- با توجه به شرایط استفاده، طراحی یک شیر برودتی دارای الزامات زیر است:
- شیر باید بتواند برای مدت طولانی در محیط های با دمای پایین و دمای محیط کار کند. طول عمر عمومی 10 سال یا 3000 تا 5000 سیکل است.
- دریچه نباید به منبع گرمای قابل توجهی در سیستم دمای پایین تبدیل شود. این به این دلیل است که جریان گرما نه تنها بازده حرارتی را کاهش می دهد بلکه باعث می شود سیال داخلی در صورت ورود بیش از حد به سرعت تبخیر شود و در نتیجه فشار غیرعادی افزایش یافته و خطر ایجاد شود.
- رسانه های با دمای پایین نباید اثرات مضری بر عملکرد چرخ دستی و عملکرد آب بندی بسته بندی داشته باشند.
- مجموعه شیرهایی که در تماس مستقیم با محیط های دمای پایین هستند باید دارای ساختارهای ضد انفجار و ضد حریق باشند.
- مجموعه های سوپاپ که در دمای پایین کار می کنند نمی توانند روغن کاری شوند، بنابراین باید اقدامات ساختاری برای جلوگیری از خراشیدگی قطعات اصطکاکی انجام شود.
- عواملی که باید در هنگام انتخاب ماده اصلی بدنه شیر برودتی در نظر گرفته شود شامل موارد زیر است:
حداقل دمای عملیاتی شیر.
مواد فلزی خواص مکانیکی مورد نیاز برای شرایط کاری در دماهای پایین، به ویژه چقرمگی ضربه، ازدیاد طول نسبی و پایداری ساختاری را حفظ می‌کنند.
این ماده دارای مقاومت ضربه ای در دمای پایین کافی است.
مواد دارای خواص سرماخوردگی متفاوتی هستند.
در دماهای پایین و شرایط روانکاری بدون روغن مقاومت سایش خوبی دارد.
مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد.
هنگام استفاده از جوشکاری، عملکرد جوشکاری مواد نیز باید در نظر گرفته شود.
اصول انتخاب موادی مانند بدنه، پوشش سوپاپ، نشیمن سوپاپ و دیسک سوپاپ اجزای اصلی شیر برودتی عبارتند از: فولاد فریتی زمانی استفاده می‌شود که دما بالاتر از {0}} درجه باشد. فولاد آستنیتی زمانی استفاده می شود که دما کمتر از -100 درجه باشد و شیرهای کم فشار و قطر کم را می توان از موادی مانند فولاد و آلومینیوم ساخت. انتخاب مواد برای میل سوپاپ و بست: زمانی که درجه حرارت بالاتر از -100 درجه باشد، میل سوپاپ و پیچ و مهره از فولاد آلیاژی مانند Ni، Cr-Mo و غیره ساخته شده و برای بهبود تحت عملیات حرارتی مناسب قرار می گیرند. استحکام کششی و جلوگیری از نیش نخ؛ هنگامی که دما زیر -100 درجه باشد، از فولاد ضد زنگ آستنیتی مقاوم در برابر اسید ساخته شده است. در عین حال، ساقه دریچه باید با روکش کروم سخت (ضخامت آبکاری 0.04mm~0.06mm) یا نیترید شده باشد تا سختی سطح بهبود یابد. برای جلوگیری از گیر کردن مهره ها و پیچ ها، مهره ها معمولاً از فولاد Mo یا فولاد Ni ساخته می شوند و دی سولفید مولیبدن روی سطح رزوه پوشانده می شود. واشر برای شیرهای با دمای پایین باید دارای خواص آب بندی و بازیابی قابل اعتماد در دمای معمولی، دمای پایین و تغییرات دما باشند. از آنجایی که مواد واشر در دماهای پایین سخت می شوند و انعطاف پذیری را کاهش می دهند، مواد واشر با تغییرات عملکرد کمی باید انتخاب شوند. هنگامی که دمای کار -200 درجه و حداکثر فشار عملیاتی در دمای پایین 3 مگاپاسکال باشد، از ورق لاستیکی آزبست از آزبست سفید فیبر بلند استفاده می‌شود. هنگامی که دمای عملیاتی -200 درجه و حداکثر فشار عملیاتی 5 مگاپاسکال است، از یک واشر مارپیچی ساخته شده از نوار فولادی مقاوم در برابر اسید که با آزبست ساندویچ شده است یا یک واشر مارپیچی که از نوار فولادی مقاوم در برابر اسید پلی تترا فلوئورواتیلن ساخته شده است استفاده می شود. واشرهای زخمی ساخته شده از گرافیت منبسط شده و فولاد مقاوم در برابر اسید برای شیرهای با دمای پایین در درجه -200 ایده آل هستند. انتخاب پکینگ برای شیرهای برودتی باید ویژگی های دمای پایین پکینگ را در نظر بگیرد. به طور کلی از پکینگ پلی تترا فلوئورواتیلن آغشته شده نوع V در شیرهای برودتی استفاده می شود.
- طراحی ساختاری شیرهای برودتی دارای الزامات اساسی زیر است:
- از بدنه دریچه ای استفاده کنید که انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دما را به طور کامل تحمل کند و ساختار نشیمنگاه سوپاپ در اثر تغییرات دما تغییر شکل ندهد.
- یک ساختار پوششی دریچه ای با گردن بلند که می تواند از جعبه پر کردن محافظت کند، بپذیرید. هدف اصلی از اتخاذ این ساختار کاهش حرارت در دستگاه انتقال و جلوگیری از یخ زدگی و یخ زدگی میل سوپاپ و قسمت های بالایی درپوش شیر در اثر سرد شدن بیش از حد جعبه پرکن است. مطمئن شوید که دمای جعبه چاشنی در 0 بالاتر از درجه باشد
- دیسک شیری را انتخاب کنید که بتواند بدون توجه به تغییرات دما آب بندی قابل اعتماد را حفظ کند. به عنوان مثال، دریچه های دروازه از گیت های الاستیک یا دروازه های باز استفاده می کنند. شیرهای توقف از نشیمنگاه های سوپاپ تخت و دریچه های سوزنی از دیسک های سوپاپ پلاگین استفاده می کنند.
- ساختار آب بندی بالایی را اتخاذ کنید. شیرهای برودتی معمولاً برای داشتن ساختار آب بندی لازم هستند. سطح آب بندی بالایی معمولاً با کاربید کبالت-کروم- تنگستن پوشانده می شود و پس از اتمام کار آسیاب می شود.
- از ساختار روکش کاربید کبالت-کروم-تنگستن برای سطح آب بندی صندلی سوپاپ و دیسک سوپاپ (صفحه دروازه) استفاده کنید.
- نکته: ساختار آب بندی نرم دارای ضریب انبساط زیادی است و در دماهای پایین ترد می شود، بنابراین فقط برای شیرهای برودتی با دمای بالاتر از -70 درجه مناسب است، اما پلی تری کلرواتیلن را می توان برای شیرهای برودتی با دمای تا 162 درجه استفاده کرد. . شیرهای برودتی همچنین می توانند ساختار آب بندی راه راه را بدون بسته بندی اتخاذ کنند.
- برای جلوگیری از افزایش غیرعادی فشار، از سوراخ های کاهش فشار استفاده کنید. محل سوراخ کاهش فشار به ساختار شیر بستگی دارد، برخی روی بدنه شیر و برخی روی صفحه دروازه قرار دارند. همچنین می توان یک لوله خروجی روی شیر نصب کرد یا یک شیر اطمینان برای تخلیه فشار غیرعادی بالا نصب کرد.