Сідло клапана дросельного клапана є ключовим ущільнювальним компонентом всередині дросельного клапана. Його основна функція полягає в контакті з пластиною дросельного клапана (диском клапана) та утворенні ущільнювальної поверхні, коли клапан закритий, щоб запобігти витоку середовища. Зокрема,сідло дросельного клапанаможе бути встановлений на внутрішній стінці корпусу клапана або спроектований для інтеграції з засувкою-метеликом, спираючись на його матеріал та структуру для досягнення хорошого ефекту герметизації.
1. Вступ до класифікації сідел дросельних клапанів
1. 1 Класифікація за матеріалом
A. Еластичне м'яке сідло клапана
Зазвичай це стосується таких матеріалів, як гума, силікон, політетрафторетилен (ПТФЕ).
Переваги: хороша герметичність, швидка реакція, підходить для низьких температур, низького тиску та середовищ з низькою агресивністю (крім PTFE).
Недоліки: низька зносостійкість, термін служби обмежений старінням матеріалу.
B. Металеве сідло клапана
Виготовлені з нержавіючої сталі, вуглецевої сталі або інших металевих матеріалів.
Переваги: стійкість до високих температур, стійкість до високого тиску, висока зносостійкість, підходить для важких умов експлуатації.
Недоліки: високі вимоги до герметизації металу з металом, сувора точність обробки та вимоги до монтажу.
C. Композитне сідло клапана
Поєднує переваги металу та м'яких матеріалів, зазвичай покриваючи металеву конструкцію еластичними матеріалами, такими як графіт.
Це може не тільки забезпечити хорошу герметичність, але й покращити зносостійкість та термін служби.
1.2. Класифікація за структурною формою
A. Жорстке заднє сидіння
Сідло клапана та задня частина мають просту структуру, а ущільнювальна поверхня щільно прилягає до корпусу клапана.
Недоліком цьогожорстке заднє сідло клапанаполягає в тому, що після зносу або старіння сідла клапана необхідно розібрати весь дросельний клапан для його заміни.
B. Знімне м'яке сидіння
Theм'яке сідло клапанамає конструкцію «ластівчин хвіст» і може бути розібраний та замінений окремо.
Перевагою є те, що його легко обслуговувати та подовжувати термін служби дросельного клапана в цілому.
1.3. Згідно зі спеціальним проектом
A. Подвійний ексцентриковий дросельний клапан
У закритому стані клапанна задня кришка рухається вздовж двох ексцентричних осей, щоб зменшити тертя контакту з сідлом клапана.
Перевагами є зменшення зносу, подовження терміну служби сідла клапана та покращення герметичності.
B. Потрійний ексцентриковий дросельний клапан
Подальша конструкція, заснована на подвійному ексцентриситеті, дозволяє дросельній шайбі та металевому сідлу клапана досягти точного контакту металу з металом.
Він може досягти справжнього ефекту нульового витоку та підходить для умов роботи з високими вимогами (таких як середовища з високою температурою та високим тиском).
Різні типи матеріалів сідел клапанів мають різні фізичні та хімічні властивості та підходять для різних умов роботи. У цій статті ми в основному вивчаємо та порівнюємо основні типи, характеристики та застосування еластичних сідел клапанів.
Найчастіше на ринку використовуються еластичні сідла клапанів з NBR, EPDM, VITON (FKM), натурального каучуку (NR), силікону (силіконової гуми), поліуретану (PU), гідрогенізованого нітрильного каучуку (HNBR), HYPALON (CSM), PTFE:
2. Порівняння властивостей матеріалу сідла клапана
| Матеріал | NBR (нітрильний каучук) | EPDM (мономерний каучук етиленпропілену) | ВІТОН (ФКМ/фторвуглецевий каучук) | NR (Натуральний каучук) | Силіконова гума | ПУ (поліуретан) | HNBR (гідрогенізований нітрильний каучук) | ГІПАЛОН (CSM/хлорсульфонований поліетиленовий каучук) | ПТФЕ (політетрафторетилен, тефлон) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Олійна стійкість | Відмінно | Бідний | Видатний (стійкий до палива та хімікатів) | Бідний | Бідний | Помірний | Відмінно (стійкий до олії, палива та мастильних матеріалів) | Помірний | Відмінна (найкраща хімічна стійкість) |
| Хімічна стійкість | Помірний, стійкий до слабких кислот та лугів | Відмінно (стійкий до кислот, лугів та окислювачів) | Відмінно стійкий (стійкий до кислот, лугів, органічних розчинників) | Помірний | Відмінний (стійкий до окислювачів, нетоксичний) | Помірний | Добре (стійке до слабких кислот та лугів) | Відмінно (стійкий до кислот, лугів та окислювачів) | Відмінний (стійкий до всіх хімічних речовин) |
| Діапазон температур (°C) | -30 ~ 100 | -40 ~ 120 (короткочасно до 150) | -20 ~ 200 | -50 ~ 70 | -60 ~ 230 | -30 ~ 80 | -40 ~ 150 | -40 ~ 130 | -200 ~ 260 |
| Зносостійкість | Добре | Помірний | Добре | Відмінний (вища зносостійкість) | Помірний | Відмінна (найкраща зносостійкість) | Відмінно | Добре | Поганий (легко зношується) |
| Водостійкість | Помірний | Відмінно (підходить для гарячої води та пари) | Помірний | Добре | Відмінний (харчовий) | Помірний | Добре | Відмінно | Відмінний (водонепроникний) |
| Стійкість до погодних умов (УФ/озон) | Поганий (легко старіє) | Відмінна (висока стійкість до погодних умов) | Добре | Помірний | Відмінна (стійкість до екстремальних погодних умов) | Помірний | Відмінна (висока стійкість до погодних умов) | Видатний (чудова стійкість до погодних умов) | Відмінна (стійкість до ультрафіолетового випромінювання та старіння) |
| Гнучкість | Добре | Відмінно | Помірний | Відмінно | Відмінно | Добре | Відмінно | Добре | Твердий (з низьким тертям) |
| Основні застосування | Паливо, мастило, гідравлічні масляні системи, промислові ущільнення | Системи водопостачання та водовідведення, хімічні трубопроводи, парові системи, обладнання для зовнішнього використання | Високотемпературне хімічне застосування, паливні системи, аерокосмічна промисловість, нафтохімія | Гірничодобувне, зносостійке обладнання, механічні футеровки | Харчова, фармацевтична промисловість, герметизація електроніки, застосування у високих та низьких температурах | Механічне ущільнення, зносостійке обладнання, гірничодобувна промисловість, гідравлічні системи | Нафтохімія, автомобільна промисловість, високотемпературні масляні ущільнення | Хімічна промисловість, агресивні середовища, обладнання для зовнішньої експлуатації, озоностійке ущільнення | Сильні агресивні хімічні речовини, фармацевтичні препарати, харчове ущільнення, високотемпературне ущільнення |
3. Відповідні умови роботи для матеріалів сідел клапанів
| Матеріал | Стійкість до палива/масла | Стійкість до кислот/лужних речовин | Стійкість до високих температур | Стійкість до низьких температур | Водостійкість | Зносостійкість | Стійкість до погодних умов (зовнішня дія, озон) | Харчового класу |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| НБР | ✔ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ❌ | ❌ |
| EPDM | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
| ВІТОН | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ❌ | ✔ | ✔ | ❌ |
| NR | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ❌ |
| Силікон | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
| PU | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ❌ | ❌ |
| ХНБР | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ |
| ГІПАЛОН | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ |
| ПТФЕ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
4. Рекомендації щодо вибору матеріалів
· Для палива, оливи або гідравлічної оливи → NBR, HNBR, VITON
· Для кислото/лужної та хімічної стійкості → EPDM, HYPALON, VITON, PTFE
· Для стійкості до високих температур (>150°C) → ВІТОН, силікон, ГІПАЛОН, ПТФЕ
· Для низькотемпературного застосування (<-40°C) → NR, силікон, PTFE
· Для високої зносостійкості та стійкості до стирання (гірничодобувна промисловість, машинобудування) → NR, PU, HNBR
· Для питної води та харчових продуктів → EPDM, силікон, PTFE
· Для зовнішніх умов та стійкості до озону → EPDM, HYPALON, силікон, PTFE
5. Висновок
· NBR (нітрильний каучук): найкраще підходить для застосувань на масляній основі, таких як паливо, гідравлічна олива, але не підходить для високих температур та кислот/лугів.
· EPDM (етиленпропіленовий каучук): ідеально підходить для систем очищення води, хімічних та парових систем; дуже стійкий до атмосферних впливів, але не стійкий до олії.
· ВІТОН (фторвуглецевий каучук): Чудово підходить для високих температур, сильних кислот/лугів та палива.
· NR (натуральний каучук): Чудова стійкість до стирання, використовується в гірничодобувній промисловості та машинобудуванні, але не стійкий до хімічних речовин.
· Силіконова гума: Чудово підходить для високих/низьких температур, безпечних харчових продуктів застосувань, але не має зносостійкості.
· ПУ (поліуретан): найкращий для надзвичайної зносостійкості, використовується в гідравлічних ущільненнях та гірничодобувних підприємствах.
· HNBR (гідрогенізований нітрильний каучук): кращий за NBR у високотемпературних та зносостійких умовах застосування, використовується в нафтохімічній промисловості.
· ГІПАЛОН (CSM/хлорсульфонований поліетиленовий каучук): Найкращий стійкий до кислот/лугів та атмосферних впливів, ідеально підходить для хімічно та озоно-стійкого герметизування.
· PTFE (політетрафторетилен): найбільш хімічно стійкий, ідеально підходить для високих температур, агресивних середовищ та харчової промисловості.