Hoe werkt een wigafsluiter

Diepgaande analyse van het werkingsprincipe van wigschuifkleppen-

In industriële pijpleidingsystemen vervullen kleppen de cruciale functie van het onderbreken of verbinden van de mediastroom. Onder hen worden wigafsluiters veel gebruikt in veeleisende omstandigheden zoals aardolie, chemicaliën, aardgas, thermische energieopwekking en kerncentrales vanwege de stabiliteit van hun metalen afdichtingsstructuur en bidirectionele afsluitmogelijkheid.

1. Wat is de wig in een wigschuifafsluiter? (wat is een wig in de schuifafsluiter)
✅Voordat we dieper ingaan op de werking van een wigschuifafsluiter, is het noodzakelijk om een ​​fundamenteel concept te verduidelijken:wat is een wig in de schuifafsluiter. Bij het ontwerp van schuifafsluiters is de wig geen extra afzonderlijk onderdeel, maar eerder een geometrisch kenmerk van de schuif zelf.

✅De wigpoort is een metalen schijf waarbij beide afdichtingsvlakken een bepaalde hellingshoek hebben. De dwarsdoorsnede- is breder aan de bovenkant en smaller aan de onderkant, en vormt een wigvorm die past bij de vergelijkbaar hellende afdichtingsoppervlakken van de klepzitting in het kleplichaam. Wanneer de steel de poort naar beneden drijft, dwingt de wigstructuur een normale druk in de horizontale richting tussen de afdichtingsoppervlakken en de zittingen, waardoor de mediastroom van de inlaatzijde naar de uitlaatzijde wordt geblokkeerd.

2. Basiswerkproces van een wigschuifafsluiter
✅Het bedieningsmechanisme van een wigschuifafsluiter bestaat voornamelijk uit een handwiel (of elektrische/pneumatische aandrijving), een spindel en een poort. De steel is met de poort verbonden via trapeziumvormige schroefdraden of een T--sleuf, waardoor de poort op en neer kan bewegen door de steel te draaien.

✅Wanneer de klep wordt geopend, trekt de steel de poort naar boven en komt de wigpoort geleidelijk los van het klemcontact van de twee zittingen. Wanneer de schuif volledig naar de bovenkant van de holte van het kleplichaam is geheven (dwz de volledig open positie), kan het medium ongehinderd door de kanalen van de klepholte aan beide zijden van de klep stromen, wat resulteert in een vrijwel nuldrukval over de klep. Voor de meeste industriële pijpleidingsystemen zorgt het ontwerp van de stromingsweerstandscoëfficiënt (Cv值) van een schuifafsluiter in volledig open toestand ervoor dat het drukverlies over het algemeen verwaarloosbaar is.

✅Het sluitproces is omgekeerd: de steel drijft de poort naar beneden. Wanneer de poort het zitgedeelte binnengaat, begint de wiggeometrie effect te krijgen. Als er nog meer kracht wordt uitgeoefend door de steel, wordt de wigpoort in de zittingopening gedrukt, waardoor een wigspecifieke druk ontstaat tussen de twee afdichtingsoppervlakken en de zittingen, die de stroomafwaartse middendruk blokkeert, waardoor de afsluiting- wordt voltooid.

✅Volgens de API 600-standaard van het American Petroleum Institute wordt de wighoek (dwz de hoek tussen het afdichtingsoppervlak en de middellijn van het kleplichaam) van een wigschuifafsluiter doorgaans ontworpen tussen 2 graden en 5 graden. Momenteel is een wighoek van 5 graden het meest gebruikelijk bij reguliere producten. Voor sommige pijpleidingsystemen met relatief lage bedrijfstemperaturen kan een kleine hoek van 2 graden 52' worden gebruikt om het openings-/sluitkoppel te verminderen en tegelijkertijd de afdichtingsprestaties bij lage druk te garanderen.

3. Bewerkingsnauwkeurigheid van de poortafdichtingsoppervlakken en afdichtingslaagmaterialen
✅De sleutel tot een goede afsluiting-bij een schuifafsluiter ligt niet alleen in de wiggeometrie, maar ook in de bewerkingsnauwkeurigheid en de materiaalconfiguratie van de afdichtingsoppervlakken. Als we een 8-inch klasse 150 wigschuifafsluiter als voorbeeld nemen, wordt de vlakheid van de twee afdichtingsoppervlakken doorgaans binnen 0,02 mm/m geregeld, en is de oppervlakteruwheid niet hoger dan Ra0,4, waardoor er geen microscopisch kleine lekpaden ontstaan ​​wanneer ze worden gekoppeld.

4. Typen schuifafsluiters: massieve wig, flexibele wig en gespleten wig
Wigschuifafsluiters kunnen in drie typen worden ingedeeld, afhankelijk van de structurele vorm van de poort. Onder deze,wat is een flexibele wigafsluiteris een veelgestelde vraag van gebruikers.

• Stevige wigis het meest traditionele ontwerp, waarbij de poort uit één stuk is gegoten. Het heeft een hoge stijfheid en een eenvoudige structuur, geschikt voor schone media onder normale temperatuur- en drukomstandigheden (bijvoorbeeld circulerend water, lage-stoom onder druk, geraffineerde olieproducten, enz.). In pijpleidingen met grote temperatuurverschillen of frequente temperatuurschommelingen is de massieve wig echter gevoelig voor verstopping door thermische uitzetting.

• Flexibele wigpakt dit nadeel van de massieve wig aan door middel van structurele optimalisatie. Ontwerpers bewerken een ringvormige groef langs de omtrek in het midden van de poort, waardoor de poort enige flexibiliteit in de axiale richting behoudt. De breedte van de ringvormige groef in een flexibele wigpoort is doorgaans 3 tot 6 mm, en de groefdiepte is ongeveer tweederde van de dikte van de poort.
• Kerncentrales en sommige hoge{0}} stoompijpleidingen besteden speciale aandacht aan de flexibele wigstructuur bij het selecteren van kleppen, omdat de flexibele wig tot op zekere hoogte helpt bij het verminderen van het risico van thermische storing veroorzaakt door snelle temperatuurschommelingen onder hoge- temperatuuromstandigheden.

• Gesplitste wigbestaat uit twee onafhankelijke poortschijven verbonden door een veermechanisme. Beide schijven kunnen lichtjes rond een scharnierpen zwaaien of axiaal zweven. Deze structuur verbetert het aanpassingsvermogen van de stoel verder. Zelfs als de twee afdichtingsoppervlakken in het kleplichaam niet-parallel worden als gevolg van vervorming van het gietstuk of lasafwijkingen, kunnen de twee schuifschijven van de gespleten wig zich elk onafhankelijk aanpassen aan hun overeenkomstige afdichtingsoppervlakken, waardoor afdichting aan beide zijden wordt gegarandeerd.

5. Belangrijke parameter die de afsluitprestaties- van wigvormige schuifafsluiters beïnvloedt: selectie van de wighoek
✅De waarde van de wighoek heeft rechtstreeks invloed op de afdichtingsprestaties en operationele flexibiliteit van een wigschuifafsluiter. Als de wighoek te klein is (bijvoorbeeld minder dan 2 graden), kan de door de steel uitgeoefende neerwaartse kracht niet effectief worden omgezet in voldoende normale druk op het afdichtingsoppervlak, waardoor mediumlekkage kan ontstaan ​​die de toegestane limieten overschrijdt onder lage- drukomstandigheden.

✅ Als de wighoek te groot is (bijvoorbeeld groter dan 8 graden), neemt de omgekeerde wrijving die ontstaat wanneer de poort in de zittingen vastklemt scherp toe, waardoor niet alleen het openings-/sluitkoppel toeneemt, maar ook de mechanische slijtage van de afdichtingsoppervlakken wordt versneld.