Металлические сильфоны

Металлические сильфоны представляют собой эластичные сосуды, которые можно сжимать при приложении давления к внешней стороне сосуда или растягивать под вакуумом. Когда давление или вакуум сбрасываются, сильфон возвращается к своей первоначальной форме при условии, что материал не подвергся нагрузке, превышающей предел текучести . Они используются как из-за своей способности деформироваться под давлением, так и из-за обеспечения герметичности , допускающей движение.

Технология прецизионных сильфонов 20-го и 21-го веков сосредоточена на металлических сильфонах, а для менее требовательных применений используются сильфоны из резины и пластика. Эти изделия мало похожи на оригинальные кожаные мехи, традиционно используемые в каминах и кузницах .

Типы

Существует три основных типа металлических сильфонов: штампованные, сварные и гальванопластиковые.

Формованные сильфоны производятся путем переработки труб, обычно производимых методом глубокой вытяжки , с использованием различных процессов, включая холодную формовку (прокатку) и гидроформовку . Их еще называют витыми мехами или сильфонами .

Сварные сильфоны (также называемые приварными по краям или диафрагменными сильфонами) изготавливаются путем сварки друг с другом нескольких индивидуально сформированных диафрагм. Сравнение двух типов сильфонов обычно сосредоточено на стоимости и производительности. Гидроформованные сильфоны обычно имеют высокую стоимость оснастки , но при массовом производстве могут иметь более низкую цену за штуку. Однако гидроформованные сильфоны имеют более низкие эксплуатационные характеристики из-за относительно толстых стенок и высокой жесткости. Сварные металлические сильфоны производятся с меньшими первоначальными затратами на оснастку и сохраняют более высокие эксплуатационные характеристики. Недостатком сварных сильфонов является пониженная прочность металла в местах сварных соединений, вызванная высокой температурой сварки. ^[1]

Электроформованные сильфоны производятся путем нанесения покрытия ( электроформования ) металлического слоя на модель (оправку) с последующим удалением оправки. Их можно производить с умеренными затратами на оснастку и с тонкими стенками (25 микрометров или менее), что обеспечивает высокую чувствительность и точность таких сильфонов во многих сложных условиях применения, а также можно изготавливать формы, которые было бы исключительно сложно изготовить другими способами с небольшая дополнительная трудность. ^[2]^[3]

Другая область сравнения – это строительные металлы. Гидроформованные и катаные сильфоны ограничиваются металлами с высокими характеристиками пластического удлинения, тогда как сварные сильфоны могут быть изготовлены из более широкого спектра стандартных и экзотических сплавов, таких как нержавеющая сталь и титан , а также других высокопрочных, устойчивых к коррозии материалов. Электроформованные сильфоны могут изготавливаться из никеля , его высокопрочных сплавов и меди .

Приложения

Металлические сильфоны используются во многих отраслях промышленности. Ниже вы найдете несколько;

Тензодатчики ; Тензодатчик деформируется, если к нему прикладывается определенная нагрузка в виде давления или деформации. Эта деформация затем обнаруживается тензодатчиком, через который низкого напряжения постоянный ток протекает . Изменение напряжения обнаруживается и отображается на панели управления . Над манометром установлен сильфон, защищающий его от внешних воздействий.
Вакуумные прерыватели; Для переключения очень высокого напряжения на трансформаторных подстанциях высокий вакуум или диэлектрический газ во время эксплуатации вокруг контактов должен поддерживаться под высоким давлением, чтобы уменьшить образование дуги, которая может повредить контакты и может помешать безопасному разрыву цепи. Здесь сильфон позволяет контактам входить и выходить, сохраняя при этом надежное газонепроницаемое уплотнение.
Механические уплотнения ; Они в основном используются для закрытия внутренней части насоса от внешнего мира, чтобы предотвратить утечку . Для этого на валу насоса устанавливается механическое уплотнение. При вращении вала насоса должен быть установлен уплотнительный элемент, состоящий из неподвижного и вращающегося кольца. Для обеспечения достаточного давления на два кольца одно из них оснащено пружиной, сильфон обеспечивает свободное перемещение пружины без утечек. Сильфон может быть сконструирован таким образом, чтобы он также выполнял функцию пружины.
Манометры: Если необходимо измерить давление агрессивных жидкостей или газов, манометр необходимо изолировать от потока. В критических случаях вместо трубки Бурдона в манометре используется мембранное уплотнение. Это обеспечивает большую безопасность, чем не позволяют агрессивные средства массовой информации. Диафрагма представляет собой автономный датчик, передающий смещение на измерительное устройство.
Датчики: в этом случае диафрагма или гофрированный сильфон полностью герметичны и заполнены определенным газом. Два электрических полюса проникают внутрь сильфона. Изменяя ток этих двух полюсов, можно регулировать температуру внутри сильфона. Расширение или сжатие сильфона используется в качестве привода для управления определенным движением.
Уплотнение клапана: между корпусом и штоком клапана используется сильфон, обеспечивающий полную изоляцию внутренней части клапана от внешнего мира. В Европе это имеет особое значение, поскольку такие правила, как TA Luft, запрещают любые утечки.
Муфты для шаговых двигателей и серводвигателей : Гибкая часть, способная компенсировать несоосность, выполнена в виде сильфона. Это гарантирует отсутствие разницы в угловом положении между двумя полумуфтами. Это важно, если точность позиционирования должна быть чрезвычайно высокой.
Выхлопные сильфоны: Работающие двигатели вызывают собственную вибрацию. Чтобы компенсировать эти движения и разницу температур, приводящую к тепловому расширению, для соединения труб выхлопных газов с воронкой используются сильфоны.
трубопровода Компенсатор : в этом случае между трубами присоединяется короткий участок сильфона для поглощения теплового движения и вибрации, типичных для систем с высоким вакуумом, высокой температурой, криогенной системой или системами высокой чистоты, а также систем с заводской герметизацией, которые не должны допускать Любая утечка газа внутрь или из салона обеспечивает длительный срок службы.
Металлические сильфоны также используются в других продуктах и сегментах рынка, включая медицинские приложения, такие как имплантируемые насосы для лекарств, промышленные приводы, аэрокосмические приложения, такие как датчики высоты и устройства управления жидкостью (аккумуляторы, ограничители перенапряжения, компенсаторы объема и хранилища жидкости). Металлические сильфоны также используются в космической технике, обеспечивая резервуары с питьевой водой, а также аккумуляторы для сбора сточных вод.

Производство

Сварные сильфоны могут быть изготовлены из различных экзотических металлов и сплавов, тогда как формованные сильфоны ограничиваются сплавами с хорошим удлинением, латунь ярким примером которых является . Сварные сильфоны из латуни не изготавливают из-за ее принципиально плохой свариваемости. Другие преимущества сварных сильфонов включают компактность (более высокие характеристики в меньшем корпусе), возможность сжиматься до значительной высоты без повреждений, устойчивость к зазубринам и вмятинам, а также значительно большую гибкость.

Сварка металлических сильфонов — это микроскопический сварочный процесс, обычно выполняемый в лабораторных условиях при большом увеличении.

Гидроформованные сильфоны производятся путем расширения металлической трубки под гидравлическим давлением внутри сильфонной формы и принятия извилистой формы формы.

Электроформованные сильфоны производятся путем нанесения металла на сильфонную модель (оправку) и последующего удаления оправки химическими или физическими средствами. Благодаря низкой стоимости оснастки и короткому производственному циклу гальванопластика сильфонов является не только недорогим методом производства, но и идеальным инструментом для прототипирования.

Прогибы

Существует множество компенсаторов, и не каждый из них может выдерживать одинаковые типы прогиба. Различными типами отклонений являются осевые, боковые, угловые, крутильные, циклические или любые их комбинации, которые могут возникать одновременно. ^[4]

Ссылки

^ Металлические сильфоны со сварной кромкой , Bellowstech
^ Прецизионные металлические сильфоны , NiCoForm
^ «Электроформованный металлический сильфон - сервометр» . Сервометр . Проверено 22 ноября 2016 г.
^ Типы отклонений металлических сильфонов Сильфоны США (получено в марте 2012 г.)

[Bellowstech-1] Металлические сильфоны со сварной кромкой , Bellowstech

[NiColoy-2] Прецизионные металлические сильфоны , NiCoForm

[3] «Электроформованный металлический сильфон - сервометр» . Сервометр . Проверено 22 ноября 2016 г.

[4] Типы отклонений металлических сильфонов Сильфоны США (получено в марте 2012 г.)

[1]

[2]

[3]

[4]