پکینگ ولو

 Valve Packing

صرف نظر از نوع ,ولو، تمام شیرهای کنترل ساقه کشویی به نوعی آب بندی نیاز دارند که امکان حرکت ساقه را از یک دستگاه خارجی (یک محرک) در حین آب بندی سیال فرآیند فراهم می کند(پکینگ ولو ، Valve Packing)،

بنابراین هیچ نشتی بین ساقه متحرک و بدنه شیر رخ نمی دهد. اصطلاح کلی این مکانیسم آب بندی، valve packing  است.

این ویژگی مکانیکی بی شباهت به جعبه پرکننده ای ست که برای آب بندی آب دریا از ورود به قایق یا کشتی در نقطه ای که محور پروانه به بدنه نفوذ می کند، استفاده می شود:

مشکل اساسی برای کشتی و  valve یکسان است: چگونه می توان به یک محور متحرک اجازه داد از چیزی عبور کند که باید مانعی غیرقابل نفوذ برای برخی از مایعات باشد (در مورد بدنه کشتی، سیال آب دریا است).

. راه حل این است که شفت را در یک ماده منعطف بپیچید که تناسب نزدیک شفت را بدون اتصال به حرکت حفظ کند.

یک ماده آب بندی سنتی برای محورهای پروانه کشتی طناب کتان است. نوعی روغن کاری معمولا ارائه می شود تا این ماده بسته بندی اصطکاک بیش از حد بر حرکت شفت تحمیل نکند. (برخی از مواد بسته بندی، به ویژه تفلون و گرافیت، تمایل به خود روانکاری دارند.)

جعبه‌های Stuffing دریایی مدرن به جای کتان از مواد پیشرفته‌ای مانند تفلون (PTFE) یا گرافیت استفاده می‌کنند که عمر طولانی‌ تری دارند و آب کمتری نشت می‌کنند.

در دنیای شیرهای کنترلی، مواد بسته بندی سنتی قبلاً آزبست بود (به شکل حلقه یا طناب، بسیار شبیه کتان برای استفاده در جعبه های Stuffing )، اما اکنون معمولاً تفلون یا گرافیت نیز می باشد.

در مورد جعبه پر کردن کشتی، مقدار کمی نشت آب مشکلی ایجاد نمی کند، زیرا همه کشتی ها به پمپ های کف کش مجهز هستند تا آب جمع آوری شده را در طول زمان پمپاژ کنند. با این حال، نشت در بسیاری از کاربردهای شیر کنترل صنعتی که در آن ما باید انتشارات فرار را به حداقل برسانیم، غیرقابل قبول است.

“گسیل فراری” (fugitive emission) هر گونه فرار ناخواسته ماده فرآیند به محیط اطراف است، معمولاً از نشت در اطراف شفت پمپ و شیر. مجموعه‌های بسته‌بندی «محیط‌زیست» (environmental) ویژه برای کاربردهای دریچه‌های کنترل در جایی که این یک نگرانی است در دسترس است.

آب بندی در یک شیر ساقه کشویی در بخشی از بدنه دریچه به نام درپوش(bonnet) که در این نمودار ساده شده از یک single-ported, stem-guided globe valve نشان داده شده است، قرار می گیرد:

در اینجا، مواد آب بندی به شکل چندین حلقه متحدالمرکز است که مانند واشر روی یک پیچ روی ساقه Valve انباشته شده اند. این packing rings  از بالا توسط فلنج بسته‌کننده به پایین فشار داده می‌شوند تا نیروی فشاری در اطراف محیط Stem اعمال شود.

این نیروی فشاری برای ایجاد تنش مکانیکی در مواد Packing  لازم است تا آن را محکم به ساقه و دیواره داخلی Bonnet ببندد.

دو مهره رزوه شده روی studs نیروی مناسبی را روی حلقه های بسته بندی حفظ می کنند. باید مراقب بود که این مهره ها بیش از حد سفت نشوند و مواد packing بیش از حد فشرده نشود، در غیر این صورت پکینگ باعث ایجاد اصطکاک بیش از حد روی Stem می شود.

این اصطکاک نه تنها حرکت دقیق ساقه  را مختل می کند، بلکه باعث ایجاد ساییدگی بی مورد روی ساقه و آب بند می شود و احتمال نشتی پکینگ در آینده را افزایش می دهد. نیروی ناکافی فلنج پکینگ منجر به آب بندی ضعیف می شود و سیال فرآیند به طور بالقوه از پکینگ و خارج از شیر نشت می کند.

نگاهی دقیق تر به bonnet ، تعداد زیادی از اجزا را نشان می دهد که با هم کار می کنند تا یک مهر و موم کم اصطکاک و فشار محکم برای valve stem متحرک ایجاد کنند:

در این نمودار دو مجموعه از حلقه های آب بندی را می بینیم که توسط یک قطعه فلزی به نام حلقه فانوس از هم جدا شده اند. حلقه فانوس به عنوان یک فاصله دهنده عمل می کند که به روان کننده وارد شده از طریق درگاه روغن کاری اجازه می دهد تا از وسط Bonnet وارد هر دو مجموعه آب بندی شود.

بسته بندی نشان داده شده در اینجا توسط نیروی فشاری اعمال شده توسط packing follower “بارگذاری” می شود. تنها خاصیت ارتجاعی در این سیستم خاص در خود مواد آب بندی است. این بارگذاری ثابت نامیده می شود که به عنوان jam packing شناخته می شود. با گذشت زمان، همانطور که مواد آب بندی فرسوده و خسته می شوند، packing follower باید با سفت کردن مهره های آب بندی مجدداً فشرده شود.

هنگام چرخاندن مهره های آب بندی روی یک مجموعه بسته بندی ثابت باید بسیار مراقب باشید. گشتاور ناکافی (که به تنش ناکافی اعمال شده به بسته بندی تبدیل می شود) منجر به نشت مایع فرآیند می شود. گشتاور بیش از حد (که باعث استرس بیش از حد روی پکینگ می شود) منجر به اصطکاک بالای ساقه  و خرابی زودرس پکینگ می شود.

سناریوی دوم همان چیزی است که معمولاً در محیط‌های صنعتی مشاهده می‌شود، جایی که پرسنل خوش‌نیت اما ناآگاه برای جلوگیری از نشتی، آب بندی valve را بیش از حد سفت می‌کنند. راه حل مناسب برای مجموعه آب بندی که با وجود گشتاور مناسب، نشتی دارد، جایگزینی است، نه سفت شدن بیشتر.

جایگزینی برای بارگذاری ثابت، قرار دادن فنر فلزی در مجموعه آب بندی است، به طوری که خاصیت ارتجاعی فنر به حفظ مقدار مناسبی از تنش آب بندی با فرسودگی و پیر شدن مواد آب بندی کمک می کند. این بارگذاری Live نامیده می شود که نمونه هایی از آن در اینجا نشان داده شده است:

 

در یکی از این نمونه‌ها، فنر مارپیچ را در داخل Bonnet می‌بینیم که برای live-load the packing استفاده می‌شود. در مثال دیگر مجموعه ای از واشرهای فنری فولادی را می بینیم که به فنر Belleville معروف هستند.

فنرهای Belleville دارای مشخصات مقعر هستند که به آنها در برابر فشار در امتداد محور شفت مقاومت می کند. این واشرهای فنری همیشه به صورت جفت روی هم قرار می گیرند (مقعر در برابر مقعر، محدب در برابر محدب) بنابراین واشرها فضایی برای فشرده سازی دارند.

عکس های گرفته شده از یک مجموعه آب بندی واقعی Valve که از Bonnet (سمت چپ) جدا شده و روی Stem Valve (سمت راست) دوباره مونتاژ شده است، ساختار آب بندی و اجزای مرتبط را نشان می دهد.

 

حلقه فانوس در این مجموعه آب بندی وجود ندارد، اما یک فنر مارپیچ وجود دارد. این باعث می شود که آن را به یک آب بندی با بارگذاری زنده بر خلاف  jam packing تبدیل کند.

در کاربردهای  آب بندی که نیاز به روغن کاری خارجی دارند، ممکن است یک روان کننده  آب بندی ساقه به درگاه روغن کاری روی Bonnet متصل شود. این دستگاه از یک پیچ رزوه دار به عنوان پیستون برای فشار دادن مقدار کمی گریس به مجموعه آب بندی استفاده می کند:

تعمیر و نگهداری پیشگیرانه شیر کنترلی