Konstrukční požadavky na kryogenní ventily

• Podle podmínek použití má konstrukce kryogenního ventilu následující požadavky:

1. Ventil by měl být schopen pracovat po dlouhou dobu v nízkoteplotních médiích a okolní teplotě. Obecná životnost je 10 let nebo 3000 až 5000 cyklů.
2. Ventil by se neměl stát významným zdrojem tepla v nízkoteplotním systému. Je to proto, že přítok tepla nejen snižuje tepelnou účinnost, ale také způsobuje rychlé odpařování vnitřní tekutiny, pokud je přítok příliš velký, což má za následek abnormální zvýšení tlaku a způsobuje nebezpečí.
3. Nízkoteplotní média by neměla mít škodlivé účinky na provoz ručního kola a těsnicí výkon ucpávky.
4. Ventilové sestavy, které jsou v přímém kontaktu s nízkoteplotními médii, by měly mít nevýbušnou a ohnivzdornou konstrukci.
5. Sestavy ventilů pracující při nízkých teplotách nelze mazat, proto je třeba přijmout konstrukční opatření, aby se zabránilo poškrábání třecích částí.

• Mezi faktory, které je třeba vzít v úvahu při výběru materiálu hlavního tělesa kryogenního ventilu, patří následující požadavky:

Minimální provozní teplota ventilu.

Kovové materiály si zachovávají mechanické vlastnosti požadované pro pracovní podmínky při nízkých teplotách, zejména rázovou houževnatost, relativní tažnost a strukturální stabilitu.

Materiál má dostatečnou rázovou houževnatost při nízkých teplotách.

Materiály mají různé vlastnosti smršťování za studena.

Má dobrou odolnost proti opotřebení při nízkých teplotách a bezolejové mazání.

Má dobrou odolnost proti korozi.

Při použití svařování je třeba vzít v úvahu také svařovací výkon materiálu.

Zásady výběru materiálů, jako je tělo, kryt ventilu, sedlo ventilu a kotouč ventilu hlavních součástí kryogenního ventilu, jsou: feritická ocel se používá, když je teplota vyšší než {{0}} stupeň; austenitická ocel se používá, když je teplota nižší než -100 stupeň a nízkotlaké ventily s malým průměrem mohou být vyrobeny z materiálů, jako je ocel a hliník. Výběr materiálů pro dříky ventilů a upevňovací prvky: Když je teplota vyšší než -100 stupňů, dříky a šrouby ventilů jsou vyrobeny z legované oceli, jako je Ni, Cr-Mo atd., a procházejí vhodným tepelným zpracováním pro zlepšení pevnost v tahu a zabránění kousnutí závitu; Když je teplota nižší než -100 stupňů, je vyrobena z austenitické nerezové oceli odolné vůči kyselinám. Současně musí být dřík ventilu tvrdě pochromován (tloušťka pokovení 0,04 mm~0,06 mm) nebo nitridován, aby se zlepšila povrchová tvrdost. Aby se zabránilo zadření matic a šroubů, jsou matice obecně vyrobeny z Mo oceli nebo Ni oceli a povrch závitu je potažen disulfidem molybdeničitým. Těsnění pro nízkoteplotní ventily musí mít spolehlivé těsnicí a regenerační vlastnosti při normální teplotě, nízké teplotě a změnách teploty. Protože materiály těsnění při nízkých teplotách tvrdnou a snižují plasticitu, měly by být vybrány materiály těsnění s malými změnami výkonu. Když je provozní teplota -200 stupňů a maximální provozní tlak při nízké teplotě je 3 MPa, použije se azbestová pryžová fólie z bílého azbestu s dlouhými vlákny. Když je provozní teplota -200 stupňů a maximální provozní tlak 5 MPa, použije se spirálově vinuté těsnění vyrobené z ocelové pásky odolné vůči kyselinám s azbestem nebo spirálově vinuté těsnění vyrobené z pásky z polytetrafluorethylenové oceli odolné vůči kyselinám. Vinutá těsnění vyrobená z expandovaného grafitu a kyselinovzdorné oceli jsou ideální pro nízkoteplotní ventily při -200 stupních . Výběr ucpávky pro kryogenní ventily by měl brát v úvahu nízkoteplotní charakteristiky ucpávky. Obecně se u kryogenních ventilů používá impregnovaná polytetrafluorethylenová ucpávka typu V.

• Konstrukční návrh kryogenních ventilů má následující základní požadavky:

1. Použijte těleso ventilu, které plně odolá roztahování a smršťování způsobenému teplotními změnami a nedojde k deformaci konstrukce sedla ventilu vlivem teplotních změn.
2. Přijměte konstrukci krytu ventilu s dlouhým hrdlem, která může chránit ucpávku. Hlavním účelem přijetí této konstrukce je snížit teplo v přenosovém zařízení a zabránit namrzání a zamrzání dříku ventilu a horních částí víka ventilu v důsledku přechlazení ucpávky. Ujistěte se, že teplota ucpávky je 0 nad stupněm
3. Přijměte kotouč ventilu, který dokáže udržet spolehlivé utěsnění bez ohledu na změny teploty. Například šoupátka používají elastická šoupátka nebo otevřená šoupátka; uzavírací ventily používají plochá sedla ventilů a jehlové ventily používají kuželovité ventilové kotouče.
4. Přijměte horní těsnící strukturu. U kryogenních ventilů se obecně požaduje, aby měly těsnící strukturu. Horní těsnicí plocha je obecně překryta karbidem kobaltu, chromu a wolframu a po dokončení je broušena.
5. Použijte povrchovou strukturu kobalt-chrom-karbid wolframu pro těsnicí povrch sedla ventilu a kotouče ventilu (deska šoupátka)
6. Poznámka: Měkká těsnící struktura má velký koeficient roztažnosti a při nízkých teplotách křehne, takže je vhodná pouze pro kryogenní ventily s teplotami nad -70 stupňů, ale polytrichloretylen lze použít pro kryogenní ventily s teplotami do 162 stupňů . Kryogenní ventily mohou také přijmout zvlněnou těsnící strukturu bez těsnění.
7. Použijte otvory pro uvolnění tlaku, abyste zabránili abnormálnímu nárůstu tlaku. Umístění otvoru pro uvolnění tlaku závisí na konstrukci ventilu, některé jsou na těle ventilu a některé jsou na desce šoupátka. Na ventil lze také nastavit výstupní potrubí nebo lze nainstalovat pojistný ventil pro vypouštění abnormálně vysokého tlaku.