Kulmineventiler: Kunsten til præcisionskontrol af tolerance på mikronniveau og menneskelig transformation

I det komplekse miljø af kulminer foretager ventiler, som kernekomponenterne i væskekontrol, den vigtige mission om at regulere tryk, afskære medier og sikre sikkerhed. Rigoren i dets designkoncept og fremstillingsproces bestemmer direkte sikkerheden og effektiviteten af minproduktionen. Ved at tage det håndhjuldrevne kulmineventil som et eksempel forfølger designet af dens driftsmekanisme og forseglingsstruktur præcision og balance som en domstolsbalance, der konverterer arbejdskraft til millimeterniveau-kontrol af ventilskiven gennem mekanisk transmission, mens den matchende clearance af forseglingsparet følger mikron-niveau-toleranceloven. Enhver let afvigelse kan udløse en kædereaktion og føre til sammenbruddet af hele tryksystemet.

Håndhjulets design af kulmine ventiler er i det væsentlige at omdanne operatørens fysiske styrke til lineær eller rotationsbevægelse af ventilskiven gennem en mekanisk struktur. Når operatøren roterer håndhjulet mod uret, transmitterer den talte struktur af håndhjulet drejningsmoment til ventilstammøtrikken, og ventilstammen producerer aksial forskydning eller rotationsbevægelse under handlingen af det gevindpar. Under denne proces beregnes størrelsen, materialet og transmissionsforholdet på håndhjulet nøjagtigt: antallet af eger er normalt ikke mere end 6 for at undgå stresskoncentration; Kantens overflade skal være glat og fri for skarpe kanter for at forhindre ridser under drift; Forbindelsen mellem håndhjulsmøtrikken og ventilstammen bruger højstyrke trådet pasform til at sikre pålideligheden af drejningsmomenttransmission.

Som transmissionsmediet mellem håndhjulet og ventilskiven skal ventilstammen designes til at tage hensyn til både styrke og fleksibilitet. Under højt tryk skal ventilstammen modstå de dobbelte virkninger af medium tryk og friktion, så det er ofte lavet af højstyrke-legeringsstål, og overfladen er nitrideret eller krombelastet for at forbedre slidbestandigheden. Der er forskellige måder at forbinde ventilstammen og ventilskiven på, inklusive gevindforbindelse, nøgleforbindelse eller svejsning, men uanset hvilken form, er det nødvendigt at sikre, at koaksialiteten og lodrethedsfejlene styres inden for mikronområdet for at undgå afbøjning eller fastklemning under ventilskivbevægelsen.

Forseglingsydelsen af kulmineventiler er dens kerneindikator, og den matchende clearance af tætningsparet er nøglen til at bestemme denne ydelse. Forseglingsparet er normalt sammensat af ventilskivens forseglingsoverflade og ventilsædet tætningsoverflade, og de to er nødt til at danne en tæt metalmetalkontakt eller blød tætningskontakt i den lukkede tilstand. Ved at tage metal hårdt tætning som et eksempel kræves fladheden på forseglingsoverfladen for ikke mere end 0,0009 mm, og overfladegruheden skal nå Ra≤0,2 mikron (hårde materialer) eller RA≤0,4 mikron (bløde materialer). Dette præcisionskrav betyder, at hvis tætningsoverfladen forstørres til størrelsen på en fodboldbane, må dens overflade ujævnhed ikke overstige et hårdiameter.

Designet af fit -clearance af tætningsparet skal tage højde for tryk, temperatur og korrosivitet af mediet. Under forskelle med høj tryk vil for et stort mellemrum forårsage medium lækage og endda forårsage vibrationer og erosion af ventilskiven; Mens for lille hul kan forårsage forseglingssvigt på grund af termisk ekspansion eller partikelstopning. Derfor er tolerancebåndet for tætningsparet normalt strengt begrænset til ± 10 mikron og opnås gennem processer såsom slibning og polering. Derudover er det materielle valg af tætningsparet også afgørende. For eksempel kan forseglingsoverfladen med stellitlegeringsoverfladning markant forbedre slidstyrke og korrosionsmodstand, mens polytetrafluoroethylen eller grafitfyldstoffer er egnede til lavt tryk eller ikke-korrosive medier.

Hvis fit -clearance af tætningsparet overstiger designtolerancen, vil konsekvenserne være katastrofale. I kulminer har det blandede medium af gas, kulstøv og vand ekstremt høje krav til tætning af ventiler. Når tætningen mislykkes, kan højtryksmediet lækkes gennem kløften til det lavtryksområde, hvilket forårsager ubalance i tryk. I gasekstraktionssystemet kan for eksempel ventillækage forårsage gasakkumulering. Når koncentrationen overstiger sikkerhedstærsklen, afskærer systemet automatisk gaskilden og udløser endda en brandalarm; I det hydrauliske understøttelsessystem vil lækage medføre understøttelsesstyrken for støtten til at falde, hvilket får risikoen for tagkollaps.

Derudover kan ukontrollerede tolerancer også fremskynde slid og korrosion af ventiler. Under virkningen af højtryksforskel kan partikler i mediet være indlejret i tætningsgabet, danne "slibende slid" og yderligere udvide spaltestørrelsen; Mens ætsende medier direkte kan erodere tætningsoverfladen og ødelægge dens overfladefinish. Denne ondskabsfulde cyklus vil til sidst føre til fuldstændig fiasko af ventilen, hvilket tvinger minen til at stoppe produktionen til vedligeholdelse, hvilket medfører enorme økonomiske tab og sikkerhedsfarer.

For at sikre, at tætningsparets tolerance altid er inden for det kontrollerbare interval, skal kulmineventiler opretholdes og overvåges regelmæssigt. Vedligeholdelse inkluderer: Kontrol af slid på forseglingsoverfladen, slibning og reparation, når det er nødvendigt; udskiftning af alderen pakning eller o-ringe; og kontrol af ventilstammen lige og koaksialitet. Overvågningsmetoder inkluderer: Brug af ultralydstest til at detektere revner på tætningsoverfladen; verificering af forseglingen af ventilen gennem trykprøvning; og ved hjælp af vibrationsanalyse til evaluering af ventilskiven.

Med udviklingen af intelligent teknologi har nogle kulmineventiler integreret onlineovervågningssystemer, som kan give feedback i realtid på kløften og mellemstore lækage af tætningsparet. For eksempel ved at installere tryksensorer og forskydningsføler inde i ventilkroppen, kan systemet automatisk beregne komprimerings- og lækagehastigheden for tætningsparet og udsende en tidlig advarsel, når tærsklen overskrides. Denne aktive vedligeholdelsestilstand forbedrer ventilens pålidelighed markant og udvider sin levetid.