Amélioration de l'étanchéité des robinets à tournant sphérique

I. Situation actuelle et analyse de l'étanchéité des robinets à tournant sphérique

Le robinet à tournant sphérique en pierre moulée est un dispositif d'ouverture et de fermeture idéal dans le pipeline de cendres, et son étanchéité affecte directement la qualité et la durée de vie du robinet. Dans le passé, la structure du joint en caoutchouc en forme de O était adoptée, ce qui signifie que le joint torique était placé dans la rainure annulaire usinée sur l'arbre, puis assemblé dans le trou usiné sur les pièces du manchon pour former le joint entre le l'arbre et le trou. Les performances d'étanchéité de cette structure dépendent de l'interférence qu'est la compression du joint torique et de la précision d'usinage des pièces de trou et d'arbre. Si l'interférence est trop faible, les performances d'étanchéité sont médiocres. Si l'interférence est trop importante, il est facile d'écraser le joint torique lors du montage, ce qui contribue à la rupture du joint.

La structure d'étanchéité est simple et facile à assembler. Cependant, si la précision d'usinage de l'arbre et du trou n'est pas élevée ou difficile à améliorer, les performances d'étanchéité de base sont difficiles à garantir ou la précision ne peut pas être améliorée davantage. Le principal inconvénient réside dans le matériau d’étanchéité. Ce type de structure d'étanchéité est très approprié pour les cylindres et les vérins hydrauliques. Il est difficile de garantir les performances d'étanchéité du robinet à tournant sphérique en pierre moulée utilisé dans l'eau de cendre. La raison en est que l'interrupteur du robinet à tournant sphérique appartient au type rotatif partiel et qu'il doit souvent tourner à 90 ° pour commuter. En raison de l'ajustement dynamique entre la tige de vanne et le corps de vanne, il existe un certain écart. Lorsque la vanne est ouverte et fermée, l'énorme poussée du fluide agissant sur la bille provoque inévitablement une certaine inclinaison de la tige de la vanne. Le côté où la force de la tige de soupape dévie sera gravement usé. De plus, une grande quantité de matières en suspension dans l’eau de cendre érodera la bague d’étanchéité. En conséquence, le cycle de vie du joint torique au niveau de la tige de vanne est court et des fuites se produisent souvent, ce qui affecte également dans une certaine mesure l'environnement du site. Par conséquent, il est décidé d’améliorer la structure et les matériaux d’étanchéité. Le principal point de départ de l’amélioration est qu’elle peut être ajustée en fonction du niveau de compression dans l’assemblage de l’arbre et du trou. L'étanchéité efficace peut être assurée sans améliorer considérablement la précision d'usinage de l'arbre et du trou.

II. Amélioration de la structure du robinet à tournant sphérique et conception de l'outil de meulage

1. Structure en X

Il y a des faces d'étanchéité autour du joint X et des rainures de lubrification à l'intérieur et à l'extérieur de la bague d'étanchéité. Cette structure est supérieure au joint torique, avec une faible précision d'installation et une bonne fiabilité d'utilisation. Il n’y a aucun besoin d’entretien et son prix est bas. Le degré de compression peut également être ajusté par le joint. Il a été largement utilisé dans l'étanchéité des vannes en pierre moulée de différentes qualités de pression, ce qui peut empêcher efficacement les fuites, prolonger considérablement la durée de vie de la vanne et améliorer la fiabilité de la vanne.

2. Matériau de l'anneau X

L'utilisation de polyuréthane (CPU) comme matériau d'étanchéité en forme de X peut résoudre efficacement les problèmes de la bague d'étanchéité traditionnelle en forme de O. Le polyuréthane coulable est une sorte de matériau d’étanchéité qui a été adopté au niveau international. Il présente un module d'élasticité élevé, de bonnes propriétés physiques et mécaniques et peut supporter une charge d'impact importante. À l'heure actuelle, le polyuréthane a fondamentalement résolu le problème de la résistance à l'hydrolyse et son degré de résistance à la température est également constamment amélioré, ce qui élargit considérablement le champ d'application du polyuréthane. La production d'une bague d'étanchéité en forme de X avec du polyuréthane coulé est simple en termes de technologie et peu coûteuse. Son niveau de résistance à la pression peut atteindre 60 MPa ou plus, et son effet de maintien de la pression est assez bon, atteignant pratiquement zéro fuite.

3. Principe d'étanchéité du robinet à tournant sphérique

Son principe de fonctionnement : lors du serrage du boulon, le presse-étoupe se déplace vers le bas pour appuyer sur le joint de réglage. En appuyant sur le joint d'étanchéité en forme de V, les lèvres intérieures et extérieures de la bague d'étanchéité en forme de X sont pressées contre la surface d'étanchéité de l'arbre et du trou en même temps pour assurer une étanchéité fiable. Ses principales performances d'étanchéité dépendent de la force de serrage du boulon lors de l'assemblage et n'ont pas d'importance pour la précision dimensionnelle de l'arbre et du trou.

4. Conception abrasive

• S'assurer que les exigences d'utilisation du produit répondent aux exigences de conception ;
• Facile à démouler et à nettoyer, facile à utiliser ;
• Faible coût de fabrication ;
• Le matériau abrasif est de l’acier 45 ;
• Le retrait est calculé comme étant de 1,5% ~ 1,7% ;
• Il n'y a pas de flash dans un positionnement en pente de 10°, la précision des produits est garantie et le rendement est élevé ;
• L'outil de meulage est composé d'un moule supérieur, d'un moule intérieur et d'un moule extérieur.

5. Taille de la chambre d'emballage

Selon la pression et le calibre du robinet à tournant sphérique, la quantité d'assaisonnement dans la chambre de garniture est déterminée. La largeur est déterminée par la taille de l'axe. Un anneau X doit être empêché sous la pression de 0,6 ~ 2,5 MPa et dn250 mm ; deux anneaux en X doivent être placés sous la pression de 2,5 ~ 10MPa et DN300. La dimension et la profondeur de la chambre de conditionnement sont déterminées par la hauteur du tampon d'assaisonnement, de l'anneau de transfert de pression et de l'anneau en X.

6. Bague de transfert de pression

La bague de transfert de pression est réglée à haute pression et à grand diamètre. Il est installé entre deux jeux de joints X-ring. Sa fonction principale est de transférer la pression supérieure et de modifier l'état de contrainte des joints X-ring. Cela permet à l'anneau X de supporter la force et de se déformer radialement pour obtenir les performances d'étanchéité.

7. Analyse par éléments finis de X-ring

La bague d'étanchéité en forme de X est une bague d'étanchéité de type lèvre, qui est utilisée en combinaison avec une bague de pression (presse-étoupe) et une bague d'appui (tampon de garniture). Il peut efficacement empêcher les fuites moyennes.

8. Analyse de force de l'anneau X

La force de l'anneau X est transmise à l'anneau X par la pression de l'anneau de pression (presse-étoupe). Le bas de la bague d'étanchéité est doté d'une méthode d'application de force en trois points de la bague de support (tampon d'emballage). La force sur la surface d'étanchéité de l'arbre et du trou de valve est uniforme, ce qui permet d'obtenir un meilleur effet d'étanchéité.

III. Résumé de l'étanchéité des robinets à tournant sphérique

Grâce à cette amélioration, la structure de la vanne est plus raisonnable et l'étanchéité est plus fiable. Il peut économiser des matières premières, réduire les coûts, augmenter la durée de vie et répondre aux besoins des utilisateurs.

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