Szénbánya szelepek: A mikronszintű tolerancia és az emberi átalakulás precíziós szabályozásának művészete

A szénbányák komplex környezetében a szelepek, mint a folyadékvezérlés alapkomponense, vállalják a nyomás szabályozásának, a közegek levágásának és a biztonság biztosításának fontos küldetését. A tervezési koncepció és a gyártási folyamat szigorúan közvetlenül határozza meg az aknák gyártásának biztonságát és hatékonyságát. Példaként a kézikerék-vezérelt szénbánya-szelepet véve a működési mechanizmusának és a tömítőszerkezetnek a pontosságát és az egyensúlyt, mint például az igazságügyi egyensúlyt, a munkaerőt a szelepcsatorna milliméterszintű vezérlésére konvertálja a mechanikus átvitel révén, míg a tömítőpár illesztési távolsága a mikronszintű tolerancia törvényt követi. Bármely enyhe eltérés láncreakciót válthat ki, és a teljes nyomásrendszer összeomlásához vezethet.

A kézikerek kialakítása szénbánya szelepek alapvetően annak célja, hogy a kezelő fizikai szilárdságát a szelepcsatorna lineáris vagy forgási mozgásává alakítsák egy mechanikai szerkezeten keresztül. Amikor a kezelő az óramutató járásával ellentétes irányba forgatja a kézkeréket, a kézkerék hangszerkezete nyomatékot továbbít a szelepszárnyához, és a szelepszár tengelyirányú elmozdulást vagy forgási mozgást eredményez a menetes pár hatása alatt. E folyamat során pontosan kiszámítják a kézkerék méretét, anyagát és átviteli arányát: a küllők száma általában nem haladja meg a 6 -at a feszültségkoncentráció elkerülése érdekében; A peremfelületnek sima és éles élektől mentesnek kell lennie, hogy megakadályozzák a karcolást a működés közben; A kézkerék anya és a szelepszár közötti kapcsolat nagy szilárdságú menetes illeszkedést használ a nyomaték átvitelének megbízhatóságának biztosítása érdekében.

Mivel a kézkerék és a szelepcsatorna közötti sebességváltó közeg, a szelep szárát úgy kell megtervezni, hogy figyelembe vegye mind az erőt, mind a rugalmasságot. Nagynyomás alatt a szelep szárának ellenállnia kell a közepes nyomás és a súrlódás kettős hatásainak, tehát gyakran nagy szilárdságú ötvözött acélból készülnek, és a felület nitrid vagy krómozott, hogy javítsa a kopásállóságot. Különböző módon lehet csatlakoztatni a szelep szárát és a szeleptárcsát, beleértve a menetes csatlakozást, a kulcscsatlakozást vagy a hegesztést, de függetlenül attól, hogy a koaxialitás és a vertikális hibák a mikrontartományon belül vannak szabályozva, hogy elkerüljék az eltérést vagy az elakadást a szelep tárcsa mozgása során.

A szénbánya -szelepek tömítési teljesítménye alapvető mutatója, és a tömítőpár illesztési távolsága a kulcsa ennek a teljesítménynek a meghatározásához. A tömítőpár általában a szelepcsatlakozó lezárási felületéből és a szelep ülés tömítő felületéből áll, és a kettőnek szoros fémfém érintkezést vagy lágy tömítést kell kialakítani a zárt állapotban. A fém kemény tömítés példa szerint a tömítőfelület laposának legfeljebb 0,0009 mm -esnek kell lennie, és a felületi érdességnek elérnie kell a Ra≤0,2 mikronot (kemény anyagokat) vagy a RA≤0,4 mikronot (lágy anyagokat). Ez a pontossági követelmény azt jelenti, hogy ha a tömítőfelületet egy futballpályára növelik, akkor a felületi egyenetlensége nem haladhatja meg a haj átmérőjét.

A tömítőpár illesztési tisztításának kialakításának figyelembe kell vennie a közeg nyomását, hőmérsékletét és korrozivitását. Magas nyomáskülönbség mellett a túl nagy rés közepes szivárgást okoz, és akár rezgést és eróziót okozhat a szelep tárcsa; Míg a túl kicsi rés hőszigetelést okozhat a termikus tágulás vagy a részecskék zavarás miatt. Ezért a tömítőpár tolerancia sávja általában szigorúan ± 10 mikronra korlátozódik, és olyan folyamatokkal érhető el, mint például az őrlés és a polírozás. Ezenkívül a tömítőpár anyagválasztása szintén döntő jelentőségű. Például, a sztárság ötvözet felületével rendelkező tömítőfelület jelentősen javíthatja a kopásállóságot és a korrózióállóságot, míg a poli-metrafluor-etilén vagy a grafit töltőanyagok alacsony nyomású vagy nem korrózív táptalajokhoz alkalmasak.

Ha a tömítőpár illeszkedése meghaladja a tervezési toleranciát, akkor a következmények katasztrofálisak lesznek. A szénbányákban a vegyes gáz, a szénpor és a víz rendkívül magas követelményekkel rendelkezik a szelepek lezárására. Amint a tömítés meghibásodik, a nagynyomású közeg kiszivároghat a résen az alacsony nyomású területre, ami nyomás egyensúlyhiányt okozhat. Például a gázkivonó rendszerben a szelepszivárgás gáz felhalmozódását okozhatja. Amikor a koncentráció meghaladja a biztonsági küszöböt, a rendszer automatikusan levágja a gázforrást, és akár tűzriasztást vált ki; A hidraulikus támogató rendszerben a szivárgás a támogatás támogató erejének csökkenését okozza, ami a tető összeomlásának kockázatát okozza.

Ezenkívül az ellenőrizetlen toleranciák felgyorsíthatják a szelepek kopását és korrózióját is. A nagy nyomású különbség hatására a közegben lévő részecskék beágyazhatók a tömítési résbe, "csiszoló kopást" képezve, és tovább bővíthetik a résméretet; Míg a korrozív közegek közvetlenül ronthatják a tömítést és elpusztíthatják a felületét. Ez az ördögi ciklus végül a szelep teljes meghibásodásához vezet, és arra kényszeríti a bányát, hogy hagyja abba a karbantartás előállítását, ami hatalmas gazdasági veszteségeket és biztonsági veszélyeket okoz.

Annak biztosítása érdekében, hogy a tömítőpár toleranciája mindig a szabályozható tartományon belül legyen, a szénbányák szelepeit rendszeresen kell fenntartani és ellenőrizni kell. A karbantartás magában foglalja: a tömítő felület kopásának ellenőrzése, szükség esetén az őrlés és a javítás; az idős csomagolás vagy O-gyűrűk cseréje; és ellenőrizze a szelep szárának egyenességét és koaxialitását. A megfigyelési módszerek között szerepel: ultrahangos tesztelés használata a tömítő felület repedéseinek észlelésére; a szelep tömítésének ellenőrzése nyomásvizsgálaton keresztül; és a rezgéselemzés felhasználásával a szelepcsatlakozás mozgásának értékeléséhez.

Az intelligens technológia fejlesztésével néhány szénbánya-szelep integrált online megfigyelő rendszerekkel rendelkezik, amelyek valós idejű visszajelzést adhatnak a résváltozásokról és a tömítőpár közepes szivárgásáról. Például a nyomásérzékelők és az elmozdulási érzékelők telepítésével a szeleptest belsejében a rendszer automatikusan kiszámíthatja a tömítőpár tömörítési és szivárgási sebességét, és korai figyelmeztetést ad ki, amikor a küszöböt túllépik. Ez az aktív karbantartási mód jelentősen javítja a szelep megbízhatóságát és meghosszabbítja szolgálati élettartamát.