Kampiniai vožtuvai, kaip pagrindinis skysčių valdymo pramonės komponentas, plačiai naudojami maisto, farmacijos, chemijos ir automatizuotose gamybos linijose. Pagrindinė jų funkcija yra tiksliai valdyti terpės srautą atidarymo ir uždarymo judesiais. Kampinių sėdynių vožtuvų veikimas priklauso ne tik nuo medžiagos pasirinkimo ir konstrukcijos konstrukcijos, bet ir nuo liejimo proceso. Tinkamas liejimo procesas ne tik užtikrina vožtuvo korpuso ir vožtuvo šerdies matmenų tikslumą ir paviršiaus kokybę, bet ir žymiai pagerina gaminio atsparumą slėgiui, atsparumą korozijai ir ilgalaikį -patikimumą. Šiame straipsnyje bus pateikta išsami pagrindinių kampinių lizdų vožtuvų formavimo proceso etapų analizė, nagrinėjant pagrindinius techninius aspektus nuo pirminio žaliavos apdorojimo iki galutinio produkto formavimo.
Pagrindinis žaliavų apdorojimo ir atrankos poveikis formavimui
Kampinių lizdų vožtuvų formavimo procesas prasideda nuo žaliavų parinkimo ir išankstinio apdorojimo. Pagrindinės vožtuvo korpuso medžiagos paprastai yra 304 arba 316 l nerūdijantis plienas (atitinkantis maisto ir (arba) medicininės klasės higienos reikalavimus), žalvaris (tinkamas bendrai pramoninei terpei) arba inžinerinis plastikas (pvz., PP ir PVDF, skirtas naudoti korozinėje aplinkoje). Pavyzdžiui, nerūdijantis plienas, žaliavos paviršius pirmiausia turi būti apdorotas oksidacijos būdu (pvz., ėsdinimas ir pasyvavimas), kad būtų išvengta porų ar įtrūkimų, atsirandančių dėl priemaišų liejimo proceso metu. Jei naudojamas išlietas ruošinys, reikia atlikti spektrinę analizę, kad būtų patvirtinta, ar lydinio sudėtis atitinka projektavimo standartus, o ruošinio matmenys turi būti patikrinti, kad būtų užtikrintas tinkamas apdirbimas. Kampinių vožtuvų, pagamintų iš plastiko (pvz., PVDF), žaliava turi būti iš anksto išdžiovinta (drėgmės kiekis turi būti mažesnis nei 0,02 %), kad liejimo proceso metu nesusidarytų burbuliukų ir defektų, atsirandančių dėl drėgmės išgaravimo.
Pagrindinės konstrukcijos liejimas: bendras liejimas, kalimas ir apdirbimas
Pagrindinė kampinio lizdo vožtuvo konstrukcija (vožtuvo korpusas ir lizdas) gali būti suformuota liejant, kaliant ir tiesiogiai apdirbant, priklausomai nuo eksploatavimo reikalavimų. Liejimas ir kalimas yra labiausiai paplitę procesai.
(I) Liejimas: nebrangus{0}}sudėtingų konstrukcijų diegimas
Sudėtingų konstrukcijų kampinių lizdų vožtuvų korpusams (pvz., keli srauto takai ir specialios -formos ertmės) tinkamiausias variantas yra liejimas smėliu arba tikslus liejimas (pvz., vaško liejimas). Smėlio liejimas tinka didelio masto-gamybai. Smėlio forma sukuriama gaminant medinę arba metalinę formą. Išlydytas metalas (pvz., 316 l nerūdijantis plienas) pilamas į formos ertmę ir atšaldomas formuojant formą. Svarbiausia šiame procese yra kontroliuoti pilstymo temperatūrą (paprastai 1520-1580 laipsnių) ir užpildymo greitį, kad būtų išvengta defektų, tokių kaip susitraukimas ir skylučių, atsirandančių dėl netolygaus aušinimo. Tikslus liejimas, naudojant vaško formų -keraminio apvalkalo-deginimo-liejimo procesą, gali pasiekti ±0,3 mm matmenų tikslumą, todėl jis tinka mažoms didelio tikslumo vožtuvų korpusų partijoms (pvz., steriliems medicininiams kampinių lizdų vožtuvams) gaminti.
(II) Kalimas: tinkamiausias metodas esant dideliems{0}}stiprumo reikalavimams
Kai kampiniai vožtuvai yra veikiami aukšto slėgio (pvz., didesnis arba lygus 1,6 MPa) arba dažnai atidaromi ir uždaromi, kalimo procesas gali žymiai pagerinti vožtuvo korpuso stiprumą, nuolat paskirstant metalinius pluoštus. Paprastai naudojamas atviras kalimas arba kalimas. Nerūdijančio plieno strypų žaliava pašildoma iki 1100-1200 laipsnių, o po to presu formuojamas šiurkštus vožtuvo korpuso ruošinys. Kalimo proceso esmė yra formos projektavimas ir kalimo santykio valdymas (paprastai didesnis nei 3 arba lygus 3), kad būtų užtikrinta tanki vidinė struktūra. Tada reikalingas normalizavimo ir grūdinimo apdorojimas, siekiant pašalinti vidinius įtempius, o CNC apdirbimas naudojamas smulkių konstrukcijų, tokių kaip srauto kanalai ir montavimo skylės, formavimui.
(III) Tiesioginis apdirbimas: paprastų konstrukcijų efektyvumas garantuotas
Paprastiems plastikiniams kampiniams vožtuvams (pavyzdžiui, mažiems plastikiniams pneumatiniams kampiniams lizdams) galima naudoti įpurškimo liejimą arba tiesioginį CNC apdirbimą. Įpurškimas įkaitina iš anksto apdorotas plastiko granules iki išlydytos būsenos (pavyzdžiui, PVDF reikia kaitinti iki 250-280 laipsnių), įpurškia jas į formos ertmę, atvėsina ir sukietėja. Šis procesas yra labai efektyvus (vieno gabalo ciklas trunka tik keliasdešimt sekundžių), tačiau norint išvengti deformacijos, reikia griežtai kontroliuoti pelėsių temperatūrą (paprastai 80–120 laipsnių). CNC apdirbimui tiesiogiai naudojami strypai (pvz., žalvaris arba nerūdijantis plienas), o dalys formuojamos atliekant tokius procesus kaip tekinimas ir frezavimas. Jis tinka mažoms partijoms pritaikytiems gaminiams ir gali pasiekti aukštesnį nei IT7 lygio apdirbimo tikslumą.
Sandarinimas ir funkcinių komponentų formavimas: pagrindinis tiksliosios gamybos žingsnis
Kampinių lizdų vožtuvų sandarinimo savybės tiesiogiai veikia jų patikimumą, todėl komponentų, tokių kaip vožtuvų lizdai ir sandarinimo žiedai, formavimo procesas turi atitikti aukštus tikslumo ir nuoseklumo reikalavimus.
(I) Vožtuvo lizdo formavimas: diferencijuotas kietųjų ir minkštųjų sandariklių apdorojimas
Kietai-užsandarintos vožtuvų lizdai (pvz., nerūdijančio plieno lizdai) paprastai apdirbami naudojant šlifuoklį, kad sandarinimo paviršiaus šiurkštumas būtų mažesnis nei Ra 0,8 μm, sukuriant linijinį kontaktinį sandariklį su vožtuvo šerdimi. Minkštos-sandarios vožtuvų lizdai (pvz., PTFE ir guma) paprastai yra liejami-PTFE milteliai sukepinami 380-400 laipsnių kampu, kad būtų nustatyta forma-, arba įpurškiant gumą (pvz., EPDM) į formą. Norint pašalinti vidinį įtempį, reikalingas atkaitinimas po liejimo, o sandarumo efektui patikrinti atliekamas sandarumo bandymas (pvz., helio masės spektrometrija).
(II) Sandarinimo žiedo formavimas: medžiagų savybių suderinimas su formomis
Guminiai sandarinimo žiedai (pvz., O{0}}žiedai) dažniausiai gaminami liejimo arba ekstruzijos būdu. Įpurškimas tinka mažiems -dydžio sandarinimo žiedams su sudėtingu skerspjūviu{3}} (pvz., žvaigždės{4}} formos žiedams). Formai reikia tiksliai suprojektuotos srauto sistemos, kad būtų užtikrintas vienodas medžiagos užpildymas. Ekstruzinis liejimas naudojamas ilgiems sandarikliams (pvz., vožtuvo koto sandarikliams). Baigus formuotis, ji vulkanizuojama, kad būtų padidintas elastingumas ir atsparumas senėjimui. Specialioms medžiagoms, tokioms kaip fluoro guma, liejimo temperatūra turi būti kontroliuojama (dažniausiai žemesnė nei 200 laipsnių), kad medžiaga nesuirtų.
Paviršiaus apdorojimas ir galutinis surinkimas: formavimo proceso vientisumas
Po formavimo kampinių lizdų vožtuvų paviršius turi būti apdorotas, kad būtų dar labiau atsparus korozijai ir būtų estetika. Nerūdijančio plieno vožtuvų korpusai dažnai poliruojami (mechaniškai poliruojami iki veidrodžio arba matinio paviršiaus) arba elektropoliruojami (pašalinamos mikroskopinės paviršiaus iškyšos, sumažinant Ra iki žemiau 0,1 μm). Plastikiniai vožtuvų korpusai apipurškiami įbrėžimams{3}}atsparia danga, kad būtų padidintas atsparumas dilimui. Galiausiai vožtuvo korpusas, vožtuvo šerdis, sandarikliai ir kiti komponentai surenkami automatizuotoje surinkimo linijoje. Galutinės patikros apima slėgio bandymą (pvz., 1,5 karto didesnio už vardinį slėgį 30 minučių be nuotėkio) ir eksploatavimo trukmės bandymus (pvz., 100 000 atidarymo ir uždarymo ciklų), siekiant užtikrinti, kad galutinė formavimo proceso kokybė atitiktų projektinius reikalavimus.
Kampinių sėdynių vožtuvų formavimo procesas yra visapusiškas medžiagų mokslo, apdirbimo ir tikslios gamybos technologijų sintezė. Nuo pirminio žaliavos apdorojimo iki pagrindinės konstrukcijos formavimo ir tikslios sandarinimo komponentų gamybos – kiekviename žingsnyje reikia griežtai kontroliuoti proceso parametrus ir kokybės kontrolės mazgus. Tobulėjant pramoninei automatizacijai, būsimas kampinių lizdų vožtuvų liejimo plėtojimas bus toliau plėtojamas siekiant išmaniųjų (pvz., AI-pagrįstų formų optimizavimo) ir ekologiškų (pvz., mažai energijos naudojančių -liejimo technologijų) technologijų, kurios atitiks sudėtingesnių skysčių valdymo scenarijų poreikius.