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Le basi dei montaggi di compressione

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Applicazioni, fattori di progetto chiave, punte & trucchi

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Indice

Introduzione

Puntali

Considerazioni della tubatura

Installazione

Considerazioni di applicazione

Conclusione

Introduzione

I montaggi di compressione sono uno dei metodi più comuni e più versatili di collegamento del metallo o tubatura di plastica dura. Particolarmente utile per le loro capacità estreme di pressione e della temperatura e la loro compatibilità con i liquidi aggressivi, montaggi di compressione può essere veduta nei sistemi variare dalle condotte di gas in raffinerie, all'impianto idraulico sotto il vostro lavandino. I montaggi miniatura di compressione sono trovati nelle applicazioni che variano dagli strumenti di rilevazione della bomba e della cromatografia, agli apparecchi medici ed alla stampa a getto di inchiostro. Se è lo scaldabagno nella vostra casa o in un tubo che trasporta i prodotti chimici pericolosi, tutte le applicazioni adattantesi di compressione hanno parecchi tratti in comune: non richiedono l'assemblea facile, la lunga vita ed assolutamente perdite.

Le assemblee del montaggio di compressione variano nella progettazione dal produttore al produttore, ma sono tutte composta degli stessi tre elementi di base: un dado o una vite di compressione, uno o più puntali e un corpo del montaggio di compressione. Il principio di funzionamento di ogni componente inoltre rimane di più o il meno stessi fra le progettazioni: la tubatura è inserita nell'estremità del montaggio ed il dado/vite è stretto, forzanti i puntali nel corpo adatto. Mentre il puntale entra lungo un asse nel corpo adatto, la forma ad angolo del corpo comprime radialmente l'estremità del puntale sul diametro esterno della tubatura. È questa compressione radiale che crea la guarnizione stretta della perdita fra il montaggio, il puntale e la tubatura e dà la compressione che misura il suo nome.

Il successo dei montaggi di compressione in un'applicazione data può dipendere da una serie di fattori. Il capo fra questi è progettazione del puntale e del montaggio, selezione della tubatura e procedura di installazione.

Puntali

Il puntale è la componente di sigillatura primaria di un'assemblea adattantesi di compressione e possono essere trovati in un'ampia varietà di materiali che variano dall'acciaio inossidabile alla grafite. La maggior parte dei puntali nel mercato tuttavia, è fabbricata dai metalli. I puntali del metallo sono attraenti perché sono stabili sopra un'ampia gamma di temperature e possono sopportare i carichi compressivi senza rilassarsi. Tipicamente, le guarnizioni metallo con metallo sono considerate perdita-inclini (per esempio, i fili di tubo del metallo sono rinforzati spesso con nastro adesivo del tubo). I puntali tuttavia, specificamente sono costruiti per creare una guarnizione ottimale contro sia la tubatura che il corpo adatto. Alcuni dei fattori chiave della progettazione del puntale includono:

Puntali simmetrici ed asimmetrici di un pezzo (d'ottone) e parte anteriore di acciaio inossidabile (cono) e puntali posteriori (del disco)

Forma del puntale

La forma sia del puntale che dell'angolo accoppiamento del corpo adatto è fattori critici nell'affidabilità di una guarnizione di compressione. Entrambe le componenti devono essere affusolate in un modo che permette che il puntale comprima correttamente mentre il dado è stretto, mentre allineamento assiale di mantenimento con la tubatura. Ulteriormente, gli angoli relativi del puntale ed il corpo adatto determineranno quanto moto lineare è convertito in compressione radiale e che livello del contatto («linea contatto» o «contatto di superficie ") è fatto con la tubatura. Un'uniforme, «compressione della linea contatto» intorno all'intera circonferenza del puntale creerà la guarnizione più affidabile. A questo scopo, è inoltre importante che il puntale ha una prima linea tagliente.

Un pezzo solo contro i puntali in due pezzi

La maggior parte dei montaggi di base di compressione contengono un singolo puntale. Le singole progettazioni del puntale minimizzano attendibilmente il numero totale delle componenti ed il lavoro una volta fabbricate dai materiali più molli (di plastica o d'ottone per esempio). Con i materiali più duri come l'acciaio tuttavia, la coppia di torsione è trasferita spesso dal dado di compressione al puntale mentre il dado è stretto. La rotazione risultante può indurre il puntale per comprimere assimetricamente, o per spostare col passare del tempo dovuto coppia di torsione residua. In acciai inossidabili, la rotazione del puntale può anche produrre la scorticatura e causare le perdite permanenti. L'aggiunta del puntale posteriore supplementare e liberamente girante può disaccoppiare il dado dal puntale anteriore, impedente il trasferimento di coppia di torsione.

Compressione di acciaio inossidabile che si adatta con la progettazione in due pezzi del puntale

Asimmetrico contro i puntali simmetrici

I puntali di un pezzo sono spesso disponibili come asimmetrici o simmetrici. Entrambe le versioni sono radialmente simmetriche per sigillare uniformemente intorno alla tubatura OD. Invece, la simmetria/asimmetria si riferisce all'orientamento per quanto riguarda il dado. Un puntale asimmetrico è a forma di cono e può essere disposto soltanto nel corpo adatto in una direzione (solitamente con la punta del cono che affronta nel corpo adatto). I puntali simmetrici assomigliano a due coni contro e possono essere disposti nel corpo adatto in qualsiasi direzione. Ciò aumenta la facilità dell'assemblea nelle applicazioni dove molti montaggi sono utilizzati ed il tempo di montaggio è critico. Il lato negativo dei puntali simmetrici, è che sono più probabili muovere l'fuori asse riguardo alla tubatura, creante le leggere perdite. Ciò è particolarmente vera una volta usata insieme con tubatura di plastica dura. Per questo motivo, i puntali asimmetrici sono preferiti solitamente per le applicazioni alta tecnologie. I puntali asimmetrici inoltre tengono conto le progettazioni in due pezzi del puntale, come precedentemente descritto.

Tubatura

I montaggi di compressione sono più comunemente usati con tubatura dura perché la parete della tubatura deve essere abbastanza rigida resistere alle forze di compressione applicate dal puntale. Le scelte comuni includono la tubatura metallica (come inossidabile o di rame) e la tubatura di plastica rigida (quali la SBIRCIATA, il nylon, Teflon®, Kynar®, o polietilene). L'uso di tubatura più molle (quali poliuretano o vinile) non è raccomandato normalmente con i montaggi di stile di compressione perché la parete della tubatura è probabile sprofondare, o il movimento a partire dal puntale. Ciò nega il potere di tenuta del puntale e può anche impedire il puntale la fabbricazione della guarnizione perdita-stretta intorno al diametro completo della tubatura. Se c'è un'edizione di progettazione particolare (per esempio, un raggio di curvatura stretto) che necessita la tubatura più molle, è importante rinforzare la parete della tubatura. Alcuni produttori offrono le inserzioni della tubatura a questo fine. L'inserzione della tubatura, fatta solitamente di metallo, è premuta nella tubatura molle e sostiene la parete della tubatura in modo che non sprofondi come il puntale è compresso.

Componenti del montaggio di compressione su tubatura di plastica dura durante l'assemblea

Le caratteristiche fisiche e chimiche di vari materiali della tubatura devono essere prese in considerazione quando sceglie la migliore tubatura per un'applicazione data. È buona pratica cercare il supporto tecnico da un fornitore della tubatura quando lavora ad una nuova progettazione. I fattori chiave includono: pressione e temperature estreme, compatibilità fluida di condizioni ambientali, di stato di vibrazione, e raggio di curvatura minimo. Oltre a queste considerazioni generali, ci sono parecchi fattori più specifici da considerare per quanto riguarda le assemblee adattantesi di compressione, come:

Tubatura del teflon (PTFE)

La tubatura di PTFE è una scelta materiale popolare per tubatura perché è resistente alla maggior parte dei prodotti chimici, tratta relativamente ad alta pressione, è degassamento basso ed è più flessibile della tubatura metallica. Un fattore di progetto chiave quando usando questo genere di tubatura è la sua tendenza «a scorrimento a freddo», o deforma a partire da un carico compressivo. Ciò può indurre le perdite a svilupparsi col passare del tempo, poichè la parete della tubatura comincia a strisciare (scorrimento a freddo) a partire dal puntale. L'edizione di scorrimento a freddo è esacerbata quando la tubatura è esposta alle temperature elevate e può accadere anche quando i montaggi sono installati correttamente ed inizialmente perdita libera.

Una soluzione a questo problema comune è l'incorporazione di una guarnizione ridondante, quale un giunto circolare interno, nel corpo adatto. Questo elemento di sigillatura secondario fa una guarnizione radiale contro il diametro esterno della tubatura, indipendente dalla guarnizione creata dal puntale. Ciò è «un approccio di progettazione delle bretelle e della cinghia», ma ha provato altamente efficace nella soluzione dell'edizione di perdita di scorrimento a freddo.

Tubatura del metallo

Il modo in cui la tubatura del metallo è prodotta può avere un effetto significativo sulla sua prestazione con i montaggi di compressione. La tubatura dovrebbe essere liscia ed esente dalla rugosità o dalle linee dell'estrusione che possono creare un percorso della perdita dopo il puntale. Ancora, la tubatura che è stata immagazzinata in bobine può spesso avere un diametro asimmetrico, impedente anche la compressione. Mentre una guarnizione elastomerica può deformare per abbinare queste leggere variazioni, la guarnizione metallo con metallo di un montaggio di compressione più di meno sta perdonando. È inoltre importante che l'estremità di ogni sezione è tagliata esattamente, permettere che la tubatura si sieda simmetricamente nel corpo adatto.

Installazione

Le istruzioni di installazione per i montaggi di compressione variano secondo il produttore e la progettazione adatta specifica. Essere si avrà cura per seguire le procedure dell'assemblea raccomandate dal produttore. C'è tuttavia, parecchi elementi comuni alla procedura di installazione per quasi tutti i montaggi di compressione:

Usando adatto dell'assemblea di compressione pre-foggia lo strumento con uno stampo in un vice

Distanza contro coppia di torsione

La procedura per il rafforzamento del montaggio di compressione è specificata tipicamente facendo uso della rotazione del dado come il metrico chiave, piuttosto che la coppia di torsione. I dadi di compressione sono infilati, significanti che il numero delle rotazioni del dado direttamente è correlato alla compressione lineare del puntale, in base al passo del filo. Serri, d'altra parte, può variare notevolmente, secondo il materiale del puntale e del montaggio, la lubrificazione, grado di fattori irritanti (per i montaggi inossidabili) e ed altri.

Più stretto non è spesso «migliore» quando i montaggi, gli assemblatori e gli ingegneri di montaggio presuppongono che quello «più stretto sia migliore». Ciò non sostiene per i montaggi di compressione. Come descritto nella sezione «dei puntali» qui sopra, la guarnizione ottimale è creata da una linea contatto fra il puntale e la tubatura. Il rafforzamento insufficiente del dado di compressione non deformerà il puntale abbastanza per creare questo contatto, ma stringere deformerà il puntale troppo, creando un contatto di superficie. Un contatto di superficie indebolisce la guarnizione e spesso i risultati in perdite.

puntali e vite Pre-foggiati con uno stampo di compressione. In questo caso, i puntali sono stati stretti, come evidinced dal puntale posteriore, che non è più libero di girare e dalla leggera decolorazione che riguarda il fondo 2/3 del puntale anteriore. In un'assemblea correttamente stretta, ci sarebbe soltanto una piccola banda della decolorazione alla punta del puntale, indicante «la compressione della linea contatto»

Smontaggio e rimontaggio

La facilità dell'assemblea e dello smontaggio è una delle ragioni per le quali i montaggi di compressione sono così ampiamente usati. Lo smontaggio comprende semplicemente allentare il dado o la vite di compressione. Il rimontaggio può essere compiuto in modo analogo all'assemblea iniziale, sebbene meno giri del dado siano richiesti tipicamente, poiché il puntale già è foggiato alla tubatura. È importante da notare tuttavia, che i montaggi di compressione possono essere smontati soltanto e riunito alcune volte prima o dei puntali e/o del corpo adatto dovrebbe essere sostituito, assicurare una guarnizione perdita-stretta.

Componenti mescolantesi e di corrispondenze

Anche se le componenti da due produttori differenti sembrano simili esternamente, differiranno spesso nelle dimensioni interne chiave, quali la conicità corpo/del puntale, la lunghezza del puntale e la dimensione ed il passo del filo. Mescolando ed abbinando le componenti dai produttori differenti quindi, può fornire i risultati variabili nel migliore dei casi e solitamente non è raccomandato.

Considerazioni di applicazione

I montaggi di compressione sono selezionati spesso per le ragioni oltre appena il sigillamento senza perdita e di uso facile. In molte applicazioni, le alte pressioni e le temperature necessitano l'uso di tubatura dura, che è incompatibile con molti altri tipi di montaggi. In altre applicazioni, quali gli strumenti del laboratorio, le preoccupazioni sopra contaminazione fanno la sterilità e le proprietà basse di degassamento dei montaggi della tubatura e di compressione di acciaio inossidabile attraenti. Le applicazioni specializzate esistono pure; i montaggi modificati di compressione possono essere il modo perfetto aggiungere una termocoppia ad un sistema pressurizzato per guadagnare i dati più trattati.

Alcune considerazioni caratteristiche dell'applicazione includono:

Applicazioni ad alta pressione

I montaggi di compressione sono la scelta perfetta per le applicazioni ad alta pressione. Congiuntamente ad un materiale ad alta pressione della tubatura come i montaggi d'acciaio e grandi di compressione può essere usato spesso alle pressioni al di sopra di 10.000 psig. Le valutazioni di pressione diminuiscono nel regno miniatura dovuto le dimensioni più compatte, ma i montaggi di compressione dell'acciaio inossidabile di Beswick, per esempio, ancora sono valutati a 3.000 – 5.000 psig, secondo il modello. Ciò è più di abbastanza da usare nelle applicazioni con la CO2 in bottiglia ad alta pressione, in pile a combustibile dell'idrogeno, nelle applicazioni aerospaziali e più.

La chiave a per mezzo dei montaggi di compressione all'alta pressione, particolarmente con i gas, è l'integrità della guarnizione del puntale. Mentre le progettazioni più fondamentali (il puntale di un pezzo o il non calore ha trattato i puntali, per esempio) possono essere sufficienti alle pressioni più basse, le applicazioni ad alta pressione richiedono le componenti robuste che creano una guarnizione più affidabile.

Applicazioni di elevata purezza

Molte applicazioni industriali come medico, semiconduttore e strumentazione, richiedono che tutte le componenti siano inerti e senza contaminazione come possibile. I montaggi di compressione facilitano queste applicazioni notevolmente. Facendo uso di tubatura fatta di acciaio inossidabile o di un di plastica inerte (PTFE per esempio), permette che gli ingegneri evitino i contaminanti generati dagli alti materiali della tubatura di degassamento. Ancora, i dadi di compressione ed i puntali sono spesso interamente metallo e possono essere sterilizzati nell'autoclave più facilmente, puliti, o essere sterilizzati dei montaggi che contengono la plastica o gli elastomeri interni.

Un fattore da progettare per in queste applicazioni di elevata purezza sta scorticando. Scorticando sui montaggi di compressione può accadere fra i fili del dado ed il corpo, o fra il corpo ed il puntale. La scorticatura è in genere più prevalente quando i montaggi hanno subito la pulizia estrema, che rimuove tutti gli oli residui. I casi delicati della scorticatura possono rivelare come le piccole raschiature o tacche, mentre i casi più severi possono lasciare le componenti attaccate insieme, o spogliano i fili da un corpo adatto.

È cruciale in queste applicazioni che i puntali destinati per resistere a scorticare sono usati. Può anche essere utile usare un lubrificante volatile come l'alcool di isopropile, temporaneamente per lubrificare le superfici di accoppiamento mentre il dado di compressione è stretto. L'alcool lubrificherà le superfici di acciaio inossidabile durante l'assemblea e poi evaporerà completamente, non lasciando residuo o contaminanti dietro.

Conclusione

I montaggi di compressione sono ampiamente usati attraverso una serie di industrie e possono essere un bene in quasi tutta la progettazione di potere fluido. Fra i loro molti vantaggi sono la capacità di collegarsi a tubatura di plastica metallica e dura, le valutazioni della temperatura e di alta pressione, la resistenza della corrosione e la facilità del collegamento. Mentre ci sono molte sfide connesse con i montaggi di compressione pure, ci sono «trucchi del commercio» che può contribuire ad assicurare una riuscita progettazione. Non ci sono esattamente le due applicazioni le stesse! Per imparare più circa i montaggi di compressione, o determinare se i montaggi di compressione sono la giusta scelta per la vostra progettazione, contatta un ingegnere di applicazioni di Beswick a besales@beswick.com, o chiamando (603) 433-1188.