- Според условията на употреба дизайнът на криогенен вентил има следните изисквания:
- Вентилът трябва да може да работи дълго време в среда с ниска температура и температура на околната среда. Общият експлоатационен живот е 10 години или 3000 до 5000 цикъла.
- Вентилът не трябва да се превръща в значителен източник на топлина в нискотемпературната система. Това е така, защото притокът на топлина не само намалява топлинната ефективност, но също така кара вътрешния флуид да се изпари бързо, ако има твърде голям приток, което води до необичайно повишаване на налягането и причинява опасност.
- Нискотемпературните среди не трябва да имат вредно въздействие върху работата на ръчното колело и ефективността на запечатване на опаковката.
- Вентилните възли, които са в пряк контакт с нискотемпературни среди, трябва да имат взривоустойчиви и пожароустойчиви конструкции.
- Клапанните възли, работещи при ниски температури, не могат да бъдат смазани, така че трябва да се вземат структурни мерки, за да се предотврати надраскване на триещите се части.
- Факторите, които трябва да се имат предвид при избора на основния материал на корпуса на криогенния клапан, включват следните изисквания:
Минималната работна температура на вентила.
Металните материали поддържат механичните свойства, необходими за работни условия при ниски температури, особено ударна якост, относително удължение и структурна стабилност.
Материалът има достатъчна устойчивост на удар при ниски температури.
Материалите имат различни свойства на студено свиване.
Има добра устойчивост на износване при ниски температури и условия на смазване без масло.
Има добра устойчивост на корозия.
Когато се използва заваряване, трябва да се вземат предвид и характеристиките на заваряване на материала.
Принципите за избор на материали като тяло, капак на клапана, седло на клапана и диск на клапана на основните компоненти на криогенния клапан са: използва се феритна стомана, когато температурата е по-висока от {{0}} градуса; аустенитната стомана се използва, когато температурата е по-ниска от -100 градуса, а вентилите за ниско налягане и малък диаметър могат да бъдат направени от материали като стомана и алуминий. Избор на материали за стебла на клапани и крепежни елементи: Когато температурата е по-висока от -100 градуса, стъблата на клапаните и болтовете са изработени от легирана стомана като Ni, Cr-Mo и др., и се подлагат на подходяща термична обработка за подобряване якост на опън и предотвратяване на захапване на конеца; Когато температурата е под -100 градуса, той е направен от аустенитна неръждаема стомана, устойчива на киселини. В същото време стеблото на клапана трябва да бъде покрито с твърд хром (дебелина на покритието 0.04mm~0.06mm) или азотирано, за да се подобри повърхностната твърдост. За да се предотврати блокиране на гайките и болтовете, гайките обикновено са изработени от Mo стомана или Ni стомана, а върху повърхността на резбата е покрит с молибденов дисулфид. Уплътненията за нискотемпературни вентили трябва да имат надеждни свойства на уплътняване и възстановяване при нормална температура, ниска температура и температурни промени. Тъй като уплътнителните материали ще се втвърдят и ще намалят пластичността при ниски температури, трябва да се изберат уплътнителни материали с малки промени в производителността. Когато работната температура е -200 градуса и нискотемпературното максимално работно налягане е 3MPa, се използва азбестов каучуков лист от бял азбест с дълги влакна. Когато работната температура е -200 градуса и максималното работно налягане е 5MPa, се използва спираловидно навито уплътнение, направено от киселинноустойчива стоманена лента, покрита с азбест, или спираловидно навито уплътнение, направено от политетрафлуоретиленова киселинноустойчива стоманена лента. Навитите уплътнения, изработени от експандиран графит и киселинноустойчива стомана, са идеални за нискотемпературни клапани при -200 градуса. Изборът на опаковка за криогенни вентили трябва да вземе предвид нискотемпературните характеристики на опаковката. Обикновено в криогенните клапани се използва импрегниран политетрафлуоретилен V-тип опаковка.
- Структурният дизайн на криогенните вентили има следните основни изисквания:
- Използвайте тяло на клапана, което може напълно да издържи на разширение и свиване, причинено от температурни промени, и структурата на леглото на клапана няма да се деформира поради температурни промени.
- Приемете структура на капака на клапана с дълга шийка, която може да защити салниковата кутия. Основната цел на приемането на тази структура е да се намали топлината в преносното устройство и да се предотврати замръзване и замръзване на стеблото на клапана и горните части на капака на клапана поради преохлаждане на салниковата кутия. Уверете се, че температурата на салниковата кутия е 0 над градус
- Приемете клапанен диск, който може да поддържа надеждно уплътнение независимо от температурните промени. Например шибърите използват еластични шибъри или отворени шибъри; спирателните вентили използват плоски легла на клапаните, а иглените клапани използват клапанни дискове с форма на тапа.
- Приемете горна уплътнителна структура. Обикновено се изисква криогенните клапани да имат уплътняваща структура. Горната уплътнителна повърхност обикновено се покрива с кобалт-хром-волфрамов карбид и след това се шлайфа след завършване.
- Използвайте повърхностна структура от кобалт-хром-волфрамов карбид за уплътнителната повърхност на седлото на клапана и диска на клапана (затворна плоча)
- Забележка: Меката уплътнителна структура има голям коефициент на разширение и става крехка при ниски температури, така че е подходяща само за криогенни клапани с температури над -70 градуса, но политрихлоретиленът може да се използва за криогенни клапани с температури до 162 градуса . Криогенните вентили също могат да приемат гофрирана уплътнителна структура без опаковка.
- Използвайте отвори за освобождаване на налягането, за да предотвратите необичайно повишаване на налягането. Местоположението на отвора за освобождаване на налягането зависи от структурата на клапана, някои са върху тялото на клапана, а други са върху шибърната плоча. Изходяща тръба може също да бъде поставена на вентила или може да се монтира предпазен клапан за изпускане на необичайно високо налягане.