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(jià)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(shí)間有效地保持其閥體夾層的真空度在一個(gè)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(gè)壁面飛向另一個(gè)壁面，每個(gè)分子在兩個(gè)壁面之間飛渡傳輸熱量，傳熱量與單位時(shí)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(shí)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(shí)間的延長，夾層內(nèi)真空度會(huì)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(shí)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(shí)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。