- Segons les condicions d'ús, el disseny d'una vàlvula criogènica té els requisits següents:
- La vàlvula ha de poder funcionar durant molt de temps en medis de baixa temperatura i temperatura ambient. La vida útil general és de 10 anys o de 3000 a 5000 cicles.
- La vàlvula no hauria de convertir-se en una font de calor important en el sistema de baixa temperatura. Això es deu al fet que l'entrada de calor no només redueix l'eficiència tèrmica sinó que també fa que el fluid intern s'evapori ràpidament si hi ha massa entrada, provocant un augment anormal de la pressió i causant perill.
- Els mitjans de baixa temperatura no haurien de tenir efectes nocius sobre el funcionament del volant i el rendiment del segellat de l'embalatge.
- Els conjunts de vàlvules que estiguin en contacte directe amb mitjans de baixa temperatura han de tenir estructures a prova d'explosió i a prova de foc.
- Els conjunts de vàlvules que funcionen a baixes temperatures no es poden lubricar, per la qual cosa s'han de prendre mesures estructurals per evitar que les peces de fricció siguin ratllades.
- Els factors que s'han de tenir en compte a l'hora de seleccionar el material del cos principal de la vàlvula criogènica inclouen els requisits següents:
La temperatura mínima de funcionament de la vàlvula.
Els materials metàl·lics mantenen les propietats mecàniques necessàries per a les condicions de treball a baixes temperatures, especialment la resistència a l'impacte, l'allargament relatiu i l'estabilitat estructural.
El material té suficient resistència a l'impacte a baixa temperatura.
Els materials tenen diferents propietats de contracció en fred.
Té una bona resistència al desgast a baixes temperatures i condicions de lubricació sense oli.
Té una bona resistència a la corrosió.
Quan s'utilitza la soldadura, també s'ha de tenir en compte el rendiment de la soldadura del material.
Els principis de selecció de materials com el cos, la coberta de la vàlvula, el seient de la vàlvula i el disc de la vàlvula dels components principals de la vàlvula criogènica són: l'acer ferrític s'utilitza quan la temperatura és superior a {{0}} grau; L'acer austenític s'utilitza quan la temperatura és inferior a -100 grau, i les vàlvules de baixa pressió i de petit diàmetre es poden fer amb materials com l'acer i l'alumini. Selecció de materials per a tiges i elements de fixació de la vàlvula: quan la temperatura és superior a -100 graus, les tiges i els cargols de la vàlvula estan fets d'acer aliat com Ni, Cr-Mo, etc., i se sotmeten a un tractament tèrmic adequat per millorar-los. resistència a la tracció i evitar la mossegada del fil; Quan la temperatura és inferior a -100 graus, està fet d'acer inoxidable austenític resistent a l'àcid. Al mateix temps, la tija de la vàlvula ha de ser cromada durament (gruix de revestiment 0, 04 mm ~ 0,06 mm) o nitrurada per millorar la duresa de la superfície. Per evitar que les femelles i els cargols s'enganxin, les femelles generalment estan fetes d'acer Mo o Ni, i el disulfur de molibdè està recobert a la superfície del fil. Les juntes per a vàlvules de baixa temperatura han de tenir propietats de segellat i recuperació fiables a temperatura normal, baixa temperatura i canvis de temperatura. Com que els materials de les juntes s'enduriran i reduiran la plasticitat a baixes temperatures, s'han de seleccionar els materials de les juntes amb petits canvis de rendiment. Quan la temperatura de funcionament és de -200 graus i la pressió de funcionament màxima a baixa temperatura és de 3MPa, s'utilitza la làmina de cautxú d'amiant d'amiant blanc de fibra llarga. Quan la temperatura de funcionament és de -200 graus i la pressió de funcionament màxima és de 5MPa, s'utilitza una junta enrotllada en espiral feta de cinta d'acer resistent a l'àcid intercalada amb amiant o una junta d'espiral feta de cinta d'acer resistent a l'àcid de politetrafluoroetilè. Les juntes enrotllades fetes de grafit expandit i acer resistent a l'àcid són ideals per a vàlvules de baixa temperatura a -200 graus . La selecció de l'embalatge per a vàlvules criogèniques ha de tenir en compte les característiques de baixa temperatura de l'embalatge. En general, l'embalatge tipus V de politetrafluoroetilè impregnat s'utilitza a les vàlvules criogèniques.
- El disseny estructural de les vàlvules criogèniques té els requisits bàsics següents:
- Utilitzeu un cos de vàlvula que pugui suportar completament l'expansió i la contracció causades pels canvis de temperatura, i l'estructura del seient de la vàlvula no es deformarà a causa dels canvis de temperatura.
- Adopteu una estructura de coberta de vàlvula de coll llarg que pugui protegir la caixa de farciment. L'objectiu principal d'adoptar aquesta estructura és reduir la calor al dispositiu de transferència i evitar que la tija de la vàlvula i les parts superiors de la coberta de la vàlvula es gelin i es congelin a causa del refredament excessiu de la caixa de farciment. Assegureu-vos que la temperatura de la caixa del empassat estigui a 0 per sobre de graus
- Adopteu un disc de vàlvula que pugui mantenir un segellat fiable independentment dels canvis de temperatura. Per exemple, les vàlvules de comporta utilitzen portes elàstiques o portes obertes; les vàlvules de tancament utilitzen seients de vàlvules plans i les vàlvules d'agulla utilitzen discs de vàlvules en forma de tap.
- Adoptar l'estructura de segellat superior. Les vàlvules criogèniques generalment requereixen una estructura de segellat. La superfície de segellat superior generalment es superposa amb carbur de cobalt-crom-tungstè, i després es tritura després d'acabar.
- Utilitzeu una estructura de superfície de carbur de cobalt-crom-tungstè per al seient de la vàlvula i la superfície de segellat del disc de la vàlvula (placa de la porta)
- Nota: l'estructura de segellat suau té un gran coeficient d'expansió i es torna trencadissa a baixes temperatures, de manera que només és adequada per a vàlvules criogèniques amb temperatures superiors a -70 graus, però el politricloretilè es pot utilitzar per a vàlvules criogèniques amb temperatures de fins a 162 graus. . Les vàlvules criogèniques també poden adoptar una estructura de segellat ondulat sense embalatge.
- Utilitzeu forats d'alleujament de pressió per evitar un augment anormal de la pressió. La ubicació del forat d'alleujament de pressió depèn de l'estructura de la vàlvula, alguns es troben al cos de la vàlvula i altres a la placa de la porta. També es pot instal·lar una canonada de sortida a la vàlvula o es pot instal·lar una vàlvula de seguretat per descarregar una pressió anormalment alta.