Jak je konstruován ventil?

Při tlacích nad 1,6 MPa se před manometr instalují uzavírací zařízení, tradičně nazývaná jehlové ventily nebo ventily. Jehlové ventily v tradičním ventilovém inženýrství byly navrženy pro použití on-off. Vyšší tlaky znesnadňují kombinaci 4-polohových funkcí třícestného kuželového nebo kulového ventilu v jednom zařízení (viz část 5.4.1). Proto pro vysoké tlaky existuje širší škála provedení: jehlové uzavírací ventily (KZI), takové ventily s odtokem a možností připojení do atmosféry (KZIS), takové ventily pro připojení kontrolního tlakoměru (KZIM) a pouze třícestný jehlový uzavírací ventil (KZIT) umožňuje implementovat funkce vlastní třícestným ventilům.

Při vysokých tlacích, k řešení problémů identifikovaných jako nezbytné pro provoz tlakoměrů, byla dříve používána obvodová řešení s několika uzavíracími ventily, jako jsou například popsané v části 6, a lze je stále vidět v některých průmyslových zařízeních. .

Tato část pojednává o zařízeních podobných třícestným manometrovým ventilům, která umožňují řešit hlavní problémy související s provozem tlakoměrů při středních a vysokých tlacích.

Základem tzv. třícestných ventilů je tradiční vřeteno s kónickým uzavíracím koncem, zvaným jehla, a sedlem tělesa.

Typické provedení jehlového ventilu je znázorněno na obr. 5.43. V budově 1 Na linii průchodu pracovního média je instalována tyč 2 s pracovním koncem ve formě jehly. Zdvih této tyče 2 a v souladu s tím pohyb jehly vzhledem k sedlu 3 určuje průchozí polohu ventilu: uzavřený nebo otevřený. Pohyb táhla 2 při otáčení volantem 4 zajišťuje závit v tělese 1 ventilu.

Rýže. 5.43. Jehlový uzavírací ventil (KZI): 1 – těleso ventilu; 2 – tyč; 3 – sedák těla; 4 – volant; 5 – převlečná matice; 6 – těsnící ucpávka

Tyč zařízení je utěsněna převlečnou maticí 5 a pružným těsněním 6, jejichž materiálem může být fluoroplast, vycpaná šňůra impregnovaná grafitem atd.

Přívodní kanál 7 pracovního média ve ventilu je obvykle vytvořen koaxiálně s tělesem. Výsledkem je, že médium vstupuje „pod jehlu“, tzn. tlak je přerušen sedlem a jehla v něm pevně usazena. Výstupní kanál 8 začíná nad koncem jehly a směřuje k ose v místě, kde je připojen tlakoměr.

U tohoto provedení při zavřeném ventilu nedochází k vlivu tlaku pracovního média na horní část jehly – na tyč a na těsnění těsnící tuto tyč – ucpávky oleje.

Hlavními požadavky na průchozí otvor v tělese ventilu je možnost přívodu média a jeho nízké zanášení. Průměr průchozího otvoru ve skříni je obvykle malý a činí 4. 6 mm. Pro přívod pracovního média do tlakoměru a jeho činnost je tento průměr, jak vyplývá z rozsáhlých praktických zkoušek, optimální.

Na pouzdrech jehlových ventilů je obvykle šipka označující směr pohybu média. V souladu s tím musí být jehlové ventily namontovány přesně podle šipky na těle zařízení. Při tomto zapojení působí při zavřeném ventilu tlak přiváděného média „pod jehlou“, tzn. tlak je přerušen sedlem a jehla v něm pevně usazena. Při jiné možnosti připojení může tlak ovlivnit horní část jehly a těsnění – olejová těsnění, což porušuje provozní předpisy a může výrazně snížit spolehlivost zařízení.

Nedoporučuje se používat jehlové uzavírací ventily ke škrcení média nebo vyhlazení pulzačních tlaků. Přívodní armatury musí být v jedné ze dvou poloh: otevřená nebo zavřená.

Konstrukce jehlového ventilu je vcelku jednoduchá, ale zajišťuje těsnost dle provedení při tlacích do 40 MPa a vyšších.

Připojovací rozměry jehlových ventilů jsou různé. Hlavní typy připojení akceptované a u nás nejrozšířenější jsou na obr. 5.44.

Obr.5.44. Schematické typy připojení jehlových ventilů: a – armatura s vsuvkou; b – závitové hrdlo; c – hrdlo pro armaturu tlakoměru; g – dvouzávitová spojka; d – vsuvka s převlečnou maticí.

Napojení kohoutů a ventilů na přívodní potrubí u většiny provedení zajišťuje šroubení s vsuvkou (obr. 5.44a), opakující geometrii připojovací šroubení tlakoměru a závitové hrdlo (obr. 5.44b) pro vyobrazenou tvarovku například na obr. 5.27c.

Připojení kohoutů a ventilů s připojovacími armaturami měřicích tlakoměrů pomocí závitového hrdla (obr. 5.44c), dvouzávitové spojky (obr. 5.44d) nebo vsuvky s převlečnou maticí (obr. 5.44d).

Šroubení s vsuvkou (obr. 5.44a) se vyrábí se závitem M20x1,5 nebo G1/2” na ventilech KZI, KZIS, KZIM, KZIT a některých typech kohoutků.

Závitové hrdlo (obr. 5.44b) s trubkovým závitem se nachází na kohoutech, ve kterých je manometr instalován v hrdle (obr. 5.44c) s metrickým závitem M20x1,5.

Dvouzávitová spojka (obr. 5.44d), často nazývaná napínák, má svůj název podle dvou závitů: levého, který odpovídá závitu výstupní armatury ventilu, a pravého, který odpovídá závitu ventilu. spojovací armatura tlakoměru. Přítomnost dvou závitů v napínáku umožňuje připojit armaturu tlakoměru k ventilu a zajistit tak polohu její přední strany vzhledem k rovině pohledu operátora.

Ventilová armatura má sedlo pro vsuvku připojovací armatury tlakoměru. Těsnost tupého spojení dvou tvarovek pomocí stahovacího kotouče je zajištěna silou tahu závitu. Proto výroba průchozího otvoru ve střední části některých modelů dvouzávitové spojky neovlivňuje těsnost těsnění, ale zajišťuje bezpečnost obsluhy při demontáži takového spojení. Při vyšroubování spojky se poruší těsnost spoje a pracovní médium, pokud je pod tlakem, se uvolní průchozím otvorem. Labyrintové těsnění a malý průměr průchozího otvoru zvyšují bezpečnost obsluhy před vystavením pracovnímu prostředí.

Vsuvky s převlečnými maticemi (obr. 5.44e) jsou shodné se stejným provedením pro připojení vývodu sifonu a jsou vyráběny jako u předchozího modelu připojení s metrickým (M20x1,5) a trubkovým (G1/2”) závitem.

Při demontáži tlakoměru však musí být vyloučena možnost vniknutí média do obsluhy nebo servisního technika. Za účelem vyřešení tohoto problému se v posledních letech rozšířila konstrukce jehlového ventilu s odtokem (KZIS), schematicky znázorněná na obr. 5.45.

Obr.5.45. Pohled (a) a schéma (b) na jehlový uzavírací ventil s vypouštěním (KZIS): 1 – vypouštěcí šroub; 2 – výstupní kanál.

U tohoto provedení má odlehčovací šroub 1 kuželový hrot a v tělese ventilu na výstupním kanálu 2 je vytvořena objímka pro jeho uložení. Při uzavření ventilu – zašroubování táhla až na doraz do sedla – a uzavření přívodu měřeného média do tlakoměru (před jeho demontáží) se vyšroubuje vypouštěcí šroub a médium zůstane ve vnitřní dutině ventilu. metr je vypuštěný. Tím je zajištěna bezpečnost práce, která spočívá v zabránění pádu zbytků měřeného média na obsluhu obsluhující přístroje tlakoměrů.

Pro zajištění možnosti kontroly tlakoměrů na pracovním místě a sledování aktuálních odečtů se zvýšenou přesností se v posledních letech rozšířily jehlové uzavírací ventily s armaturou pro kontrolní tlakoměr (KZIM) (obr. 5.46). K tradičnímu provedení jehlového ventilu s výpustí (KZIS) přibyla závitová armatura pro kontrolní tlakoměr 1 U této armatury je přívod pracovního média k připojovací armatuře pracovního tlakoměru a armatura v ovládací tlakoměr je blokován jednou jehlovou tyčí. Pro zamezení úniku média v provozním stavu ventilu je armatura kontrolního tlakoměru uzavřena zátkou se závitem 2. Výstupní kanál armatury kontrolního tlakoměru je uzavřen vsuvkou kuželky 3, utěsněnou pomocí „koule na kuželu“.

Ovládací nebo referenční tlakoměr se připojuje pomocí napínáku.

Rýže. 5.46. Schéma (a) a pohled na jehlový uzavírací ventil s armaturou pro kontrolní tlakoměr (KZIM), jejíž tělo je vyrobeno lisováním (b) a strojním opracováním (c): 1 – armatura pro kontrolní tlakoměr ; 2 – zástrčka; 3 – zátka vsuvky.

Ventily KZIM také umožňují vypuštění pracovního média před demontáží tlakoměru.

Čištění impulsních vedení v provedení KZIM neumožňuje při tomto procesu odpojení provozního tlakoměru.

Třícestný jehlový uzavírací ventil (KZIT) zajišťuje všechny funkce analogicky s třícestným ventilem. Základem jeho konstrukce (obr. 5.47) je stejná jehlová tyč s pouzdrovým sedlem. Provozní manometr se instaluje do slotu 1 a kontrolní nebo referenční manometr se instaluje v montážním místě 2 na odpovídajících výstupech KZIT. Pracovní médium vstupuje do vstupní armatury 3 pracovního média. Na přívodním potrubí média je namontován ventil 4 pracovního tlaku Na stejném potrubí, tzn. Tyto autonomní ventily jsou instalovány na potrubích přivádějících pracovní médium k pracovnímu a regulačnímu tlakoměru a mohou samostatně otevírat a uzavírat přívod pracovního média.

Obr.5.47. Konstrukce (a), celkové rozměry (b) a typ (c) třícestného jehlového uzavíracího ventilu (KZIT): 1 – nátrubek pro pracovní tlakoměr; 2 – místo instalace kontrolního nebo referenčního tlakoměru; 3 – armatura vstupu pracovního média; 4 – ventil pracovního tlakoměru; 5 – ventil ovládacího tlakoměru; 6 – šroub pro uvolnění média.

KZITy, stejně jako KZI a KZIS, jsou vybaveny středními uvolňovacími šrouby 6, zajišťujícími bezpečnou demontáž přístrojů tlakoměru.

Tělesa pro standardní jehlové uzavírací ventily (KZI), s výpustí (KZIS), s armaturou pro kontrolní tlakoměr (KZIM), třícestné ventily (KZIT) jsou vyrobeny lisováním za tepla např. na Obr. 5.46b, a mechanickým zpracováním z válcované oceli, znázorněné např. na obr. 5.46c. Vysoké mechanické vlastnosti použitého kovu umožňují použití těchto zařízení pro tlaky do 25 MPa – vyrobeno z mosazi; do 40 MPa – z uhlíkové oceli; do 60 MPa a více – vyrobeno z nerezové oceli. Pro vyšší a ultravysoké tlaky se používá také nerezová ocel, ale s vysokými pevnostními charakteristikami, povinná detekce defektů skenováním kovového těla na trhliny, póry, erozní zóny a další strukturální vady s kontrolou výrobní technologie. Takové ventily jsou obvykle očíslovány.

K připojení diferenčních tlakoměrů a převodníků měření tlakové diference (viz kapitola 6) se používá okruh několika jehlových ventilů. Je to poměrně pracné a pro zjednodušení (jak při výrobě, tak při montáži) se pro připojení diferenčního tlakoměru navrhuje použít blok jehlových ventilů (obr. 5.48), často nazývaný ventilový blok.

Rýže. 5.48. Schéma (a) a pohled (b) na blok jehlových ventilů pro připojení diferenčního tlakoměru: 1 a 2 – závitové vstupy pro „plus“ a „minus“ tlaky; 3 – tělo; 4 – pracovní kanál; 5 – vyrovnávací ventil; 6 a 7 – ventily pro napájení „plus“ a „minus“ tlaků; 8 a 9 – výstupy „plus“ a „minus“ tlaků; 10 a 11 – proplachovací armatury

Přívod „plus“ a „minus“ tlaků se provádí závitovými vstupy 1 a 2, umístěnými v pouzdře bloku 3. Měřené médium jimi vstupuje do pracovního kanálu 4, který je po uzavření rozdělen vyrovnávací ventil 5 do dvou autonomních linek. To neumožňuje, aby se prostředí „plus“ a „minus“ tlaků dostalo do kontaktu. Při otevřeném přívodním ventilu 6 proudí „kladné“ tlakové médium na výstup 8.

Činnost bloku jehlového ventilu, stejně jako aktivace převodníku diferenciálního tlaku s jeho pomocí, je popsána v části 6.

Setrvačník uzavíracího ventilu musí udávat směr jeho otáčení při otevírání nebo zavírání ventilu /5-6/.

V servisních střediscích a metrologických laboratořích dochází z různých důvodů často k „ždímání“ standardních tlakoměrů, kdy je do vnitřní dutiny tlakoměru přiváděno pracovní médium s tlakem výrazně převyšujícím maximální přípustnou hodnotu. V důsledku toho dochází k nevratné deformaci trubkové pružiny a stává se nevhodnou pro další použití. Pro vyloučení takových režimů je poskytováno bezpečnostní ventil, instalovaný před tlakoměrem, zajišťující uzavření přívodního kanálu do vnitřní dutiny měřiče a vypuštění pracovního média při překročení maximálního tlaku.

Konstrukce pojistných ventilů se liší. Takže na Obr. Na obr. 5.49 je schéma a pohled na ventil fungující na bázi pístu s dvojitým těsněním.

Rýže. 5.49. Schéma (a) a pohled (b) na pojistný ventil: 1 – těleso; 2 – blokovací píst; 3, 4 – těsnění; 5 – zástrčka; 6 – těsnění; 7 – nástupiště; 8 – pružina; 9 – nosné kování; 10 – protišroub

V pracovním pouzdru pouzdra 1 je aretační píst 2 s těsněním 3 a 4. Konec pouzdra pístu je hermeticky uzavřen zátkou 5 s těsnícím těsněním 6. Na zadní straně pístu je plošina 7 s tlačnou pružinou 8, jejíž druhý konec dosedá na nosné kování 9. Stabilní fixaci kování zajišťuje zajišťovací šroub 10.

Zařízení funguje následovně. Pracovní střední tlak рSlave vstupuje do pracovní zásuvky krytu přes přívodní armaturu a kanál. Za předpokladu, že pracovní tlak média je menší než maximální, tzn. рotrok рpředtím, když obejde mezeru mezi pracovním sedlem a uzavíracím pístem, vstoupí do výstupního kanálu ventilu.

na рotrok > рpředpracovní tlak působí na uzavírací píst, který zapadá do hrdla pouzdra a utěsňuje přívod média do výstupního kanálu.

Poloha nosné armatury, která se pohybuje podél závitového kanálu pouzdra, určuje „stlačení“ tlačné pružiny a podle toho hodnotu maximálního tlaku рpředchozí

Mez odezvy pojistného ventilu se nastavuje na kalibračních stojanech změnou polohy nosné armatury. Jeho konečná poloha je fixována zajišťovacím šroubem.

ulice. Yartsevskaya, 29, budova 2

© 2002 – 2025. NPO YUMAS
Vývoj a výroba přístrojů na měření tlaku a teploty: tlakoměry, teploměry,
tlakoměry a ventily v Moskvě, Jekatěrinburgu, Samaře, Petrohradu, Ufě, Omsku, Ťumenu a Nižném Novgorodu.
Všechna práva vyhrazena.

Vážený uživateli. Upozorňujeme vás, že osobní údaje, které můžete na stránce zanechat, jsou zpracovávány pro účely jejího fungování. Pokud s tím nesouhlasíte, opusťte prosím stránky. V opačném případě to bude považováno za souhlas se zpracováním vašich osobních údajů.
Zásady ochrany osobních údajů

Pro provádění vysoce kvalitních oprav hlavy válců je nutné jasné pochopení provozu této jednotky. Hlavní složkou při provozu hlavice je jednoznačně ventil. V tomto článku se chci podrobně podívat na konstrukci a provoz ventilu.

Ventil slouží k periodickému otevírání a zavírání otvorů sacích a výfukových kanálů v závislosti na poloze pístů ve válci a provozním stavu motoru.

U většiny moderních motorů jsou sací a výfukové otvory provedeny v hlavách válců a zakončeny vložkovými hrdly ze žáruvzdorné litiny nebo cermetu.

Ventil se skládá z hlavy a dříku. Hlava má úzkou hranu (pracovní plochu) zkosenou pod úhlem 45°, 30°, v některých případech 20°, zvanou zkosení. Zkosení ventilu musí těsně přiléhat ke zkosení sedla, pro které jsou tyto povrchy zpracovány speciálním zařízením nebo třeny dohromady.

Hlavy sacích a výfukových ventilů mají různé průměry. Pro lepší plnění válců čerstvou palivovou směsí je průměr hlavy sacího ventilu větší než průměr výfukového ventilu. Vzhledem k tomu, že se ventily za chodu motoru zahřívají nerovnoměrně (více se zahřívá výfukový ventil omývaný horkými výfukovými plyny), jsou vyrobeny z různých materiálů: sací ventily jsou vyrobeny z chromové oceli, výfukové ventily jsou vyrobeny z tepla -odolná silchromová ocel. Pro zvýšení životnosti výfukových ventilů je na jejich pracovní plochu natavena žáruvzdorná slitina, případně je plocha utěsněna pancířem, tyče jsou duté a mají sodíkovou výplň, která podporuje lepší odvod tepla z hlavy ventilu do jeho tyč.

Válcové dřík ventilu má nahoře vybrání pro montáž dílů pro ventilovou pružinu. Vřetena ventilů jsou uložena v litinových, bronzových nebo spékaných vodicích pouzdrech. Pouzdra jsou zalisována do hlavy válců.

Ventil je přitlačován k sedlu ocelovou pružinou, která má někdy proměnnou rozteč závitů, což zase eliminuje jeho vibrace. Pružina se opírá jednou stranou o podložku umístěnou na hlavě válce a druhou o opěrnou podložku. Opěrná podložka je držena na vřetenu ventilu dvěma kuželovými maticemi, jejichž vnitřní osazení zapadá do drážky vřetene ventilu.

Pro snížení pronikání oleje přes dřík ventilů do spalovacího prostoru motoru jsou v podpěrných podložkách instalovány pryžové kroužky nebo na dříky ventilů umístěny pryžové krytky. Pro zajištění rovnoměrného ohřevu a opotřebení ventilu je žádoucí, aby se při běžícím motoru otáčel. U některých motorů mají výfukové ventily otočný mechanismus. Jedná se o automobilový motor Renault Magnum (Renault Magnum) a motor automobilu ZIL 130 Skládá se z pevného pouzdra, v jehož šikmých drážkách jsou kuličky s vratnými pružinami, talířová pružina a opěrná podložka s pojistným kroužkem. Mechanismus je namontován na vedení ventilu ve vybrání v hlavě válců. U jiných motorů se ventil otáčí v důsledku kmitání dvou pružin s různým směrem vinutí.

Během provozu motoru se vlivem zahřívání ventilů prodlužují jejich vřetena a může nastat okamžik, kdy ventil nesedí v sedle, což povede k poruše motoru. Aby bylo zajištěno těsné usazení v sedle, musí být mezi tyčí a špičkou vahadla (vačka vačkového hřídele) určitá tepelná mezera. Hodnota mezery je výrobcem uvedena pro každý motor individuálně. K jeho seřízení má většina motorů nákladních vozidel seřizovací šrouby a mnoho výrobců osobních motorů používá hydraulické kompenzátory.

Pro úplnější pochopení činnosti mechanismu distribuce plynu a zejména ventilu, uvažujme o předstihu otevírání a zpoždění při zavírání ventilu, takzvaném časování ventilu.

Pro získání co největšího výkonu je nutné válce co nejlépe naplnit hořlavou směsí a vyčistit je od zplodin hoření. K tomu se sací ventil otevře dříve, než píst dosáhne T.M.T. na konci výfukového zdvihu, to znamená s předstihem v rozsahu 10°. 31° otáčení klikového hřídele, a uzavře se poté, co píst dosáhne B.M.T. na začátku kompresního zdvihu, tedy se zpožděním 46°. 83°. Doba otevření sacího ventilu je 236°. 294° rotace klikového hřídele, což výrazně zvyšuje množství hořlavé směsi nebo vzduchu vstupujícího do válců. Proud směsi nebo vzduchu před pístem dorazí do T.M.T. a po N.M.T. vzniká v důsledku setrvačného tlaku v sacím potrubí v důsledku často opakovaných zdvihů ve válcích.

Výfukový ventil se otevře o 50°…67° předtím, než píst dosáhne B.M.T. na konci zdvihu „silového zdvihu“ a uzavře se poté, co píst dosáhne T.M.T. zdvih výfuku o 10°. 47°. Doba otevření výfukového ventilu 240°…294° otočení klikového hřídele. Výfukový ventil se otevírá dříve, protože tlak na konci silového zdvihu je nízký a používá se k čištění válců.

Poté, co píst projde T.M.T. výfukové plyny budou dále unikat setrvačností.

Okamžiky otevření a uzavření ventilů vzhledem k mrtvým bodům, vyjádřené ve stupních rotace klikového hřídele, se nazývají „časování ventilů“.

Na základě toho je zřejmé, že v motoru jsou momenty (na konci výfukového zdvihu a na začátku sacího zdvihu), kdy jsou oba ventily otevřené. V tomto okamžiku jsou válce propláchnuty čerstvou náplní hořlavé směsi nebo vzduchu pro lepší čištění spalin. Tento proces se nazývá překrytí ventilů.

Vše řečené v tomto článku nám pomůže dále pochopit, co by se mělo stát při opravě hlavy válců, a vyvrátit hromadu existujících mýtů, které vznikají v důsledku nízké odborné gramotnosti mnoha opravářů. V příštím článku se podíváme na opravu rozhraní ventil-sedlo, klíčovou operaci při opravě hlavy válců.

hlavní specialista automobilové dílny