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高温预紧碟簧的结构及原理
添加:2022-6-29 16:28:26    游览:324    来源:奥赛罗

  高温预紧碟簧的结构如下图所示,采用耐高温、高弹性模量的特殊的合金材料加工而成,厚度较厚,拱高较小。

高温预紧碟簧结构图

  由上图可看出,高温预紧碟簧的厚度t 要比相同直径大小的普通的碟簧厚很多,而h0 则比相同直径大小的普通碟簧的h0 小很多。因此能以很小的行程提供很大的轴向补偿力。这种结构的预紧碟簧行程和载荷关系为线性关系,载荷力随着行程位移的增加而增大,当行程达到最大时,载荷力也达到峰值,它能保证在有效的行程范围内提供适合垫片密封的压力。

  高温预紧碟簧的原理

  当螺栓螺母拧紧时,它吸收机械能转化为位能(势能)并发生轴向形变(轴向被压缩),当管道或设备由于温度变化、压力变化或机械振动导致螺栓的预紧力松弛时,它释放位能(势能)转化为机械能,对螺栓的预紧力进行补偿,使螺栓的预紧力始终保持在垫片密封所需要的预紧力范围内。对于高温的管道或设备,它的作用则更加明显。当不加高温预紧碟簧时,系统开机温度逐渐升高,连接法兰首先受热膨胀,使得法兰间的密封垫片被进一步压缩,但随着温度逐渐传导到螺栓上时,螺栓也开始膨胀,造成预紧力松弛的趋势,由于螺栓的膨胀量较大,这种预紧力松弛最终会使密封垫片上的比压小于垫片所需的最小密封比压,造成密封失效,尤其是当系统又从高温逐渐降温时,法兰比螺栓先降温先收缩,更是造成了密封垫片上的比压大大下降,泄漏更易发生。当在螺栓螺母间加上这种预紧碟簧后,就发生了改观,螺栓螺母拧紧时,高温预紧碟簧被压缩到一定程度并存储能量;当螺栓开始收缩或者载荷减小时,碟簧开始恢复原状,并将存储的弹性能量转化为力施加到法兰上,时刻保证了密封垫片的比压在有效的范围内。它对因温度变化造成的法兰及螺栓的膨胀收缩而产生的密封垫片预紧力松弛进行及时有力的补偿,有效地解决了法兰连接中的螺栓预紧力松弛问题。

  预紧碟簧在高温系统密封上的优良效果。在炼油装置,如加氢反应装置中的中压蒸汽管线,采用的是金属八角垫为密封垫片,管线通蒸汽和停止通蒸汽时能造成连接法兰有300℃左右的温差,管线的法兰连接处有多处发生严重的泄漏,即使多次对螺栓进行拧紧,也无法消除。当在法兰的螺栓螺母间安装上了OTHELLO奥赛罗密封预紧碟簧后,多次通停蒸汽都未发生任何泄漏,系统运行得非常稳定可靠。同样,预紧碟簧在催化装置的设备和管道法兰上,以及各类高温换热器的法兰上。

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