PVC balno spaustukai yra pagrindinės vamzdžių šakų jungčių jungiamosios detalės, o jų atsparumas slėgiui tiesiogiai veikia sistemos saugą. Statistika rodo, kad maždaug 30 % vamzdžių nuotėkio avarijų įvyksta dėl nepakankamo jungiamųjų detalių atsparumo slėgiui. Todėl struktūrinių veiksnių, turinčių įtakos šiam veikimui, tyrimas turi didelę inžinerinę vertę
I. Pagrindinė struktūra ir veikimo principas
1.1 Pagrindiniai struktūriniai komponentai
A PVC balnelio spaustukasdaugiausia susideda iš šių pagrindinių dalių:
Balno pagrindas: dalis, besiliečianti su pagrindiniu vamzdžiu, paprastai suprojektuota su pusapvaliu arba balno -formos išlenktu paviršiumi, kad tilptų prie išorinio pagrindinio vamzdžio paviršiaus.
Filialo uostas: Išvadas, skirtas prijungti atšakų vamzdžius, paprastai su sriegine arba lizdine konstrukcija
Tvirtinimo mechanizmas: įtaisas, naudojamas balno spaustukui pritvirtinti prie pagrindinio vamzdžio, dažniausiai dviejų tipų: varžtas-užveržtas ir varžtas-laisvas pleištas-fiksuotas.
Sandarinimo mazgas: Paprastai sudarytas iš EPDM guminio sandarinimo žiedo, esančio balnelio spaustuko ir pagrindinio vamzdžio sąlyčio vietoje, kad būtų užtikrintas sandarinimas.
Sutvirtinimo konstrukcija: kai kurie aukšto slėgio balno spaustukai yra sukurti su sutvirtinančiomis briaunomis arba metalinėmis sutvirtinančiomis konstrukcijomis šakos angoje, kad būtų padidintas bendras stiprumas ir ilgaamžiškumas.
1.2 Darbo principas ir prijungimo būdai
PVC balnelio apkabos veikimo principas pagrįstas mechaniniu suspaudimo ir sandarinimo bendradarbiavimu. Jo pagrindinis darbo procesas yra toks:
Diegimo procesas: Pirmiausia išgręžkite skylę pagrindiniame vamzdyje, tada uždėkite spaustuko balnelio pagrindą ant vamzdžio paviršiaus ir pritvirtinkite balno spaustuką prie vamzdžio, naudodami suspaudimo mechanizmą.
Sandarinimo mechanizmas: Veikiant suspaudimo jėga, balnelio spaustuko viduje esantis sandarinimo žiedas suspaudžiamas, kad užpildytų tarpą tarp balnelio spaustuko ir pagrindinio vamzdžio, sudarydamas sandarinimo barjerą.
Filialo jungtis: Atšakos vamzdis jungiamas per balnelio spaustuko šakos angą, kad būtų sudaryta visa vamzdžių sistema
Remiantis suspaudimo metodu,PVC balnelio spaustukaidaugiausia skirstomi į du tipus:
Varžtas-Užspaudimo tipas: Naudoja varžtus ir veržles, kad pritvirtintų balno spaustuką prie pagrindinio vamzdžio, suspaudimo jėga reguliuojama valdant varžto sukimo momentą.
II. Pagrindiniai struktūriniai veiksniai
2.1 Korpuso medžiaga ir sienelės storis
Medžiagos:
PVC-U (neplastifikuotas polivinilchloridas): pasižymi dideliu kietumu ir standumu, stipriu atsparumu cheminei korozijai, tačiau santykinai mažo kietumo (gniuždymo stipris: 40–55 MPa).
Smūgis-Modifikuotas PVC: padidina tvirtumą ir atsparumą smūgiams, pridedant smūgio modifikatorių, tinkamų aukšto-slėgio aplinkoje.
PVCO (dviašiai orientuotas polivinilchloridas): žymiai padidina medžiagos stiprumą ir kietumą naudojant specialią apdirbimo technologiją, kuri nukreipia molekulines grandines ašine ir perimetru, o atsparumas slėgiui yra geresnis nei įprastas PVC.
Sienos storis:
Kai balno pagrindo sienelės storis padidėja nuo 3 mm iki 5 mm, balno apkabos atsparumas slėgiui gali būti pagerintas maždaug 40%.
Atšakos prievado sienelės storis turi būti 20-30 % storesnis nei balno pagrindo, kad būtų padidintas jo atsparumas įtrūkimams.
Pagal ASTM standartus balno gnybtų, kurių vardinis skersmuo (DN) mažesnis nei 110 mm, minimalus sienelės storis turi būti ne mažesnis kaip 3,2 mm; tiems, kurių DN yra nuo 110 mm iki 315 mm, minimalus sienelės storis turi būti ne mažesnis kaip 4,5 mm.
2.2 Tvirtinimo mechanizmas
Suspaudimo jėga:
Norint pasiekti efektyvų sandarinimą, sandarinimo žiedą reikia suspausti 20–30%. Viršijus 80 % medžiagos takumo ribos, gali lengvai deformuotis
Keturių{0}}taškų varžtų tvirtinimo konstrukcija gali padidinti atsparumą slėgiui maždaug 15 %, palyginti su dviejų-taškų konstrukcija, nes užtikrina tolygesnį suspaudimo jėgos pasiskirstymą.
Tipai:
Varžtas-Užspaudimo tipas: Leidžia reguliuoti suspaudimo jėgą ir tinka įvairaus skersmens vamzdžiams, tačiau turi netolygų jėgos pasiskirstymą (linkusi į įtempių koncentraciją).
Pleištas{0}}Fiksuotas tipas: Lengvas montavimas ir santykinai vienodas jėgos paskirstymas, optimalus 15–20 laipsnių pleišto kampas, tačiau suspaudimo jėgą sunku valdyti ir reikalingas didelis gamybos tikslumas.
Gnybtas{0}}Užspaudimo tipas: Siūlo tolygų jėgos paskirstymą ir tinka didelio{0}}skersmens vamzdžiams, tačiau turi sudėtingą struktūrą ir 25 % didesnę kainą (atsparumas slėgiui yra apie 10 % didesnis nei varžto tipo).
2.3 Sandarinimo konstrukcija
Sandarinimo žiedas:
EPDM (etileno propileno dieno monomero) guma: pasižymi puikiu atsparumu oro sąlygoms, atsparumu ozonui ir cheminei korozijai, tinka daugeliui vandens ir nuotekų sistemų (atsparumas slėgiui: iki 1,6 MPa kambario temperatūroje).
Silikoninė guma: pasižymi puikiu atsparumu aukštai -temperatūrai (išlaiko elastingumą nuo -50 laipsnių iki 200 laipsnių), tačiau yra mažiau atspari cheminei korozijai nei EPDM.
Rekomendacija: EPDM sandarinimo žiedai, kurių kietumas yra 60-70 Shore A (subalansuoja sandarinimo efektyvumą ir sumažina PVC paviršiaus pažeidimą).
Sandarinimo griovelis:
Gylis: 70-80% sandarinimo žiedo skersmens (siekiant užtikrinti 20-30% suspaudimo laipsnį).
Plotis: 10{1}}15 % didesnis nei sandarinimo žiedo skersmuo (kad nebūtų per daug suspaustas žiedas).
Padėtis: yra aukšto{0}}slėgio kontaktinio paviršiaus tarp balnelio spaustuko ir pagrindinio vamzdžio pusėje (siekiant padidinti vidutinį slėgį pagalbiniam sandarinimui).
III. Išvada ir perspektyva
Vykdant nuolatinius tyrimus ir naujoves, atsparumas slėgiui ir bendras veikimasPVC balnelio spaustukaibus nuolat tobulinamas, suteikiant tvirtesnes garantijas saugiam ir patikimam įvairių vamzdžių sistemų darbui.
