Kullgruveventiler: Kunsten å presisjonskontroll av toleranse på mikronnivå og menneskelig transformasjon

I det komplekse miljøet med kullgruver, påtar ventiler, som kjernekomponentene i væskekontroll, det viktige oppdraget med å regulere trykk, kutte av medier og sikre sikkerhet. Strengten i designkonseptet og produksjonsprosessen bestemmer direkte sikkerheten og effektiviteten til gruveproduksjonen. Ved å ta håndhjuldrevne kullgruveventil som eksempel, forfølger utformingen av driftsmekanismen og tetningsstrukturen presisjon og balanse som en rettslig balanse, og konverterer arbeidskraft til millimeternivå kontroll av ventilskiven gjennom mekanisk overføring, mens den samsvarende klarering av tetningsparet følger toleranseloven på mikronnivået. Ethvert lite avvik kan utløse en kjedereaksjon og føre til kollaps av hele trykksystemet.

Håndhjuldesignet av Kullgruveventiler er i hovedsak å konvertere operatørens fysiske styrke til lineær eller rotasjonsbevegelse av ventilskiven gjennom en mekanisk struktur. Når operatøren roterer håndhjulet mot klokken, overfører den talte strukturen til håndhjulet dreiemoment til ventilstammutteren, og ventilstammen gir aksial forskyvning eller rotasjonsbevegelse under virkningen av det gjengede paret. Under denne prosessen beregnes størrelsen, material- og overføringsforholdet til håndhjulet nøyaktig: antall eiker er vanligvis ikke mer enn 6 for å unngå stresskonsentrasjon; Felgoverflaten må være glatt og fri for skarpe kanter for å forhindre riper under drift; Forbindelsen mellom håndhjulmutteren og ventilstammen bruker høy styrke gjenget passform for å sikre påliteligheten av dreiemomentoverføring.

Ettersom transmisjonsmediet mellom håndhjulet og ventilskiven, må ventilstammen være designet for å ta hensyn til både styrke og fleksibilitet. Under høyt trykk må ventilstammen tåle de doble effektene av middels trykk og friksjon, så den er ofte laget av høy styrke-legeringsstål, og overflaten er nitridert eller forkrommet for å forbedre slitestyrken. Det er forskjellige måter å koble til ventilstammen og ventilskiven, inkludert gjenget tilkobling, nøkkelforbindelse eller sveising, men uansett hvilken form, er det nødvendig å sikre at koaksialiteten og vertikalitetsfeilene styres i mikronområdet for å unngå avbøyning eller jamming under ventilskivbevegelsen.

Tetningsytelsen til kullgruveventiler er kjerneindikatoren, og samsvarende klaring av tetningsparet er nøkkelen til å bestemme denne ytelsen. Tetningsparet er vanligvis sammensatt av ventilskivens tetningsoverflate og ventilsetet tetningsoverflaten, og de to må danne en tett metallmetallkontakt eller myk tetningskontakt i lukket tilstand. Ved å ta metallhardt forsegling som et eksempel, er flatheten i tetningsoverflaten ikke nødvendig for å være mer enn 0,0009 mm, og overflateuheten må nå Ra≤0,2 mikron (harde materialer) eller RA≤0,4 mikron (myke materialer). Dette presisjonskravet betyr at hvis tetningsoverflaten er forstørret til størrelsen på en fotballbane, må overflaten ujevnhet ikke overstige diameteren på et hår.

Utformingen av fit -avstanden til tetningsparet må ta hensyn til trykket, temperaturen og korrosiviteten til mediet. Under forhold med høy trykkforskjell vil for stort gap forårsake middels lekkasje og til og med forårsake vibrasjoner og erosjon av ventilskiven; Mens for lite gap kan forårsake tetningssvikt på grunn av termisk ekspansjon eller partikkelkjøring. Derfor er toleransebåndet til tetningsparet vanligvis strengt begrenset til ± 10 mikron og oppnås gjennom prosesser som sliping og polering. I tillegg er det materielle utvalget av tetningsparet også avgjørende. For eksempel kan tetningsoverflaten med stellittlegeringsoverflatering forbedre slitestyrken og korrosjonsmotstanden betydelig, mens polytetrafluoroetylen eller grafittfyllere er egnet for lavtrykk eller ikke-korrosive medier.

Hvis passformingen av tetningsparet overstiger designtoleransen, vil konsekvensene være katastrofale. I kullgruver har det blandede mediet av gass, kullstøv og vann ekstremt høye krav til tetning av ventiler. Når tetningen svikter, kan høytrykksmediet lekke gjennom gapet til lavtrykksområdet og forårsake trykkubalanse. For eksempel, i gassekstraksjonssystemet, kan ventillekkasje forårsake akkumulering av gass. Når konsentrasjonen overskrider sikkerhetsgrensen, vil systemet automatisk kutte av gasskilden og til og med utløse en brannalarm; I det hydrauliske støttesystemet vil lekkasje føre til støtte for støtten til å avta, noe som fører til at risikoen for tak kollaps.

I tillegg kan ukontrollerte toleranser også akselerere slitasje og korrosjon av ventiler. Under virkning av høytrykksforskjell kan partikler i mediet være innebygd i tetningsgapet, og danne "slitasje slitasje" og utvide gapets størrelse ytterligere; Mens etsende medier direkte kan erodere tetningsoverflaten og ødelegge overflatebehandlingen. Denne ondskapsfulle syklusen vil etter hvert føre til fullstendig svikt i ventilen, og tvinger gruven til å stoppe produksjonen for vedlikehold, noe som forårsaker store økonomiske tap og sikkerhetsfarer.

For å sikre at toleransen til tetningsparet alltid er innenfor det kontrollerbare området, må kullgruveventiler opprettholdes og overvåkes regelmessig. Vedlikehold inkluderer: Kontroller slitasje av tetningsoverflaten, sliping og reparasjon når det er nødvendig; erstatte alderen pakking eller O-ringer; og sjekke rettigheten og koaksialiteten til ventilstammen. Overvåkningsmetoder inkluderer: bruk av ultralydtesting for å oppdage sprekker på tetningsoverflaten; verifisere tetningen av ventilen gjennom trykkprøving; og ved å bruke vibrasjonsanalyse for å evaluere bevegelsen av ventilskiven.

Med utviklingen av intelligent teknologi har noen kullgruveventiler integrerte online overvåkningssystemer, som kan gi tilbakemelding i sanntid på gapendringene og middels lekkasje av tetningsparet. Ved å installere trykksensorer og forskyvningssensorer inne i ventillegemet, kan systemet for eksempel automatisk beregne komprimerings- og lekkasjehastigheten til tetningsparet, og gi en tidlig advarsel når terskelen overskrides. Denne aktive vedlikeholdsmodus forbedrer ventilens pålitelighet betydelig og forlenger levetiden.