Cum obțin inelele lentilelor o presiune ridicată în scaunul garniturii cu sarcini reduse ale șuruburilor?

Capacitatea inelului lentilei de a obține o presiune ridicată în scaunul garniturii cu sarcini reduse ale șuruburilor se datorează în primul rând principiilor sale de proiectare, proprietăților materialelor, cerințelor de procesare și efectelor fizice în timpul funcționării. Secțiunea transversală a garnitura lentilei este proiectat să fie sferic sau similar cu o lentilă convexă. Acest design face ca contactul dintre garnitură și flanșă să devină un contact de linie în loc de un contact de suprafață. Designul de contact al liniei reduce semnificativ aria de contact, producând astfel un stres de contact local mai mare sub aceeași forță de prestrângere a șuruburilor, adică obținând o presiune mare în scaunul garniturii. Când presiunea internă a sistemului crește, garnitura lentilei va fi afectată de presiunea internă și se va extinde radial. Această expansiune va spori și mai mult efortul de contact dintre garnitură și suprafața flanșei, formând așa-numitul „efect de auto-strângere”. Acest efect permite garniturii lentilei să mențină o performanță stabilă de etanșare în medii de înaltă presiune, cu sarcini inițiale scăzute ale șuruburilor.
Garniturile lentilelor sunt de obicei realizate din materiale cu elasticitate bună, cum ar fi metalul, cauciucul sau materialele compozite. Aceste materiale se pot deforma elastic atunci când sunt supuse unor forțe externe, umplând golurile minuscule dintre suprafețele flanșei pentru a forma o etanșare eficientă. În același timp, materialul elastic se poate adapta și la denivelările suprafeței flanșei și poate îmbunătăți fiabilitatea etanșării. Duritatea materialului garniturii trebuie să fie moderată. Nu numai că ar trebui să aibă suficientă rezistență pentru a rezista efectului forței de prestrângere a șuruburilor și presiunii interne a sistemului, ci și să evite solicitarea excesivă de contact cu suprafața flanșei și deteriorarea suprafeței de etanșare. În general, materialul garniturii ar trebui să fie mai moale decât materialul flanșei pentru a permite o potrivire strânsă cu sarcini mai mici ale șuruburilor.
Pentru a asigura o etanșare eficientă între garnitura lentilei și suprafața flanșei, suprafața flanșei trebuie să aibă o planeitate ridicată. Orice denivelare ușoară poate face ca garnitura să nu se potrivească strâns, afectând astfel efectul de etanșare. Prin urmare, atunci când se prelucrează flanșe, este necesar să se controleze strict indicatorii de precizie geometrică, cum ar fi planeitatea și paralelismul. Garniturile lentilei trebuie de obicei instalate în canelura de etanșare a flanșei. Precizia de prelucrare a canelurii de etanșare afectează, de asemenea, în mod direct efectul de etanșare al garniturii. Lățimea, adâncimea și forma canelurii de etanșare trebuie proiectate și prelucrate cu precizie în funcție de dimensiunea și forma garniturii.
Datorită designului liniei de contact a garniturii lentilei, atunci când forța de prestrângere a șurubului acționează asupra garniturii, concentrarea tensiunilor va avea loc pe linia de contact. Această concentrare a tensiunii ajută la obținerea unei presiuni ridicate în scaunul lamei la sarcini mai mici ale șuruburilor. Cu toate acestea, trebuie avut grijă pentru a evita stresul excesiv care ar putea duce la deteriorarea garniturii sau a flanșei. Când forța de prestrângere a șuruburilor este eliberată sau presiunea internă a sistemului este redusă, garnitura lentilei își poate folosi capacitatea bună de recuperare elastică pentru a reveni rapid la forma și poziția inițială, menținând astfel continuitatea și stabilitatea sigiliului.
Garniturile lentilelor ating obiectivul de presiune ridicată în scaunul garniturii la sarcini mici ale șuruburilor printr-o combinație de principii unice de proiectare, proprietăți ale materialelor, cerințe de procesare și efecte fizice în timpul funcționării. Această caracteristică face ca garniturile lentilelor să aibă perspective largi de aplicare și o valoare practică importantă în sistemele de conducte de înaltă presiune și recipientele sub presiune.