Расчетные параметры сильфонов для топливораздаточных колонок

Компенсатор сильфонный предназначен для подсоединения гидравлической системы колонки к трубопроводу. Сильфонный компенсатор имеет ряд преимуществ перед простым глухим соединением трубопровода, подводимого к ТРК. Уникальная конструктивная особенность позволяет сильфонным компенсаторам гасить перепады и колебания при подключении топливораздаточных колонок, резервуаров и другого оборудования АЗС. Сильфонный компенсатор — это пластичный элемент трубопровода и существенно продлевает срок эксплуатации топливопроводов. Сильфонный компенсатор для ТРК состоит из гофрированной нержавеющей стали, благодаря чему легко поддается деформации и удобен при подсоединении.

Теоретической основой проектирования металлических сильфонов является теория пластин и оболочек, механика материалов, вычислительная математика и др. Расчетными параметрами являются жесткость, напряжение, эффективная площадь, неустойчивость, допустимое смещение, сопротивление давлению и срок службы.

Сопротивление сжатию

Сопротивление давлению является важным параметром производительности гофрированной трубы. Гофрированная труба при комнатной температуре, форма волны не подвергается пластической деформации, может выдерживать максимальное статическое давление, то есть ее максимальное сопротивление давлению в целом, сильфон работает под определенным давлением (внутренним или внешним давлением), поэтому он должен выдерживать это давление на протяжении всего рабочего процесса без пластической деформации.

Сопротивление давлению фактически относится к категории прочности сильфонов. Ключом к расчету является анализ напряжений, то есть анализ напряжений на стене до тех пор, пока максимальная точка напряжения на стене не превышает предел текучести материала, давление не достигнет своего сопротивления давлению.

То же самое сильфонное в других условиях работы, внешнее давление лучше, чем стабильность внутреннего давления, поэтому максимальное сопротивление давлению внешним давлением выше, чем по внутреннему давлению.

При фиксации на обоих концах сильфоны могут лопнуть и повредиться на гребне, если на его внутреннюю полость будет приложено достаточно большое давление. Значение давления внутри гофрированной трубы при начале разрыва называется разрывным давлением. Давление разрыва – это параметр, характеризующий максимальную прочность давления. Рабочее давление намного меньше, чем давление разрыва в течение всего рабочего процесса, иначе гофрированная труба сломается и будет повреждена.

Когда длина гофры меньше или равна наружному диаметру, результат расчета и фактическое давление разрыва очень близки; фактическое давление разрыва намного ниже для тонких сильфонов. Давление разрыва составляет около 3 ~ 10 раз от допустимого рабочего давления.

устойчивость

Когда оба конца ограничены, если давление внутри сильфонов увеличивается до определенного критического значения, гофрированная труба станет неустойчивой.

Допустимое смещение

Для сильфонов, работающих в компрессии, его максимальное компрессионное смещение составляет: сильфоны под давлением, сжатие до максимального значения смещения, которое может быть получено при контакте гофр друг с другом, также известное как максимальное смещение, допускаемое конструкцией, оно равно разнице между свободной длиной сильфонов и максимальной длиной сжатия.

Она равна разнице между свободной длиной сильфонов и максимальной длиной сжатия. Максимальное смещение, которое можно получить без пластической деформации сильфонов, называется допустимым смещением сильфонов.

Гофрированная труба в фактическом рабочем процессе будет производить остаточную деформацию, остаточную деформацию, также известную как постоянная деформация или пластическая деформация, гофрированная труба в силе или деформации давления, когда сила или давление удалены, гофрированная труба не восстанавливает исходное состояние явления, известного как остаточная деформация, остаточная деформация обычно выражается количеством гофрированной трубы, не восстанавливающей исходное положение, также известный как нулевое смещение.

Соотношение между смещением гофрированной трубы и нулевым смещением, будь то растяжение или сжатие, в начале смещения гофрированной трубы, ее остаточная деформация очень мала, как правило, меньше, чем стандартное допустимое значение смещения гофрированной трубы. Однако, когда растяжение (или сжатие) смещения постепенно увеличивается до более чем определенного значения смещения, это вызовет внезапное увеличение нулевого значения смещения, что указывает на то, что гофрированная труба производит относительно большую остаточную деформацию, после этого. Если смещение увеличить немного больше, остаточная деформация значительно увеличится. Так что сильфоны вообще не должны превышать этого водоизмещения, иначе это серьезно снизит его точность, стабильность и надежность и срок службы.

Допустимое компрессионное смещение сильфонов, работающих при сжатии, больше, чем допустимое растягивающее смещение сильфонов, работающих в растяжении, поэтому сильфоны должны быть рассчитаны на максимально возможную работу при сжатии. В ходе эксперимента установлено, что в целом допустимое сжимающее смещение сильфонов из одного и того же материала и той же спецификации составляет в 1,5 раза допустимое растягивающее смещение.

Допустимое смещение связано с геометрическими размерными параметрами и свойствами материала сильфонов. В общем, допустимый размер смещения гофрированной трубы пропорционален пределу текучести материала и квадрату наружного диаметра и обратно пропорционален модулю упругости материала и толщине стенки гофрированной трубы. В то же время относительная глубина волны и толщина волны также оказывают на нее некоторое влияние.

Продолжительность жизни

Срок службы сильфона – это кратчайший рабочий период или количество циклов, которые могут гарантировать нормальную работу при использовании в рабочих условиях. Системы упругого уплотнения из сильфонов часто работают в условиях, когда они подвергаются переменным нагрузкам и большим смещениям на протяжении большего количества циклов, поэтому важно определить срок службы сильфонов. Поскольку роль сильфона различна, требования к сроку его службы также различны.

◈При использовании для компенсации отклонения положения, вызванного установкой в трубопроводной системе, его срок службы составляет всего несколько раз.
◈Используемый в термостатическом контроллере с высокой частотой переключения, его срок службы должен достигать 10 000 раз, чтобы соответствовать требованиям использования.
◈При использовании в вакуумном переключателе в качестве вакуумного уплотнения срок его службы должен достигать 30 000 раз для обеспечения нормальной работы.

Из вышеуказанных трех вариантов использования видно, что срок службы, необходимый для сильфонов, сильно варьируется из-за различных условий использования. Срок службы при использовании связан с усталостными характеристиками выбранного материала, а также зависит от величины остаточного напряжения в образующихся сильфонах, концентрации напряжений и качества поверхности. Кроме того, срок службы связан с рабочим состоянием.

В процессе работы сильфона срок его службы в основном зависит от максимального напряжения, создаваемого в процессе работы. Для того, чтобы уменьшить напряжение, как правило, за счет уменьшения рабочего смещения сильфонов и снижения рабочего давления достичь. В общей конструкции рабочее смещение сильфона должно составлять менее половины его допустимого смещения, а его рабочее давление должно составлять менее половины сопротивления давлению сильфонов.

Испытание на производство гофрированной трубы доказывает, что если гофрированная труба работает по вышеуказанной спецификации, то ее основной срок службы может достигать примерно 50 000 раз.

В зависимости от характера рабочего давления допустимое смещение сильфонов также различно. Как правило, когда сильфон подвергается только осевой нагрузке (натяжению или давлению), его допустимое смещение может быть выбрано между 10% и 40% от эффективной длины сильфонов; и когда сильфон подвергается воздействию боковой концентрированной силы, крутящего момента или всеобъемлющей силы, допустимое смещение сильфонов должно быть соответствующим образом уменьшено.

Применение многослойных сильфонов может уменьшить напряжение, вызванное жесткостью и деформацией, тем самым может значительно улучшить срок службы.

Гофрированная труба в остальных случаях такая же, но характер рабочего давления (постоянная или попеременная нагрузка) при разных условиях, срок ее службы будет разным. Очевидно, что при работе при переменной нагрузке ее срок службы короче, чем при работе при постоянной нагрузке.

Сильфоны из нержавеющей стали подходят для всех видов машин или компенсации соединения трубопроводов, таких как бензиновый дозатор и автоцистерна. С хорошими характеристиками расширения, сильным уплотнением, различными нестандартными спецификациями размера могут быть настроены, тепло приветствуем новых и старых клиентов на заказ!