Hogyan működnek a kriogén szelepek?

A kriogén szelepeket kifejezetten arra tervezték, hogy stabil működést biztosítsanak rendkívül alacsony hőmérsékleten (pl. . -40 foktól -253 fokig). Alapvető működési elvei és fő kialakításai a következők:
1.A munka alapelvei
A kriogén szelepek a szelepszár meghosszabbításával szigetelik el a kriogén zónát, krio{0}}ellenálló anyagokat és speciális tömítési kialakítást használnak, hogy alkalmazkodjanak a kriogén közeg jellemzőihez (pl. zsugorodás, törékenység, szivárgás stb.). Pontosabban:
Szárhosszabbító kialakítás
A kriogén szelepek kiterjesztik a szelepszárat a kriogén zónán túl a kulcsfontosságú alkatrészek, például a csomagolódobozok és a működtetők mozgatása érdekében, hogy elkerüljék a kriogén közeggel való közvetlen érintkezést, ami az anyag ridegségét vagy a tömítés meghibásodását eredményezi. Például egy krioszférikus szelep szelepszárának hossza általában 30-50%-kal hosszabb, mint egy normál gömbszelepé, hogy biztosítsa a töltés szobahőmérsékleten történő működését.
Kriogén anyag kiválasztása
A test, a szelepfedél és a tárcsa krio{0}}álló anyagokból készül, például:
Rozsdamentes acél (pl. . 304L, 316L): -196 fok feletti alacsony hőmérsékleten használható.
Kriogén szénacél (pl. LCB, LC3): -46 és -101 fok közötti alacsony hőmérsékleten használható.
Nikkel alapú ötvözetek (pl. Inconel 718): alkalmas ultra-alacsony -253 fokos hidrogénrendszerekhez.
Speciális tömítési kialakítás
A kriogén szelep két{0}}utas tömítőszerkezettel rendelkezik, amely lágy tömítéseket (pl. PTFE, PCTFE) és keményfém tömítéseket (pl. kobalt-bevonatú ötvözetek) kombinál, hogy alacsony hőmérsékleten biztosítsa a szivárgásmentességet. Például:
Kriogén golyóscsap: a szelepülés precíziós köszörülést, redundáns rugóterhelésű tömítést alkalmaz, mindkét irányban nulla szivárgást biztosít.
Kriogén tolózár: A tolózár mindkét oldalán tömítőfelülettel rendelkezik, a szelepülés pedig közepes nyomású vagy külső nyomású a tömítés megbízhatóságának biztosítása érdekében.
2. Hogyan működnek a különböző típusú kriogén szelepek
Kriogén golyóscsap
Be- és kikapcsolás: Kapcsolja be és ki a labdát 90 fokkal.
Alkalmazkodóképesség alacsony hőmérsékleten:
A szelepülék alacsony hőmérsékleten ellenálló anyagokból, például rozsdamentes acélból vagy politetrafluor-etilénből (PTFE) készül, hogy elkerülje az alacsony hőmérsékletű zsugorodást és a tömítés meghibásodását.
A szárhézag kisebb, mint 1,0 mm, hogy csökkentse a folyadékmaradványokat és megakadályozza a hőmérséklet fagyását.
A szelepülék és a gömb alakú tehermentesítő furat felszabadíthatja az üreg nyomását, és elkerülheti a tömítés meghibásodását, amelyet a dielektromos tágulás okoz alacsony hőmérsékleten.
Kriogén tolózár
Nyitás és zárás módja: A kapu a szelepülékre merőlegesen mozog, hogy teljesen kinyíljon vagy zárjon.
Alkalmazkodás alacsony hőmérséklethez:
A kaput úgy tervezték, hogy rugalmas legyen, hogy kompenzálja az anyag zsugorodását alacsony hőmérsékleten és biztosítsa a tömítést.
A levegőbemenet oldalán egy nyomáscsökkentő nyílás van elrendezve, amely megakadályozza, hogy a középső üreg nyomása rendellenesen emelkedjen.
A fedél felső hosszát az üzemi hőmérséklettől függően határozzák meg, hogy biztosítsák a megbízható szelepszár-tömítés tömítését.
Alacsony hőmérsékletű elzáró szelep
Nyitás és zárás módja: A tárcsa az ülés középvonala mentén mozog, a tárcsa és a szelepülés fedele levágásra vagy beállításra kerül.
Alkalmazkodás alacsony hőmérséklethez:
Nincs relatív csúszás a tárcsa és a szelepülés tömítőfelülete között, ami csökkenti a kopást és meghosszabbítja az élettartamot.
A szelepszár tengelye merőleges a szelepülés fedelére, hogy biztosítsa a tömítőfelületre ható egyenletes erőt nyitás és záráskor.
Alkalmas alacsony hőmérsékletű, áramlásszabályozást igénylő rendszerekhez (például levegőleválasztó berendezés).
Kriopillangó szelep
Nyitási és zárási mód: a pillangótárcsa a tengely körül forog, hogy szabályozza a közeg áramlását.
Alkalmazkodóképesség alacsony hőmérsékleten:
A súrlódó tömítés elvét alkalmazzák a tömítés eléréséhez a súrlódó lemez és a tömítőgyűrű érintkezésével.
Pneumatikus meghajtási elv, távvezérlésű automatikus vezérlés, javítja a rendszer megbízhatóságát.
Alkalmas nagy kaliberű kriogén csővezetékekhez (például LNG-tartály kimenetekhez).
Kriogén visszacsapó szelep
Nyitási és zárási mód: a lemez automatikus nyitása és zárása az adathordozó áramlásának megfelelően a hordozó visszaáramlásának megakadályozása érdekében.
Kriogén alkalmazkodóképesség:
visszacsapó szelep: A tárcsa a csuklópánt körül forog az alacsony áramlás érdekében.
Emelje vissza a visszacsapó szelepet: A tárcsa a szelepház függőleges középvonala mentén csúszik, alkalmas nagynyomású kis nyílású helyzetekre.
A tárcsa rozsdamentes acélból vagy keményfémből készül, hogy alacsony hőmérsékletű tömítést biztosítson.
Alacsony kriogén nyomáscsökkentő szelep
Hogyan működik: A szelepmag nyílásának beállításával csökkentse a nagy-nyomású kriogén közeget a beállított nyomásra.
Kriogén alkalmazkodóképesség:
Kettős nyomásszabályozási kialakítás: a belső alacsony nyomású kipufogógáz nyomását a hűtőközeg hárompontjának megfelelő telítési gőznyomáson szabályozzák, és automatikusan nyitják vagy zárják a nyomásstabilitás fenntartása érdekében.
Határozza meg a magas nyomás szabályozási tartományát a rendszer hőátadásának megfelelően, hogy elkerülje a berendezés nyomásingadozások miatti károsodását.
3. Kriogén szelepek speciális kialakítása
Cold Loss Design
A kriogén szelepek csökkentik a hidegveszteséget és javítják a rendszer hatékonyságát a szelepszár meghosszabbításával és a folyadékmaradványok csökkentésével. Például egy 1,0 mm-nél kisebb szelepszár-hézaggal rendelkező krioszféra szelep csökkentheti a közegmaradványokat.
Tűzbiztonsági tervezés
A kriogén szelepek tűzálló grafittömítésekkel és elektrosztatikus eszközökkel vannak felszerelve, hogy biztosítsák a tömítés integritását magas hőmérsékletű vagy elektromos környezetben. Például az olasz kriogén golyósszelepek egyik márkája redundáns tömítési szerkezetet használ tűzálló lágy ülékekből és fém keményülésekből, hogy mindkét irányban nulla szivárgást érjen el.
Robbanásbiztos-konstrukció
A kriogén szelepek gyúlékony, robbanásveszélyes közegekhez (pl. LNG, folyékony hidrogén) alkalmasak, és robbanásbiztosnak kell lenniük (pl. ATEX, IECEX). Például a kriogén golyóscsap antisztatikus eszköze statikus elektromosságot tud kibocsátani, és megakadályozza, hogy a szikrák robbanást okozzanak.