می‌شود. نیروی آب‌بندی اجباری اعمال شده از خارج، تصادفی و نامشخص است که برای استفاده طولانی مدت از شیر مناسب نیست. اصل آب‌بندی شیر توپی تایکه، نیرویی است که بر نشیمنگاه آب‌بندی اعمال می‌شود و توسط فشار سیال تولید می‌شود. این نیرو پایدار است، می‌توان آن را کنترل کرد و با طراحی تعیین نمود.

2. ویژگی های ساختار شیر توپی شناور Taike

(1) برای اطمینان از اینکه کره می‌تواند نیرویی از محیط را در حالت بسته ایجاد کند، کره باید هنگام مونتاژ اولیه شیر نزدیک به نشیمنگاه آب‌بندی باشد و برای ایجاد فشار نسبت پیش سفت شدن، تداخل لازم است. این فشار نسبت پیش سفت شدن 0.1 برابر فشار کاری و نه کمتر از 2MPa است. دستیابی به این نسبت پیش بار کاملاً توسط ابعاد هندسی طراحی تضمین می‌شود. اگر ارتفاع آزاد پس از ترکیب کره و نشیمنگاه‌های آب‌بندی ورودی و خروجی A باشد؛ پس از ترکیب بدنه‌های شیر چپ و راست، حفره داخلی حاوی کره و عرض نشیمنگاه آب‌بندی B باشد، پس فشار پیش بار لازم پس از مونتاژ ایجاد می‌شود. اگر سود C باشد، باید AB=C را برآورده کند. این مقدار C باید توسط ابعاد هندسی قطعات پردازش شده تضمین شود. می‌توان فرض کرد که تعیین و تضمین این تداخل C دشوار است. اندازه مقدار تداخل مستقیماً عملکرد آب‌بندی و گشتاور عملیاتی شیر را تعیین می‌کند.

(2) باید به طور خاص اشاره کرد که کنترل شیر توپی شناور اولیه داخلی به دلیل مقدار تداخل در حین مونتاژ دشوار بود و اغلب با واشر تنظیم می‌شد. بسیاری از تولیدکنندگان حتی در دفترچه راهنما از این واشر به عنوان واشر تنظیم کننده یاد می‌کردند. به این ترتیب، در حین مونتاژ، بین صفحات اتصال بدنه شیر اصلی و کمکی، فاصله مشخصی وجود دارد. وجود این فاصله مشخص باعث شل شدن پیچ‌ها به دلیل نوسانات فشار متوسط و نوسانات دما در حین استفاده و همچنین بار خط لوله خارجی می‌شود و باعث می‌شود شیر در خارج از محل خود نشت کند.

(3) هنگامی که شیر در حالت بسته است، نیروی متوسط در انتهای ورودی بر روی کره عمل می‌کند که باعث جابجایی جزئی مرکز هندسی کره می‌شود که در تماس نزدیک با نشیمنگاه شیر در انتهای خروجی قرار می‌گیرد و تنش تماسی روی نوار آب‌بندی را افزایش می‌دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان را به دست می‌آورد. آب‌بندی؛ و نیروی پیش سفت شدن نشیمنگاه شیر در انتهای ورودی در تماس با گوی کاهش می‌یابد که بر عملکرد آب‌بندی نشیمنگاه آب‌بندی ورودی تأثیر می‌گذارد. این نوع ساختار شیر توپی، یک شیر توپی با جابجایی جزئی در مرکز هندسی کره در شرایط کاری است که شیر توپی شناور نامیده می‌شود. شیر توپی شناور با یک نشیمنگاه آب‌بندی در انتهای خروجی آب‌بندی می‌شود و مشخص نیست که آیا نشیمنگاه شیر در انتهای ورودی عملکرد آب‌بندی دارد یا خیر.

(4) ساختار شیر توپی شناور Taike دو جهته است، یعنی دو جهت جریان متوسط را می‌توان آب‌بندی کرد.

(5) محل اتصال کره‌ها از مواد پلیمری ساخته شده است. هنگام چرخش کره‌ها، ممکن است الکتریسیته ساکن تولید شود. اگر طراحی ساختاری خاصی - طراحی ضد الکتریسیته ساکن - وجود نداشته باشد، ممکن است الکتریسیته ساکن روی کره‌ها جمع شود.

(6) برای شیری که از دو نشیمنگاه آب‌بندی تشکیل شده است، حفره شیر ممکن است سیال را جمع کند. مقداری از سیال ممکن است به دلیل تغییرات دمای محیط و شرایط عملیاتی به طور غیرطبیعی افزایش یابد و باعث آسیب به مرز فشار شیر شود. باید توجه شود.