หลักการปิดผนึกและคุณลักษณะโครงสร้างของวาล์วลูกบอลลอย

1. หลักการปิดผนึกของไทเกะวาล์วบอลลอย

ส่วนเปิดและปิดของวาล์วบอลลอย Taike มีลักษณะเป็นทรงกลม มีรูทะลุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลาง มีซีลรองที่ทำจาก PTFE ติดตั้งอยู่ที่ปลายทางเข้าและปลายทางออก ซึ่งบรรจุอยู่ในวาล์วโลหะ เมื่อรูทะลุในทรงกลมซ้อนทับกับช่องท่อ วาล์วจะอยู่ในสถานะเปิด เมื่อรูทะลุในทรงกลมตั้งฉากกับช่องท่อ วาล์วจะอยู่ในสถานะปิด เมื่อวาล์วหมุนจากเปิดเป็นปิด หรือจากปิดเป็นเปิด ลูกบอลจะหมุน 90°

เมื่อบอลวาล์วอยู่ในสถานะปิด แรงดันปานกลางที่ปลายทางเข้าจะกระทำกับบอล ทำให้เกิดแรงผลักบอล ทำให้บอลกดลงบนซีลที่ปลายทางออกอย่างแน่นหนา ทำให้เกิดแรงสัมผัสบนพื้นผิวกรวยของซีล เพื่อสร้างโซนสัมผัส แรงต่อหน่วยพื้นที่ของโซนสัมผัสเรียกว่าแรงดันจำเพาะการทำงานของซีลวาล์ว q เมื่อแรงดันจำเพาะนี้มากกว่าแรงดันจำเพาะที่จำเป็นสำหรับซีล วาล์วจะซีลได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีการซีลประเภทนี้ที่ไม่ต้องใช้แรงภายนอก ปิดผนึกด้วยแรงดันปานกลาง เรียกว่า การซีลด้วยตนเองแบบปานกลาง

ควรสังเกตว่าวาล์วแบบดั้งเดิมเช่นวาล์วโลก, วาล์วประตู, เส้นกึ่งกลางวาล์วผีเสื้อและวาล์วปลั๊กอาศัยแรงภายนอกกระทำต่อบ่าวาล์วเพื่อให้ได้ซีลที่เชื่อถือได้ ซีลที่ได้จากแรงภายนอกเรียกว่าซีลแบบบังคับ แรงที่กระทำต่อบ่าวาล์วภายนอกนั้นเป็นแบบสุ่มและไม่แน่นอน ซึ่งไม่เอื้อต่อการใช้งานวาล์วในระยะยาว หลักการปิดผนึกของบอลวาล์ว Taike คือแรงที่กระทำต่อบ่าวาล์ว ซึ่งเกิดจากแรงดันของตัวกลาง แรงนี้มีความเสถียร สามารถควบคุมและกำหนดได้ด้วยการออกแบบ

2. ลักษณะโครงสร้างวาล์วบอลลอย Taike

(1) เพื่อให้มั่นใจว่าทรงกลมสามารถสร้างแรงของตัวกลางได้เมื่อทรงกลมอยู่ในสถานะปิด ทรงกลมต้องอยู่ใกล้กับบ่าซีลเมื่อประกอบวาล์วล่วงหน้า และจำเป็นต้องมีการรบกวนเพื่อสร้างแรงดันอัตราส่วนการขันแน่นล่วงหน้า ซึ่งแรงดันอัตราส่วนการขันแน่นล่วงหน้านี้จะเท่ากับ 0.1 เท่าของแรงดันใช้งาน และไม่น้อยกว่า 2 MPa การได้รับอัตราส่วนแรงอัดล่วงหน้านี้ได้รับการรับประกันอย่างสมบูรณ์โดยมิติทางเรขาคณิตของการออกแบบ หากความสูงอิสระหลังจากการรวมทรงกลมและบ่าซีลทางเข้าและทางออกเป็น A หลังจากรวมตัววาล์วด้านซ้ายและขวาแล้ว โพรงด้านในจะมีทรงกลมและความกว้างของบ่าซีลเป็น B จากนั้นแรงดันแรงอัดล่วงหน้าที่จำเป็นจะเกิดขึ้นหลังจากประกอบ หากกำไรเป็น C จะต้องเป็นไปตาม: AB = C ค่า C นี้ต้องได้รับการรับประกันโดยมิติทางเรขาคณิตของชิ้นส่วนที่ประมวลผล อาจสันนิษฐานได้ว่าการรบกวน C นี้ยากต่อการกำหนดและรับประกัน ขนาดของค่าการรบกวนกำหนดประสิทธิภาพการปิดผนึกและแรงบิดในการทำงานของวาล์วโดยตรง

(2) ควรเน้นย้ำเป็นพิเศษว่าวาล์วบอลลอยแบบใช้ในบ้านในยุคแรกนั้นควบคุมได้ยากเนื่องจากค่าการรบกวนระหว่างการประกอบ และมักต้องปรับด้วยปะเก็น ผู้ผลิตหลายรายถึงกับเรียกปะเก็นนี้ว่าปะเก็นปรับในคู่มือ ด้วยวิธีนี้ จึงมีช่องว่างระหว่างระนาบเชื่อมต่อของตัววาล์วหลักและตัววาล์วเสริมระหว่างการประกอบ การมีช่องว่างนี้จะทำให้สลักเกลียวคลายตัวเนื่องจากความผันผวนของแรงดันปานกลางและความผันผวนของอุณหภูมิขณะใช้งาน รวมถึงภาระของท่อภายนอก และทำให้วาล์วรั่ว

(3) เมื่อวาล์วอยู่ในสถานะปิด แรงปานกลางที่ปลายทางเข้าจะกระทำต่อทรงกลม ซึ่งจะทำให้จุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของทรงกลมเคลื่อนเล็กน้อย ซึ่งจะสัมผัสใกล้ชิดกับบ่าวาล์วที่ปลายทางออก และเพิ่มความเค้นสัมผัสบนแถบปิดผนึก ทำให้เกิดความน่าเชื่อถือ ซีลและแรงขันเบื้องต้นของบ่าวาล์วที่ปลายทางเข้าที่สัมผัสกับลูกบอลจะลดลง ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการปิดผนึกของบ่าซีลทางเข้า โครงสร้างวาล์วบอลชนิดนี้เป็นวาล์วบอลที่มีการเคลื่อนเล็กน้อยที่จุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของทรงกลมภายใต้สภาวะการทำงาน ซึ่งเรียกว่าวาล์วบอลลอย วาล์วบอลลอยถูกปิดผนึกด้วยบ่าซีลที่ปลายทางออก จึงไม่แน่ชัดว่าบ่าวาล์วที่ปลายทางเข้ามีหน้าที่ปิดผนึกหรือไม่

(4) โครงสร้างวาล์วลูกบอลลอย Taike เป็นแบบสองทิศทาง นั่นคือสามารถปิดผนึกทิศทางการไหลปานกลางได้สองทิศทาง

(5) ซีลที่เชื่อมต่อทรงกลมทำจากวัสดุโพลีเมอร์ เมื่อทรงกลมหมุนอาจเกิดไฟฟ้าสถิตได้ หากไม่มีการออกแบบโครงสร้างพิเศษ เช่น การออกแบบป้องกันไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้าสถิตอาจสะสมบนทรงกลมได้

(6) สำหรับวาล์วที่มีซีลสองช่อง โพรงวาล์วอาจสะสมตัวกลาง ตัวกลางบางชนิดอาจเพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมและสภาวะการทำงาน ส่งผลให้ขอบเขตความดันของวาล์วเสียหาย ควรระมัดระวัง