FESTO電磁閥真空性能分析

　　介紹了FESTO電磁閥在低溫環(huán)境下真空度的性能，對低溫真空度和傳熱進(jìn)行了分析探討，通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算為低溫真空閥在生產(chǎn)加工和實(shí)際應(yīng)用中提供了有利的指導(dǎo)和理論依據(jù)，對于低溫材料選擇，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定參考價值。

　　FESTO電磁閥閥主要應(yīng)用在對低溫液體的操作與控制中，由于低溫液體的飽和溫度極低，因此對低溫液體來說，不可避免有熱量進(jìn)入，為了盡量減少熱損耗，低溫液體的貯存、運(yùn)輸以及流量控制都采用了良的絕熱真空結(jié)構(gòu)，就絕熱真空結(jié)構(gòu)而言，其關(guān)鍵在于如何長時間有效地保持其閥體夾層的真空度在一個較為的狀態(tài)下，成為國內(nèi)外低溫真空技術(shù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。針對真空截止閥在實(shí)際生產(chǎn)使用過程中，如何保持較真空度方面做了大量實(shí)驗(yàn)和分析研究。

　　1、FESTO電磁閥的真空部分主要由內(nèi)閥體和外閥體的中間夾層組成，夾層中氣體越多，對流傳熱就越劇烈，為減少對流換熱的影響，要對夾層進(jìn)行抽真空處理，殘余氣體的傳熱屬于氣體的能量遷移，對于真空夾層的氣體導(dǎo)熱隨著夾層壓強(qiáng)的不同，氣體的導(dǎo)熱機(jī)理不相同。真空夾層的殘余氣體的傳熱分三種情況，分別是：低真空、中真空和真空，就真空而言，氣體分子的平均自由程大于容器尺寸，分子間相互碰撞的幾率很低，分子與界面的碰撞比分子間的相互碰撞頻繁得多，氣體中各處溫度相等，氣體分子可以由一個壁面飛向另一個壁面，每個分子在兩個壁面之間飛渡傳輸熱量，傳熱量與單位時間內(nèi)飛渡的分子數(shù)成正比，即氣體的導(dǎo)熱率與氣體的密度成正比，與壓強(qiáng)成正比，在真空區(qū)實(shí)際上不存在對流熱交換，真空的氣體導(dǎo)熱屬于自由分子導(dǎo)熱，導(dǎo)熱率小。對于同軸圓筒夾層氣體導(dǎo)熱，單位時間內(nèi)的傳熱表達(dá)式為：

　　2、低溫下吸附劑對真空度的影響

　　對于真空多層絕熱閥，隨著使用時間的延長，夾層內(nèi)真空度會慢慢降低。夾層的氣體并不是一類氣體分子，而是多種氣體的混合物，夾層氣體的主要來源是內(nèi)、外不銹鋼管的放氣，纏繞層、內(nèi)外管支撐及其它固體雜質(zhì)的放氣。金屬的放氣是夾層氣體的主要來源，金屬放氣主要成分是氫。實(shí)驗(yàn)對實(shí)際真空閥門殘留氣體取樣分析，夾層中氣體組成的含量依次為氫、氮、氧、氬、水蒸氣、二氧化碳和氦氣，其中，氫的含量，可達(dá)到95%。

　　在液氫溫度下，除氫和極少量的氦外，氮、氧、氬、水蒸氣、二氧化碳等其它所有氣體均被冷凝成固體，同時由于吸附劑的作用，夾層中只有少量氫存在。在液氧溫度下，分子篩對氫的吸附能力很差，其它所有的雜質(zhì)氣體均被分子篩所吸附或者被凝固。由于氫來源于真空閥封口時殘存氣體和氦質(zhì)譜檢漏的氦氣，氦的含量極微，可以近似認(rèn)為在液氧溫度下真空夾層內(nèi)全部為氫。在液氧溫度下，5A 分子篩對氫的吸附能

　　與閥座一起形成密封副接通或截?cái)嘟橘|(zhì)。通常閥瓣呈圓盤狀，對于小口徑截止閥，閥瓣多與閥桿成一整體。閥瓣和閥座的密封圈直接影響密封性能，是截止閥的關(guān)鍵零件。其常見結(jié)構(gòu)形式和固接方式如圖1所示。

　　截止閥密封圈常用形式及固接方法

　　圖1 密封圈常用形式及固接方法

　　FESTO電磁閥閥瓣密封圈用橡膠、塑料等軟質(zhì)材料制成，靠螺釘固定在閥瓣上；閥座密封圈用銅合金制成，或在鑄鐵閥體上直接加工出密封面。適用于低壓小口徑截止閥。

　　FESTO電磁閥閥瓣密封面是在閥瓣上直接加工而成；閥座密封圈用鉻不銹鋼制造，用螺紋與閥體固接。適用于中壓小口徑截止閥。

　　FESTO電磁閥閥體與閥瓣材料均為鑄鐵，加工出燕尾槽，再分別壓入銅合金密封圈，靠塑性變形固接。適用于低壓截止閥。

　　FESTO電磁閥閥瓣密封面是直接在閥瓣上加工而成；閥座密封圈用銅合金或鉻不銹鋼制造。適用于小口徑截止閥。

　　FESTO電磁閥在閥瓣燕尾槽內(nèi)壓入氟塑料密封圈或澆注巴氏合金；在閥體上直接加工出密封面。適用于氨閥。FESTO電磁閥在閥體和閥瓣上堆焊鉻不銹鋼，加工成密封面。適用于、中壓截止閥。

　　FESTO電磁閥在閥體和閥瓣上堆焊硬質(zhì)合金，加工成錐形密封面。適用于溫、壓及不銹鋼截止閥。與閥座一起形成密封副接通或截?cái)嘟橘|(zhì)。通常閥瓣呈圓盤狀，對于小口徑截止閥，閥瓣多與閥桿成一整體。閥瓣和閥座的密封圈直接影響密封性能，是截止閥的關(guān)鍵零件。