Koolmijnkleppen: de kunst van precisiecontrole van tolerantie op micronniveau en menselijke transformatie

In de complexe omgeving van kolenmijnen voeren kleppen, als de kerncomponenten van vloeistofcontrole, de belangrijke missie uit om druk te reguleren, media af te snijden en de veiligheid te waarborgen. De strengheid van zijn ontwerpconcept en productieproces bepaalt direct de veiligheid en efficiëntie van mijnproductie. Als een voorbeeld van de handwheel-gedreven kolenmijn als voorbeeld, nastreven het ontwerp van het werkmechanisme en de afdichtingsstructuur precisie en evenwicht als een gerechtelijk evenwicht, waardoor mankracht omzet in millimeterniveau-regeling van de klepschijf door mechanische transmissie, terwijl de bijpassende opruiming van het afdichtingspaar de tolerantiewet op micronniveau volgt. Elke lichte afwijking kan een kettingreactie veroorzaken en leiden tot de ineenstorting van het gehele druksysteem.

Het handwielontwerp van Kolenmijnkleppen is in wezen om de fysieke sterkte van de operator om te zetten in lineaire of rotatiebeweging van de klepschijf door een mechanische structuur. Wanneer de operator het handwiel tegen de klok in roteert, brengt de spaakstructuur van het handwiel het koppel over naar de klepstammoer en de klepstam produceert axiale verplaatsing of rotatiebeweging onder de werking van het schroefdraadpaar. Tijdens dit proces worden de grootte, materiaal en transmissieverhouding van het handwiel nauwkeurig berekend: het aantal spaken is meestal niet meer dan 6 om spanningsconcentratie te voorkomen; Het randoppervlak moet glad zijn en vrij van scherpe randen om krassen tijdens het werk te voorkomen; De verbinding tussen de handwielmoer en de klepstam maakt gebruik van een hoge sterkte schroefdraadfit om de betrouwbaarheid van koppeltransmissie te waarborgen.

Als het transmissiemedium tussen het handwiel en de klepschijf moet de klepsteel worden ontworpen om rekening te houden met zowel sterkte als flexibiliteit. Onder hoge druk moet de klepsteel de dubbele effecten van gemiddelde druk en wrijving weerstaan, dus het is vaak gemaakt van hoogwaardig legeringsstaal en het oppervlak is nitrided of gechroomd om de slijtvastheid te verbeteren. Er zijn verschillende manieren om de klepsteel en de klepschijf aan te sluiten, inclusief schroefdraadverbinding, sleutelverbinding of lassen, maar ongeacht welke vorm, het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de coaxialiteits- en verticaliteitsfouten worden geregeld binnen het micronbereik om afbuiging of jamming tijdens klepschijfbeweging te voorkomen.

De afdichtingsprestaties van kolenmijnkleppen zijn de kernindicator en de bijpassende klaring van het afdichtingspaar is de sleutel tot het bepalen van deze prestaties. Het afdichtingspaar bestaat meestal uit het afdichtingsoppervlak van de klepschijf en het afdichtingsoppervlak van de klepstoel, en de twee moeten een strak metaalmetaal contact of zacht afdichtingscontact in de gesloten toestand vormen. Als voorbeeld met metalen harde afdichting als voorbeeld, moet de vlakheid van het afdichtoppervlak niet meer dan 0,0009 mm zijn en de oppervlakteruwheid moet RA≤0,2 micron (harde materialen) of RA≤0,4 micron (zachte materialen) bereiken. Deze precisie -eis betekent dat als het afdichtoppervlak wordt vergroot tot de grootte van een voetbalveld, de oppervlakte -ongelijkheden de diameter van een haar niet mag overschrijden.

Het ontwerp van de fit -klaring van het afdichtingspaar moet rekening houden met de druk, temperatuur en corrosiviteit van het medium. Onder hoge drukverschil omstandigheden zal een te grote opening gemiddelde lekkage veroorzaken en zelfs trillingen en erosie van de klepschijf veroorzaken; Hoewel een te kleine opening kan worden falen van afdichtingen als gevolg van thermische expansie of deeltjesjamming. Daarom is de tolerantieband van het afdichtingspaar meestal strikt beperkt tot ± 10 micron en wordt het bereikt door processen zoals slijpen en polijsten. Bovendien is de materiaalselectie van het afdichtingspaar ook cruciaal. Het afdichtingsoppervlak met stellietlegeringsoppervlak kan bijvoorbeeld de slijtvastheid en corrosieweerstand aanzienlijk verbeteren, terwijl polytetrluorethyleen of grafietvullers geschikt zijn voor lage druk of niet-corrosieve media.

Als de fit -klaring van het afdichtingspaar de ontwerptolerantie overschrijdt, zullen de gevolgen catastrofaal zijn. In kolenmijnen heeft het gemengde medium van gas, kolenstof en water extreem hoge vereisten voor het afdichten van kleppen. Zodra de afdichting mislukt, kan het hogedrukmedium door de opening naar het lage drukgebied lekken, waardoor drukonbalans wordt veroorzaakt. In het gaswinningssysteem kan kleplekkage bijvoorbeeld gasaccumulatie veroorzaken. Wanneer de concentratie de veiligheidsdrempel overschrijdt, zal het systeem automatisch de gasbron afsnijden en zelfs een brandalarm veroorzaken; In het hydraulische ondersteuningssysteem zal lekkage de ondersteuningskracht van de steun afnemen, waardoor het risico op dakstorting veroorzaakt.

Bovendien kunnen ongecontroleerde toleranties ook de slijtage en corrosie van kleppen versnellen. Onder de werking van hoge drukverschil kunnen deeltjes in het medium worden ingebed in de afdichtingskloof, waardoor "schurende slijtage" wordt gevormd en de spleetgrootte verder uitbreidt; terwijl corrosieve media het afdichtingsoppervlak direct kunnen uithollen en de oppervlakteafwerking kunnen vernietigen. Deze vicieuze cirkel zal uiteindelijk leiden tot het volledig falen van de klep, waardoor de mijn de productie voor onderhoud moet stoppen, waardoor enorme economische verliezen en veiligheidsrisico's worden veroorzaakt.

Om ervoor te zorgen dat de tolerantie van het afdichtingspaar altijd binnen het controleerbare bereik ligt, moeten de kolenmijnkleppen regelmatig worden onderhouden en gecontroleerd. Onderhoud omvat: controleren van de slijtage van het afdichtoppervlak, slijpen en repareren indien nodig; verouderde verpakking of O-ringen vervangen; en het controleren van de rechtheid en coaxialiteit van de klepstam. Monitoringmethoden omvatten: Ultrasone testen gebruiken om scheuren op het afdichtoppervlak te detecteren; het verifiëren van de afdichting van de klep door druktests; en het gebruik van trillingsanalyse om de beweging van de klepschijf te evalueren.

Met de ontwikkeling van intelligente technologie hebben sommige kolenmijnkleppen geïntegreerde online bewakingssystemen, die realtime feedback kunnen geven over de kloofveranderingen en gemiddelde lekkage van het afdichtingspaar. Door bijvoorbeeld druksensoren en verplaatsingssensoren in de kleplichaam te installeren, kan het systeem bijvoorbeeld automatisch de compressie- en leksnelheid van het afdichtingspaar berekenen en een vroege waarschuwing geven wanneer de drempel wordt overschreden. Deze actieve onderhoudsmodus verbetert de betrouwbaarheid van de klep aanzienlijk en verlengt zijn levensduur.