提前計(jì)劃閥門(mén)的選擇,泄漏和維護(hù)將有助于確保高壓液壓系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全性和可靠性能。
選擇理想的高壓水閥
通過(guò)閥門(mén)和其他系統(tǒng)組件的高壓運(yùn)水帶來(lái)了一些獨(dú)特的挑戰(zhàn)。了解系統(tǒng)的全部工作參數(shù)將有助于工程師為液壓系統(tǒng)選擇最佳的高壓水閥,并克服這些挑戰(zhàn)。
建立系統(tǒng)參數(shù)
這是定義設(shè)計(jì)參數(shù)的最佳過(guò)程:
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定義系統(tǒng)功能-清楚地確定系統(tǒng)完成和定義相關(guān)參數(shù)所需的工作。
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閉環(huán)水壓系統(tǒng)-需要建立所需的力,流量和總體積。然后,定義系統(tǒng)壓力,循環(huán)頻率和工作溫度。
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開(kāi)放式水壓系統(tǒng)—定義壓力,循環(huán)頻率和溫度。還要確定所需的流速,流速和流動(dòng)介質(zhì)的濃度。
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考慮壓降-壓降是閥門(mén)前后所測(cè)得的壓力差。不同類(lèi)型的閥會(huì)產(chǎn)生不同的壓降,因?yàn)閴航禃?huì)受到孔口尺寸和通過(guò)閥的流路的影響。隨著流量增加,與閥門(mén)相關(guān)的壓降也會(huì)增加。
選擇合適的閥門(mén)設(shè)計(jì)和配置
一旦定義了運(yùn)行參數(shù),工程師應(yīng)指定滿足應(yīng)用的運(yùn)行和啟動(dòng)要求所需的高壓水閥。以下是液壓應(yīng)用中最常見(jiàn)的高壓水閥設(shè)計(jì):
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提升閥—在常閉狀態(tài)下,通過(guò)偏壓彈簧或液壓活塞將錐形或球形塞子固定在閥座上。當(dāng)允許塞子從閥座上移開(kāi)時(shí),流體流過(guò)閥。該工業(yè)閥比滑閥式閥提供更高的流量。其內(nèi)部密封件減少了磨損,延長(zhǎng)了使用壽命。
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滑閥—該工業(yè)閥包含一個(gè)在閥殼中伸縮的活塞或滑閥。當(dāng)閥芯行進(jìn)時(shí),它打開(kāi)或關(guān)閉閥體內(nèi)的端口。通過(guò)閥的流量取決于閥芯的位置?;y不受壓力影響,因此需要較小的作用力。它們是平衡的,可以用于真空操作。
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空心滑閥—對(duì)于這種工業(yè)閥,滑閥是中空的,并包含一系列沿滑閥圓周均勻分布的槽。該閥可以長(zhǎng)時(shí)間使用含有沙子或水垢污染程度的水來(lái)工作。
提升閥和滑閥可配置用于許多高壓應(yīng)用:
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隔離—當(dāng)配置為雙向隔離閥時(shí),該閥將具有兩個(gè)端口:入口和出口。隔離閥的目的是允許或切斷流量。
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方向控制-這些閥用于伸縮液壓缸,例如鍛壓機(jī)中常用的液壓缸。
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泵旁路—在大多數(shù)高壓水液壓系統(tǒng)中,泵需要連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)沒(méi)有系統(tǒng)需求時(shí),泵旁通閥的端口可將水引導(dǎo)回水槽或儲(chǔ)水罐,以通過(guò)泵進(jìn)行再循環(huán),因此泵不會(huì)過(guò)熱。
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止回閥—止回閥可防止由于多個(gè)泵壓力源而導(dǎo)致回流回回路。只能通過(guò)單向閥在一個(gè)方向上流動(dòng)。
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預(yù)填充—用于減少水錘和對(duì)上集管?chē)娮斓膿p壞,預(yù)填充閥允許使用來(lái)自外部低壓源的低壓水或與壓力擊穿孔配合使用系統(tǒng)壓力來(lái)填充系統(tǒng)集管。
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安全性—安全閥通常為提升閥式,并安裝在回路中以防止系統(tǒng)超壓。當(dāng)閥檢測(cè)到的壓力大于設(shè)定的極限時(shí),流量將導(dǎo)引至泄壓口。
請(qǐng)記住,工業(yè)閥門(mén)的選擇過(guò)程應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段開(kāi)始。除了選擇最佳的閥門(mén)設(shè)計(jì)和配置,工程師還需要考慮可用的閥門(mén)材料。
選擇合適的結(jié)構(gòu)材料
結(jié)構(gòu)材料會(huì)對(duì)工業(yè)閥門(mén)和整個(gè)液壓系統(tǒng)的性能產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。選擇高壓水閥材料時(shí),應(yīng)考慮以下因素:
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材料不相容性—了解材料不相容性對(duì)于工業(yè)閥門(mén)中將與流動(dòng)介質(zhì)直接接觸的那些部分(即“濕潤(rùn)”的區(qū)域)尤其重要。添加劑可能會(huì)與閥門(mén)材料產(chǎn)生不利的相互作用。例如,水-乙二醇混合物將迅速降解聚氨酯或聚酯密封。要確定潛在的材料不兼容性,請(qǐng)查閱工業(yè)閥門(mén),密封件和墊片制造商發(fā)布的不兼容表。
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流動(dòng)介質(zhì)的清潔度-對(duì)于通常用于鋼廠除垢操作的開(kāi)放式系統(tǒng),通過(guò)系統(tǒng)循環(huán)的工藝用水中含有的顆??赡軙?huì)對(duì)閥門(mén)的濕潤(rùn)區(qū)域產(chǎn)生有害影響。這些顆粒會(huì)撞擊在這些表面上并導(dǎo)致過(guò)度磨損。
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溫度-必須考慮流動(dòng)介質(zhì)的溫度以及操作環(huán)境的溫度。高溫下腐蝕會(huì)更快。另外,極端溫度會(huì)導(dǎo)致不同的材料以不同的速率膨脹或收縮。這些變化可能導(dǎo)致泄漏問(wèn)題,對(duì)閥門(mén)部件的不適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)應(yīng)力或咬死。
閥體,閥座和閥芯的常用材料
選擇工業(yè)閥門(mén)材料時(shí),請(qǐng)考慮應(yīng)用的腐蝕程度,溫度和壓力。同樣,某些材料不易磨損。閥體,閥座和閥芯常用材料的一些特點(diǎn)是:
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球墨鑄鐵—成本低,易于獲得,易于吸收沖擊,耐腐蝕性差
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黃銅和青銅-成本低廉,易于獲得,與球墨鑄鐵相比具有更高的耐腐蝕性
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316不銹鋼—出色的耐腐蝕性,高溫下的高抗拉強(qiáng)度,比鑄鐵,黃銅和青銅閥貴
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蒙乃爾合金(鎳銅合金)—優(yōu)異的耐腐蝕性,非常適合閥內(nèi)件的熔覆
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鉻鎳鐵合金(鎳,鉻和鐵的合金)—非常適合處理腐蝕性介質(zhì),在高溫下保持強(qiáng)度
閥門(mén)密封,墊片和填料的常用材料
考慮各種閥組件常用結(jié)構(gòu)材料的以下特征:
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聚氨酯—高度耐用,設(shè)計(jì)用于高達(dá)200°F的溫度,非常適合高達(dá)6,000 psi的壓力,出色的耐磨性
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Viton —優(yōu)異的耐化學(xué)性,在高溫下也能正常工作
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聚四氟乙烯(PTFE)—極低的摩擦力,適用于各種壓力和溫度
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玻璃填充的PTFE —改善了抗蠕變性,改善了耐磨性和熱傳遞
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聚醚醚酮—蒸汽應(yīng)用的理想選擇,高溫等級(jí),良好的耐腐蝕性
在選擇最佳的閥門(mén)和結(jié)構(gòu)材料之后,應(yīng)采取步驟以最大程度地減少泄漏并確保高壓液壓系統(tǒng)的可靠性能。