聚氨酯浇注机电磁截止阀的设计与研究.pdf

第 4 2 卷 第 2期 2 0 l 3 年 2月 当 代 『 匕 工 C o n t e mp o r a r y C h e m i c a l I n d u s t r y V 0 ] ． 4 2 ． N O ． 2 F e b r u a r y。2 0 1 3 聚氨酯浇注机电磁截止阀的设计与研究 吴 超 ， 辽宁石油化工大学， 孙 杰 辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 1 摘 要针对聚氨酯浇注机电磁截止阀存在的问题，提出新的结构设计方案，并对其密封性进行研究。分 别以不锈钢球与黄铜、不锈钢球与聚四氟乙烯构成的密封面进行试验，研究密封宽度和密封面的粗糙度对密封 性能的影响，并通过实验的方法求出保证密封所需的密封 比压力的最佳值。 关键词浇注机；电磁截止阀；密封性；密封比压力 中图分类号T Q 3 2 3 ． 8 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 3 0 2 0 2 4 0 0 3 De s i g n a nd Re s e a r c h o f t h e El e c t r o m a g ne t i c S hut - o ff Va l v e f o r Po l yu r e t ha ne C a s t i ng M a c h i ne s C厅 a o． SUN Ji e Li a o n i n g S hih u a Un i v e r s i t y , L i a o n i n g F u s h u n 1 1 3 0 01 ，Ch i n a Ab s t r a c t Ai mi n g a t t h e p r o b l e m o f t h e e l e c tr o ma g n e t i c s h u t o ff v a l v e f o r p o l y u r e t h a n e c a s t i n g ma c h i n e s ，n e w s t r u c t u r a l d e s i g n wa s p u t f o r wa r d ， a n d i t s s e a l fun c t i o n wa s r e s e a r c h ． Th e s e a l i n g s u r f a c e s o f b r a s s s t a i n l e s s s t e e l b a l l s a n d P TF E s t a i n l e s s s t e e l b a l l we r e r e s p e c t i v e l y t e s t e d ． T h e e f f e c t o f s e a l i n g wi d t h a n d s e a l i n g f a c e r o u g h n e s s o n s e a l f u n c t i o n wa s a n a l y z e d ， a n d t h e o p t i ma l v a l u e o f s e a l i n g p r e s s u r e wa s o b t a i n e d b y t h e e x p e r i m e n t a l me t h o d ． Ke y wo r d s Ca s t i n g ma c h i n e ； El e c t r o ma g n e t i c s h u t o ff v a l v e ； S e a l fu n c t i o n ； S e a l i n g p r e s s u r e 在聚氨酯注机中，电磁截止阀是一个非常重要 的部件。 它的工作性能， 密封性能 ，都直接影响到 到浇注机的真空度及计量配比的精度 。然而计量配 比精度又直接影响浇注机所浇注的产品质量。计量 截止 阀历经从单向阀、气动阀再到电磁阀的发展过 程。单向阀具有结构简单、无运动密封要求、体积 小、装配灵活的特点；但其工作完全依靠弹簧的弹 力，而弹簧的刚度却不容易确定，若取较小刚度很 难保证计量 回程时 陕速关闭和关闭密封性 尤其是 在 作一段时间后阀座已有磨损 ；若取较大刚度， 虽然保证单向阀的可靠性 ，但增加了计量泵T作压 力，导致阀座和钢球在物料 中迅速磨损。稍后出现 的气动截止阀，虽然克服了以上缺点但其存在运动 部件密封问题 ，其密封性相对较差 ，并且存在浇注 料对密封罔的腐蚀及石英砂沉积等问题 ” ，急需进 行改进 1 电磁截止阀的结构设计 针对现有截止阀存在的优缺点，以及在使用过 程中常见的问题，我们对其进行了改进。在截止阀 结构进行设计的过程中主要考虑以下几点因素 1 解决因弹簧刚度而引起性能差的问题。 2 采用电 磁结构，且提高电磁结构散热性，防止线圈过热烧 坏。 3解决截止阀密封性能差的问题。 通过对以上几点因素的分析，以及对不同方案 进行比较和实验后 ， 选择 了如图 l 所示的结构设计 。 图 1 电磁截止阀的结构图 F i g ． 1 Di a g r a m o f t h e e l e c t r o m a g n e t i c s h u t o ff v a l v e 2 电磁截止阀密封性的研究 2 ． 1 实验装置 密封性能的研究是研究截止量阀的主要任务 之一，即可靠的、耐久的密封。因为截止阀的主要 失效形式就是密封的损坏，其可以引起整个系统出 现故障，影响产品的质量，因此， 对密封性能研究 是至关重要 的。 电磁截止阀阀口通常采用接触式密封， 要具有 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 9 2 7 作者简介 吴 超 1 9 8 8 ，男， 辽宁大连人， 硕士研究生， 研 究方向石油化工机械及机 电一体化方面研究工作 E - m a i l w u j u n n a n 8 8 1 2 6 ． c o m 第4 2卷第 2 期 吴超，等聚氨酯浇注机电磁截止阀的设计与研究 2 4 1 良好的密封效果 ，密封面必须存在足够大的密封 比 压力 ，所需密封 比压力与密封材料 、宽度 、表面粗 糙度及介质压力有关 。本文通过如图 2所示的实 验装置对密封性能展开研究。通过减压 阀和压力表 调节浇注物料的物料的压力， 密封面的压力由砝码、 推杆及球形 阀的重量确定 ，量杯用于测试截止时的 泄 漏量 图2 电磁截止阀静密封实验装置 Fi g ． 2 El e c t r o m a g n e t i c s h u t o ff v a l v e s t a t i c s e a l i n g t e s t i n g d e v i c e 2 ． 2 密封材料与密封面泄漏量 的关系 由于浇注的物料一般具有腐蚀性，因此本文对 不锈钢钢球与黄铜及聚四氟乙烯配对构成的常见耐 腐蚀密封面进行测试p 。不同密封比压力下， 分别 测试钢球一 黄铜 、 钢球一 聚四氟 乙烯密封面的泄漏 量 △ ，单位密封长度泄漏流量 钆 A／ I ／ 2 订 ，式 中 为密封面的平均半径 ，试验结果如图 3 所示。 图 3 密封材料 与密封面泄漏量的关 系 Fi g． 3 The r e l at i ons h i p bet we e n amount of l e a kag e and s e a l i ng m a t e r i a l s 通过图 3可以得出 ，不同的密封材料在 同一环 境条件下泄漏量不同，其他因素不变，在同一密封 比压力下， 通过钢球一聚四氟乙密封面的泄漏流量 比钢球～黄铜密封面的泄漏量小，泄漏量随着密封 比压力的不断增大而逐渐减小，当无泄漏时即泄漏 量为零， 钢球一聚四氟乙烯密封面的密封比压力比 钢球一黄铜密封面小很多 。 2 ． 3 密封宽度及接触表面粗糙度与密封性的关系 2 3． 1 密封宽度与密封性的关系 分别选用 3 种不同密封宽度的的密封面进行试 验 ，以此研究密封宽度与密封性的关系 ，实验结果 如图 4所示 3 0 2 5 20 凸_ 盲 1 5 嘏 1 0 懈 5 0 2 4 6 8 l 0 l 2 浇 注物 料 压 力PL ／ M P a 钢球 黄 铜 浇 注 物料 压 力P L ／ M P b 钢 球一 聚 四 氟 乙烯 图 4 密封宽度与密封性的关 系 Fi g． 4 The r e l at i ons hi p be t we e n s ea l wi dt h a nd s e a l i n g f u nc t i on 结果表明 ，增加密封宽度 ，密封比压力减小 ， 在同样工作环境条件下阀口密封面的密封压力降 低，有助于有利于电磁截止阀的开启。随着浇注物 料压力逐渐增大所需密封比压力也开始增大 ，但增 大幅度逐渐降低． 2 ．3 ．2 密封接触表面粗糙度与密封性的关系 分别选用 3种表面粗糙度不 同的钢球进行试 验 ，实验结果如图 5所示。 浇注 物 料 压 力P L ／ M P a a 钢球一 黄铜 2 4 2 当 代 化 工 2 0 1 3年 2月 浇注 物 料 压 力P L ／ M P a b 钢球 聚 四 氟 乙烯 图 5 接触 表面 粗糙 度对密封性 的影响 Fi g ． 5 Th e r e l a t i o n s h i p b e t we e n c o n t a c t f a c e r o u g h ne s s a n d s e al i ng f unc t i o n 结果表明， 不同的密封材料其表面粗糙度对密封I生 能的影响不同， 但相对同一种材料而言， 其表面粗糙度 越高密封l生 能越差，表面粗糙度越低密封I生能越好。 2 ． 4 截止时密封力最优值的确定 电磁截止阀的密封力最优值是在保证截止阀在 一 定时间 内无 泄漏并 能够实 现可靠密封 的最小压 力。不同的密封材料，密封力最佳值也不一样。我 们利用以上装置对聚四氟乙烯进行试验来确定其封 口压力的最优值 ，浇注原料的工作压力可 以通过调 节气压泵的压力来实现 ，在规定时间内，观察封 口 处物料泄漏情况 ，不断调节密封压力直至在规定时 间 内无泄漏。反复试验 ，统计数据并根据截止阀上 的祛码， 推杆和球形阀重量得 出密封面的接触压力 ， 从而得出密封力的最优值。密封比压力最优值为 P最 优 G ／ 2竹6 ， 式中G 密封面的接触压力 ； b密封面的径向宽度 ； ，一密封面的平均半径。 在实际生产中密封比压力取 1 ．2倍的最佳值以 保证密封的可靠性，但密封比压力应小于密封材料 的许用 比压力 。 3 结束语 通过对浇注机电磁截止 阀的设计与研制 ，使截 止阀的结构得到简化，使截止阀的密封性能与可靠 性都得到了很大的提高，基本上解决了截止阀在生 产中常见的问题 ，从而提高了浇注机的整体性能 ， 浇注产品的质量得到改善。为实际生产中电磁 阀设 计提供了理论依据。 参考文献 [1 ] 关勇． 新型灌注机电磁强制阀的设计与研制[ J lJ ． 机械研究 L j 应用 2 0 0 4， 1 7 3 6 8 6 9 ． [ 2 ]刘后桂．密封技术[ M 】 ．长沙 湖南科技出版社 ，1 9 8 3 ． [ 3 ]林峥． 实用密封手册[ M】 ． 上海 上海科学技术出版社，2 0 0 8 ． [ 4 ]蒋庆华． 阀孔密封[ J 】 ． 自动化仪表，1 9 9 3 6 1 1 1 3 ． [ 5] 水压电磁阀阀 15 1 密封性能试验研究[ J 】 ． 郑州大学学报 下学版 ． 2 0 0 3 ． 2 4 2 7 0 7 2 惠普 I n d i g o在以色列建成全新油墨厂 近 日，惠普在以色列新建的占地 l 1 ,0 0 0平方米的印刷油墨工厂正式开业，并将从 5月份开始承担新一代惠普 I n d i g o数 码印刷机专用油墨生产。 惠普 I n d i g o 此次的新动作， 诣在更好的切合当前市场需求及传统胶印市场向数码印刷转变的发展步伐。惠普 I n d i g o 在整 个公司 2 0 1 2财年第四季度的销售额，相比2 0 1 1 年同期增长约 2 0 ％。此外， 该部门在全球商业印刷设备行业的市场地位也进 一 步得到提升 ，达到了7 1 ％，同比去年市场 占有率上涨 1 3 ％。 惠普 I n d i g o 新建的工厂在以色列工业建筑和惠普全球工厂中， 首次达到绿色建筑设计标准认证 L E E D 。 在建筑设计方面 充分考虑到可持续发展的厂地开发 、 节水功能 、 能源环保、材料保护和室内环保质量等环保因素，所有都符合惠普所做的的 环保责任承诺。 惠普 I n d i g o位于 K i r y a t G a t 市的工厂建筑面积加上新建工厂面积共达 5 ． 6 万平方米，且未来有望再次扩建。此处T厂同 样包括企业培训和惠普 I n d i g o 数字印刷设备 厂前的最终检测环节的工作。此前 ，惠普 I n d i g o在新加坡也有油墨生产厂。 亚太和 日本地区图形解决方案事业部 I n d i g o ／ I n k j e t 数字印刷解决方案部门总监兼总经理 R o n e n S a m u e l 指出“ 满足永洪 这样的数字印刷客户的需求对于我们非常重要， 它会推动我们未来的业务决策。 以色列全新的油墨制造工厂能让我们为自己 的大型数字印刷机高效地提供高质量油墨， 确保我们的客户能够得到 自己所需的油墨， 从而满足其用户需求并帮助其业务不 断发展。 ”随后 ，惠普公司推出的第一款拥有胶印品质的 I n d i g o 1 0 0 0 0 数码印刷机，也将从这家新建工厂进行检测后对外运 输 8 6 4 2 0 。 i 氆 爿 蒋黼