Kohleminenventile: Die Kunst der Präzisionskontrolle der Toleranz auf Mikronebene und menschlicher Transformation

In der komplexen Umgebung von Kohleminen übernehmen Ventile als Kernkomponenten der Fluidkontrolle die wichtige Mission, Druck zu regulieren, Medien abzuschneiden und die Sicherheit zu gewährleisten. Die Genauigkeit des Konzepts und des Herstellungsprozesses bestimmt direkt die Sicherheit und Effizienz der Minenproduktion. Wenn Sie das Handrad-Ventil mit dem Handrad angetrieben werden, verfolgt das Design seines Betriebsmechanismus und der Dichtungsstruktur Präzision und Gleichgewicht wie ein gerichtliches Gleichgewicht und wandelt die Arbeitskräfte in Millimeterebene durch die Ventilscheibe durch mechanisches Getriebe um, während der Übereinstimmung des Versiegelungspaares dem Toleranzgesetz auf das Mikromonstrom-Ebene folgt. Jede leichte Abweichung kann eine Kettenreaktion auslösen und zum Zusammenbruch des gesamten Drucksystems führen.

Das Handraddesign von Kohleminsenventile ist im Wesentlichen, um die physikalische Festigkeit des Bedieners in eine lineare oder rotationale Bewegung der Klappenscheibe durch eine mechanische Struktur umzuwandeln. Wenn der Bediener das Handrad gegen den Uhrzeigersinn dreht, überträgt die Speichenstruktur des Handrads das Drehmoment auf die Ventilstammmutter, und der Ventilstamm erzeugt axiale Verschiebung oder Rotationsbewegung unter der Wirkung des Gewindepaares. Während dieses Prozesses werden die Größe, das Material und das Übertragungsverhältnis des Handrads genau berechnet: Die Anzahl der Speichen beträgt normalerweise nicht mehr als 6, um die Spannungskonzentration zu vermeiden; Die Felgenoberfläche muss glatt und frei von scharfen Kanten sein, um Kratzer während des Betriebs zu verhindern. Die Verbindung zwischen der Handradmutter und dem Ventilstamm verwendet eine hochfeste Gewindeanpassung, um die Zuverlässigkeit der Drehmomentübertragung zu gewährleisten.

Da das Getriebemedium zwischen dem Handrad und der Ventilscheibe der Ventilstamm so ausgelegt sein muss, dass sowohl Stärke als auch Flexibilität berücksichtigt werden. Unter hohem Druck muss der Ventilstamm den doppelten Auswirkungen von mittlerem Druck und Reibung standhalten, sodass er häufig aus hochfestem Legierungsstahl besteht, und die Oberfläche ist nitriert oder verchromt, um den Verschleißfestigkeit zu verbessern. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Ventilstamm und die Ventilscheibe zu verbinden, einschließlich der Gewindeverbindung, der Schlüsselverbindung oder des Schweißens. Unabhängig von welchem Formular müssen jedoch sichergestellt werden, dass die Koaxialität und die Vertikalitätsfehler innerhalb des Mikronenbereichs gesteuert werden, um die Ablenkung oder Jamming während der Ventilscheibenbewegung zu vermeiden.

Die Versiegelungsleistung von Kohlemine -Ventilen ist der Kernindikator, und der übereinstimmende Clearance des Versiegelungspaars ist der Schlüssel zur Bestimmung dieser Leistung. Das Versiegelungspaar besteht normalerweise aus der Ventilscheibendichtungsfläche und der Ventilsitzverdichtung. Wenn Sie beispielsweise Metallhartversiegelung einnehmen, muss die Flachheit der Versiegelungsfläche nicht mehr als 0,0009 mm betragen, und die Oberflächenrauheit muss RA ≤ 0,2 Mikrometer (harte Materialien) oder RA ≤ 0,4 Mikrometer (weiche Materialien) erreichen. Diese Präzisionsanforderung bedeutet, dass, wenn die Versiegelungsfläche auf die Größe eines Fußballfeldes vergrößert wird, ihre Oberfläche Unebenheit nicht den Durchmesser eines Haares überschreiten darf.

Das Design der Anpassung des Versiegelungspaars muss den Druck, die Temperatur und die Korrosivität des Mediums berücksichtigen. Unter hohen Druckdifferenzbedingungen verursacht ein zu großer Spalt mittlere Lecks und führt sogar zu Vibrationen und Erosion der Klappenscheibe. Während eine zu kleine Lücke aufgrund der thermischen Ausdehnung oder der Partikeljamming ein Versiegelungsfehler verursachen kann. Daher ist das Toleranzband des Versiegelungspaars normalerweise streng auf ± 10 Mikrometer beschränkt und wird durch Prozesse wie Schleifen und Polieren erreicht. Zusätzlich ist die Materialauswahl des Versiegelungspaars von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise kann die Versiegelungsfläche mit Stellitenlegierungsflächen die Verschleißwiderstand und Korrosionsbeständigkeit erheblich verbessern, während Polytetrafluorethylen- oder Graphitfüllstoffe für niedrige Druck- oder nicht korrosionsfähige Medien geeignet sind.

Wenn die Anpassung des Versiegelungspaars die Entwurfstoleranz überschreitet, sind die Folgen katastrophal. In Kohleminen hat das gemischte Gasmedium, Kohlestaub und Wasser extrem hohe Anforderungen für die Versiegelung von Ventilen. Sobald die Dichtung ausfällt, kann das Hochdruckmedium durch den Spalt in den niedrigen Druckbereich auslaufen und Druckungleiche verursacht. Beispielsweise kann im Gasextraktionssystem Ventilleckage zu Gasakkumulation führen. Wenn die Konzentration den Sicherheitsschwellenwert überschreitet, schneidet das System die Gasquelle automatisch ab und löst sogar einen Brandalarm aus. Im hydraulischen Unterstützungssystem führt Leckagen zu einer Abnahme der Stützkraft der Unterstützung, was das Risiko eines Dachkollaps verursacht.

Darüber hinaus können unkontrollierte Toleranzen auch den Verschleiß und die Korrosion von Ventilen beschleunigen. Unter der Wirkung von Hochdruckdifferenz können Partikel im Medium in den Versiegelungsspalt eingebettet werden, der "Schleifverschleiß" bildet und die Spaltgröße weiter erweitert. Während korrosive Medien die Versiegelungsfläche direkt untergraben und das Oberflächenfinish zerstören können. Dieser Teufelskreis wird schließlich zu einem vollständigen Versagen des Ventils führen, was die Mine dazu zwingt, die Produktion für die Wartung zu stoppen, was enorme wirtschaftliche Verluste und Sicherheitsrisiken verursacht.

Um sicherzustellen, dass die Toleranz des Versiegelungspaars immer im kontrollierbaren Bereich liegt, müssen die Kohleminenventile regelmäßig aufrechterhalten und überwacht werden. Die Wartung umfasst: Überprüfung des Verschleißes der Dichtfläche, Mahlen und Reparaturen bei Bedarf; Ersetzen von gealterten Verpackungen oder O-Ringen; und Überprüfung der Geradheit und Koaxialität des Ventilstamms. Zu den Überwachungsmethoden gehören: Verwenden von Ultraschalltests zum Erkennen von Rissen auf der Dichtungsfläche; Überprüfung der Versiegelung des Ventils durch Drucktests; und Verwendung der Vibrationsanalyse zur Bewertung der Bewegung der Ventilscheibe.

Mit der Entwicklung intelligenter Technologie haben einige Kohlemine-Ventile Online-Überwachungssysteme integriert, die Echtzeit-Feedback zu den Spaltänderungen und mittlerer Lecks des Versiegelungspaars bieten können. Durch die Installation von Drucksensoren und Verschiebungssensoren im Ventilkörper kann das System beispielsweise die Komprimierung und die Leckquote des Versiegelungspaars automatisch berechnen und eine frühe Warnung ausstellen, wenn der Schwellenwert überschritten wird. Dieser aktive Wartungsmodus verbessert die Zuverlässigkeit des Ventils erheblich und erweitert seine Lebensdauer.