वाल्व सीलिंग सिद्धांत

वाल्व कई प्रकार के होते हैं, लेकिन उनका मूल कार्य एक ही है, यानी माध्यम के प्रवाह को जोड़ना या काटना। इसलिए, वाल्वों की सीलिंग समस्या बहुत गंभीर हो जाती है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि वाल्व माध्यम प्रवाह को अच्छी तरह से रोक सके और रिसाव को रोक सके, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि वाल्व की सील बरकरार रहे। वाल्व रिसाव के कई कारण हो सकते हैं, जिनमें अनुचित संरचनात्मक डिज़ाइन, दोषपूर्ण सीलिंग संपर्क सतहें, ढीले बन्धन भाग, वाल्व बॉडी और वाल्व कवर के बीच ढीला फिट आदि शामिल हैं। इन सभी समस्याओं के कारण वाल्व की सीलिंग ठीक से नहीं हो पाती है। इस प्रकार, रिसाव की समस्या उत्पन्न होती है। इसलिए,वाल्व सीलिंग तकनीकवाल्व प्रदर्शन और गुणवत्ता से संबंधित एक महत्वपूर्ण तकनीक है, और इसके लिए व्यवस्थित और गहन शोध की आवश्यकता है।

वाल्वों के निर्माण के बाद से, उनकी सीलिंग तकनीक में भी काफी विकास हुआ है। अब तक, वाल्व सीलिंग तकनीक मुख्य रूप से दो प्रमुख पहलुओं में परिलक्षित होती है, अर्थात् स्थैतिक सीलिंग और गतिशील सीलिंग।

तथाकथित स्थैतिक सील आमतौर पर दो स्थैतिक सतहों के बीच की सील को संदर्भित करती है। स्थैतिक सील की सीलिंग विधि मुख्य रूप से गैस्केट का उपयोग करती है।

तथाकथित गतिशील मुहर मुख्य रूप से संदर्भित करती हैवाल्व स्टेम की सीलिंग, जो वाल्व स्टेम की गति के साथ वाल्व में माध्यम के रिसाव को रोकता है। डायनामिक सील की मुख्य सीलिंग विधि स्टफिंग बॉक्स का उपयोग करना है।

1. स्थैतिक सील

स्थैतिक सीलिंग दो स्थिर खंडों के बीच एक सील बनाने की प्रक्रिया है, और सीलिंग विधि मुख्य रूप से गैस्केट का उपयोग करती है। वॉशर कई प्रकार के होते हैं। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले वॉशर में फ्लैट वॉशर, ओ-आकार के वॉशर, रैप्ड वॉशर, विशेष आकार के वॉशर, वेव वॉशर और वाउंड वॉशर शामिल हैं। प्रत्येक प्रकार को उपयोग की जाने वाली विभिन्न सामग्रियों के अनुसार आगे विभाजित किया जा सकता है।
1मंज़िल ढोनेवालाफ्लैट वॉशर वे फ्लैट वॉशर होते हैं जिन्हें दो स्थिर खंडों के बीच सपाट रखा जाता है। आमतौर पर, प्रयुक्त सामग्री के अनुसार, इन्हें प्लास्टिक फ्लैट वॉशर, रबर फ्लैट वॉशर, धातु फ्लैट वॉशर और मिश्रित फ्लैट वॉशर में विभाजित किया जा सकता है। प्रत्येक सामग्री का अपना अनुप्रयोग क्षेत्र होता है।
2. ओ-रिंग। ओ-रिंग, ओ-आकार के क्रॉस-सेक्शन वाले गैस्केट को संदर्भित करता है। क्योंकि इसका क्रॉस-सेक्शन ओ-आकार का होता है, इसलिए इसका एक निश्चित स्व-कसने वाला प्रभाव होता है, इसलिए सीलिंग प्रभाव फ्लैट गैस्केट की तुलना में बेहतर होता है।
③वाशर शामिल करें। लिपटे हुए गैस्केट से तात्पर्य ऐसे गैस्केट से है जो एक निश्चित सामग्री को दूसरी सामग्री पर लपेटता है। ऐसे गैस्केट में आमतौर पर अच्छा लचीलापन होता है और यह सीलिंग प्रभाव को बढ़ा सकता है। ④विशेष आकार के वॉशर। विशेष आकार के वॉशर अनियमित आकार वाले गैस्केट होते हैं, जिनमें अंडाकार वॉशर, डायमंड वॉशर, गियर-प्रकार के वॉशर, डवटेल-प्रकार के वॉशर आदि शामिल हैं। इन वॉशर में आमतौर पर स्व-कसने वाला प्रभाव होता है और इनका उपयोग अधिकतर उच्च और मध्यम दाब वाले वाल्वों में किया जाता है।
⑤वेव वॉशर। वेव गैस्केट केवल तरंग आकार के गैस्केट होते हैं। ये गैस्केट आमतौर पर धातु सामग्री और गैर-धातु सामग्री के संयोजन से बने होते हैं। इनमें आम तौर पर कम दबाव बल और अच्छे सीलिंग प्रभाव की विशेषताएं होती हैं।
⑥ वॉशर लपेटें। घाव वाले गैस्केट पतली धातु की पट्टियों और गैर-धातु की पट्टियों को कसकर लपेटकर बनाए गए गैस्केट को संदर्भित करते हैं। इस प्रकार के गैस्केट में अच्छी लोच और सीलिंग गुण होते हैं। गैस्केट बनाने की सामग्री मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में शामिल हैं, अर्थात् धातु सामग्री, गैर-धातु सामग्री और मिश्रित सामग्री। सामान्यतया, धातु सामग्री में उच्च शक्ति और मजबूत तापमान प्रतिरोध होता है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली धातु सामग्री में तांबा, एल्यूमीनियम, स्टील आदि शामिल हैं। प्लास्टिक उत्पाद, रबर उत्पाद, एस्बेस्टस उत्पाद, भांग उत्पाद आदि सहित कई प्रकार की गैर-धातु सामग्री हैं। इन गैर-धातु सामग्रियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार चुना जा सकता है। कई प्रकार की मिश्रित सामग्री भी हैं, जिनमें टुकड़े टुकड़े, मिश्रित पैनल आदि शामिल हैं, जिन्हें विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार भी चुना जाता है। आमतौर पर, नालीदार वाशर और सर्पिल घाव वाले वाशर का अधिकतर उपयोग किया जाता है।

2. गतिशील सील

गतिशील सील एक ऐसी सील है जो वाल्व स्टेम की गति के साथ वाल्व में माध्यम प्रवाह को लीक होने से रोकती है। सापेक्ष गति के दौरान यह एक सीलिंग समस्या है। मुख्य सीलिंग विधि स्टफिंग बॉक्स है। स्टफिंग बॉक्स के दो मूल प्रकार हैं: ग्रंथि प्रकार और संपीड़न नट प्रकार। ग्रंथि प्रकार वर्तमान में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला रूप है। सामान्यतया, ग्रंथि के रूप के संदर्भ में, इसे दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: संयुक्त प्रकार और अभिन्न प्रकार। यद्यपि प्रत्येक रूप अलग है, उनमें मूल रूप से संपीड़न के लिए बोल्ट शामिल हैं। संपीड़न नट प्रकार का उपयोग आमतौर पर छोटे वाल्वों के लिए किया जाता है। इस प्रकार के छोटे आकार के कारण, संपीड़न बल सीमित होता है।
स्टफिंग बॉक्स में, चूँकि पैकिंग वाल्व स्टेम के सीधे संपर्क में होती है, इसलिए पैकिंग में अच्छी सीलिंग, कम घर्षण गुणांक, माध्यम के दबाव और तापमान के अनुकूल होने और संक्षारण प्रतिरोधी होने की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले फिलर्स में रबर ओ-रिंग, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन ब्रेडेड पैकिंग, एस्बेस्टस पैकिंग और प्लास्टिक मोल्डिंग फिलर्स शामिल हैं। प्रत्येक फिलर की अपनी लागू स्थितियाँ और सीमा होती है, और इसे विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार चुना जाना चाहिए। सीलिंग रिसाव को रोकने के लिए है, इसलिए वाल्व सीलिंग के सिद्धांत का अध्ययन रिसाव को रोकने के दृष्टिकोण से भी किया जाता है। रिसाव के दो मुख्य कारण हैं। एक सीलिंग प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक है, यानी सीलिंग जोड़े के बीच का अंतर, और दूसरा सीलिंग जोड़ी के दोनों किनारों के बीच दबाव का अंतर है। वाल्व सीलिंग सिद्धांत का विश्लेषण चार पहलुओं से भी किया जाता है: तरल सीलिंग, गैस सीलिंग, रिसाव चैनल सीलिंग सिद्धांत और वाल्व सीलिंग जोड़ी।

तरल कसाव

तरल पदार्थों के सीलिंग गुण तरल की श्यानता और पृष्ठ तनाव द्वारा निर्धारित होते हैं। जब किसी रिसाव वाले वाल्व की केशिका गैस से भर जाती है, तो पृष्ठ तनाव तरल को प्रतिकर्षित कर सकता है या केशिका में तरल प्रविष्ट करा सकता है। इससे एक स्पर्शज्या कोण बनता है। जब स्पर्शज्या कोण 90° से कम होता है, तो तरल केशिका में प्रविष्ट कराया जाएगा और रिसाव होगा। रिसाव माध्यमों के विभिन्न गुणों के कारण होता है। एक ही परिस्थितियों में विभिन्न माध्यमों का उपयोग करने वाले प्रयोगों से अलग-अलग परिणाम प्राप्त होंगे। आप पानी, हवा या मिट्टी के तेल आदि का उपयोग कर सकते हैं। जब स्पर्शज्या कोण 90° से अधिक होता है, तो रिसाव भी होगा। क्योंकि यह धातु की सतह पर ग्रीस या मोम की फिल्म से संबंधित होता है। एक बार जब ये सतह फिल्में घुल जाती हैं, तो धातु की सतह के गुण बदल जाते हैं, और मूल रूप से प्रतिकर्षित तरल सतह को गीला कर देगा और रिसाव करेगा। उपरोक्त स्थिति को देखते हुए, पॉइसन के सूत्र के अनुसार, रिसाव को रोकने या रिसाव की मात्रा को कम करने का उद्देश्य केशिका व्यास को कम करके और माध्यम की श्यानता को बढ़ाकर प्राप्त किया जा सकता है।

गैस की जकड़न

पॉइसन के सूत्र के अनुसार, गैस की जकड़न गैस के अणुओं और गैस की श्यानता से संबंधित होती है। रिसाव केशिका नली की लंबाई और गैस की श्यानता के व्युत्क्रमानुपाती होता है, और केशिका नली के व्यास और चालक बल के समानुपाती होता है। जब केशिका नली का व्यास गैस के अणुओं की औसत स्वतंत्रता की कोटि के बराबर होता है, तो गैस के अणु मुक्त तापीय गति के साथ केशिका नली में प्रवाहित होंगे। इसलिए, जब हम वाल्व सीलिंग परीक्षण करते हैं, तो सीलिंग प्रभाव प्राप्त करने के लिए माध्यम पानी होना चाहिए, और हवा, यानी गैस, सीलिंग प्रभाव प्राप्त नहीं कर सकती।

प्लास्टिक विरूपण के माध्यम से गैस के अणुओं के नीचे केशिका व्यास को कम करने पर भी, हम गैस के प्रवाह को रोक नहीं सकते। इसका कारण यह है कि गैसें अभी भी धातु की दीवारों से होकर विसरित हो सकती हैं। इसलिए, जब हम गैस परीक्षण करते हैं, तो हमें द्रव परीक्षणों की तुलना में अधिक सख्त होना चाहिए।

रिसाव चैनल का सीलिंग सिद्धांत

वाल्व सील में दो भाग होते हैं: तरंग सतह पर फैली असमानता और तरंग शिखरों के बीच की दूरी में लहरदार खुरदरापन। हमारे देश में अधिकांश धातु सामग्रियों में कम प्रत्यास्थ विकृति होने की स्थिति में, यदि हम एक सीलबंद अवस्था प्राप्त करना चाहते हैं, तो हमें धातु सामग्री के संपीडन बल पर उच्च आवश्यकताओं को बढ़ाने की आवश्यकता है, अर्थात, सामग्री का संपीडन बल उसकी प्रत्यास्थता से अधिक होना चाहिए। इसलिए, वाल्व को डिज़ाइन करते समय, सीलिंग जोड़ी को एक निश्चित कठोरता अंतर के साथ मिलान किया जाता है। दबाव की क्रिया के तहत, एक निश्चित सीमा तक प्लास्टिक विरूपण सीलिंग प्रभाव उत्पन्न होगा।

यदि सीलिंग सतह धातु सामग्री से बनी है, तो सतह पर असमान उभार सबसे पहले दिखाई देंगे। शुरुआत में, इन असमान उभारों का प्लास्टिक विरूपण करने के लिए केवल एक छोटा भार ही पर्याप्त हो सकता है। जब संपर्क सतह बढ़ती है, तो सतह की असमानता प्लास्टिक-प्रत्यास्थ विरूपण में बदल जाती है। इस समय, अवकाश में दोनों तरफ खुरदरापन मौजूद रहेगा। जब ऐसा भार लगाना आवश्यक हो जो अंतर्निहित सामग्री के गंभीर प्लास्टिक विरूपण का कारण बन सकता है, और दोनों सतहों को निकट संपर्क में ला सकता है, तो इन शेष पथों को निरंतर रेखा और परिधि दिशा के साथ निकट बनाया जा सकता है।

वाल्व सील जोड़ी

वाल्व सीलिंग युग्म, वाल्व सीट और क्लोजिंग सदस्य का वह भाग है जो एक-दूसरे के संपर्क में आने पर बंद हो जाता है। उपयोग के दौरान, धातु की सीलिंग सतह को फंसे हुए माध्यम, माध्यम संक्षारण, घिसाव वाले कणों, गुहिकायन और क्षरण जैसे कारकों से आसानी से नुकसान पहुँच सकता है। जैसे कि घिसाव वाले कण। यदि घिसाव वाले कण सतह की खुरदरापन से छोटे हैं, तो सीलिंग सतह के घिसने पर सतह की सटीकता में सुधार होगा, न कि गिरावट आएगी। इसके विपरीत, सतह की सटीकता बिगड़ जाएगी। इसलिए, घिसाव वाले कणों का चयन करते समय, उनकी सामग्री, कार्य स्थितियों, चिकनाई और सीलिंग सतह पर संक्षारण जैसे कारकों पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए।

घिसाव वाले कणों की तरह, सील चुनते समय, रिसाव को रोकने के लिए, हमें उनके प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले विभिन्न कारकों पर व्यापक रूप से विचार करना चाहिए। इसलिए, ऐसी सामग्री चुनना ज़रूरी है जो जंग, खरोंच और क्षरण के प्रतिरोधी हो। अन्यथा, किसी भी आवश्यकता की कमी से सीलिंग का प्रदर्शन बहुत कम हो जाएगा।