أختام مطاطية قابلة للنفخ لأنفاق الرياح

1. مبدأ العمل الأساسي للأختام المطاطية القابلة للنفخ

مبدأ العمل الأساسي للأختام المطاطية القابلة للنفخ هو الاستفادة من الخصائص المشوهة للمواد المرنة والتعديل الديناميكي لضغط الغاز لتحقيق توافق محكم بين أسطح الختم القابلة للنفخ وملء الفجوات. بشكل أساسي، من خلال العمل الميكانيكي المتمثل في "النفخ والتفريغ"، يكمل الختم المرن تحول "الانكماش - التمدد" داخل أخدود الختم، مما يشكل في النهاية حاجزًا مانعًا للتسرب بدون فجوات.

2. هل الأختام المطاطية القابلة للنفخ مناسبة لمعدات أنفاق الرياح؟

تعتبر الأختام المطاطية القابلة للنفخ مناسبة تمامًا لمعدات أنفاق الرياح وهي أحد المكونات الأساسية لنظام إغلاق أنفاق الرياح. تركز متطلبات الختم لمعدات أنفاق الرياح على "إحكام الإغلاق العالي، ومقاومة البيئات القاسية، ومقاومة تأثير تدفق الهواء، والقدرة على التكيف مع الهياكل المعقدة." يمكن لخصائص الختم الديناميكية ومرونة المواد للأختام المطاطية القابلة للنفخ أن تتطابق بدقة مع هذه المتطلبات الصارمة. توصيات الاختيار هي كما يلي:

I. ختم نقاط الألم لمعدات أنفاق الرياح وتوافق الختم القابل للنفخ

تتضمن سيناريوهات الختم لمعدات أنفاق الرياح (مثل أنفاق الرياح منخفضة السرعة، وأنفاق الرياح عالية السرعة، وأنفاق الصدمات فائقة السرعة) بشكل أساسي ما يلي:

1. ** اختبار إغلاق باب القسم **: تتطلب أقسام الاختبار فتحًا وإغلاقًا متكررًا لتغيير النماذج. قد يخضع سطح الختم لتشوه طفيف بسبب تأثير تدفق الهواء على المدى الطويل، وتكون السدادات الصلبة التقليدية عرضة لتسرب الفجوة؛

2. ** واجهة خطوط الأنابيب وختم الصمامات **: تحتاج خطوط أنابيب تدفق هواء نفق الرياح (خاصة أقسام الضغط العالي) إلى تحمل تأثيرات ضغط الهواء التي تتراوح بين 0.1 و10 ميجا باسكال. تحتاج الأختام إلى تحقيق التوازن بين إحكام الهواء العالي ومقاومة التعب؛

3. **سد حجرة التفريغ/الضغط العالي**: تحتاج بعض أنفاق الرياح (مثل أنفاق الريح الفراغية) إلى الحفاظ على بيئة ذات تفريغ عالي (معدل التسرب ≥10⁻⁹) 4. **سد الهياكل غير المنتظمة:** غالبًا ما تحتوي فوهات نفق الرياح، والناشرات، والأجزاء الأخرى على أسطح منحنية غير منتظمة، مما يجعل من الصعب على السدادات التقليدية تحقيق الملاءمة الكاملة.

ومع ذلك، فإن الأختام المطاطية القابلة للنفخ تحل هذه المشكلات من خلال آلية ديناميكية "تركيب التضخم والتمدد والانكماش والانكماش والانفصال":

- يعوض تلقائيًا عن تشوه سطح الغلق وأخطاء التثبيت بعد النفخ، مما يشكل حاجز إغلاق بدون فجوات لمنع تسرب تدفق الهواء؛

- تمتص المادة المرنة تأثير تدفق الهواء واهتزاز المعدات، وتتجنب التآكل الناتج عن التلامس القوي لسطح الختم؛

- مقاطع عرضية غير منتظمة قابلة للتخصيص للتكيف مع البنية السطحية المنحنية المعقدة لأنفاق الرياح؛

- لا يؤثر الانكماش المرن بعد الانكماش على الفتح والإغلاق عالي التردد لأبواب غرفة الاختبار وكفاءة استبدال النموذج.

ثانيا. مزايا التطبيق الأساسية للأختام القابلة للنفخ في معدات أنفاق الرياح

1. ** إحكام الهواء العالي يضمن دقة الاختبار: ** اختبارات نفق الرياح لها متطلبات عالية للغاية لضيق تدفق الهواء؛ سيؤدي التسرب إلى بيانات اختبار مشوهة (مثل الانحرافات في قياسات المعاملات الديناميكية الهوائية). من خلال اختيار موانع التسرب منخفضة التحرير وعالية الغلق (مثل مطاط الفلوروسيليكون أو السيليكون عالي النقاء)، يمكن التحكم في معدل التسرب أقل من 10⁻¹⁰ باسكال متر مكعب/ثانية عند ضغط نفخ يتراوح بين 0.3-1.5 ميجا باسكال، مما يحافظ بشكل فعال على تدفق هواء مستقر داخل نفق الرياح ويضمن دقة بيانات الاختبار.

2. ** المقاومة البيئية لظروف نفق الرياح الشديدة **

- القدرة على التكيف مع درجة الحرارة: كلما زادت سرعة تدفق الهواء في نفق الرياح، زادت تقلبات درجة الحرارة بشكل جذري (على سبيل المثال، يمكن أن يتسبب احتكاك تدفق الهواء في نفق الرياح عالي السرعة في ارتفاع درجة الحرارة المحلية فوق 100 درجة مئوية، بينما تحتاج أنفاق الرياح ذات درجة الحرارة المنخفضة إلى تحمل البرد الشديد أقل من -50 درجة مئوية). يمكن للأختام القابلة للنفخ المصنوعة من مطاط الفلوروسيليكون والمطاط المشبع بالفلور أن تغطي نطاق درجة حرارة يتراوح من -60 درجة مئوية إلى 250 درجة مئوية، مما يحافظ على المرونة ويظل غير هش وغير لين تحت درجات الحرارة العالية والمنخفضة المتناوبة.

- مقاومة التعب: تتطلب عمليات التشغيل والإغلاق المتكررة في اختبار أنفاق الرياح موانع تسرب لتحمل التضخم عالي التردد والانكماش وتأثيرات تدفق الهواء. تتمتع الأختام القابلة للنفخ مع طبقات تقوية من ألياف الأراميد أو الألياف الزجاجية المدمجة بقوة تمزيق ≥30 كيلو نيوتن / م ويمكنها تحمل أكثر من 5000 دورة تضخم وانكماش دون تدهور الأداء، مع عمر خدمة يتجاوز بكثير عمر الأختام التقليدية.

3. **سهولة التركيب والصيانة لتحسين كفاءة الاختبار**

معدات أنفاق الرياح ضخمة الحجم. تتطلب الأختام التقليدية (مثل أختام التعبئة والأختام المعدنية) أدوات متخصصة وقوى عاملة كبيرة للتركيب والتفكيك، كما أنها عرضة لإتلاف سطح الختم. يتم تركيب الأختام المطاطية القابلة للنفخ باستخدام طريقة الفتحة أو طريقة التثبيت بمسامير، مما يسمح بالاستبدال دون تفكيك المعدات الأساسية. بعد تفريغها، فإنها تتراجع إلى أخدود الختم، ولا تؤثر على الرفع والتصحيح لنموذج الاختبار. وهذا يمكن أن يقلل من وقت صيانة المعدات بأكثر من 60%، مما يحسن معدل إنجاز اختبارات أنفاق الرياح.

ثالثا. توصيات اختيار الأختام القابلة للنفخ لمعدات أنفاق الرياح

1. **اختيار المواد (الأساسية بناءً على قوة ظروف العمل)**

- نفق الرياح منخفض السرعة/تقليدي (ضغط الهواء ≥ 1 ميجا باسكال، درجة الحرارة -40 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية): إعطاء الأولوية **الأختام المطاطية القابلة للنفخ EPDM**، والتي توفر مقاومة قوية للطقس، ومقاومة جيدة للتعب، وتكلفة معتدلة، وملاءمة لبيئات تدفق الهواء التقليدية؛

- نفق رياح متوسط ​​السرعة (ضغط الهواء 1-5 ميجا باسكال، درجة الحرارة -50 درجة مئوية ~ 180 درجة مئوية، يحتوي على رذاذ زيتي طفيف): استخدم **سدادات مطاطية قابلة للنفخ من مطاط فولوسيليكون (FVMQ)**، والتي تجمع بين مقاومة درجات الحرارة، ومقاومة الزيت، وضيق الهواء العالي، مما يمنع تورم الختم الناجم عن كميات ضئيلة من رذاذ الزيت في تدفق الهواء؛

- نفق فائق السرعة/الصدمات (الضغط > 5 ميجا باسكال، درجة الحرارة -60 درجة مئوية ~ 250 درجة مئوية، تأثير تدفق الهواء القوي): يستخدم ** موانع التسرب القابلة للنفخ من مطاط الفلور (FKM) أو المطاط المشبع بالفلور (FFKM) **، المقاومة للضغط العالي، ودرجة الحرارة المرتفعة، والتآكل، مع طبقة تقوية داخلية من ألياف الأراميد متعددة الطبقات لمنع الانتفاخ والتمزق تحت الضغط العالي؛

- نفق الرياح الفراغي: يستخدم **أختام سيليكون قابلة للنفخ منخفضة الإطلاق وعالية النقاء**، بمعدل إطلاق ≥ 1×10⁻⁶ Pa·m³/s في ظل ظروف الفراغ، مما يؤدي إلى تجنب تلوث المواد المتطايرة ببيئة الاختبار أو التأثير على دقة المستشعر.

2. ** الاختيار الهيكلي (مطابقة شكل سطح الختم) **

- باب قسم الاختبار (الختم المستوي): حدد **الأختام القابلة للنفخ ذات المقطع العرضي المستطيل**، والتي تتمتع بمساحة تلامس كبيرة بعد التوسيع، مما يوفر ثباتًا قويًا في الغلق وقدرة على التكيف مع الفجوات الواسعة (3-10 مم)؛

- واجهة الأنبوب/الصمام (سطح إغلاق دائري): حدد ** موانع تسرب قابلة للنفخ ذات مقطع عرضي من النوع M **، مع تصميم شفة مزدوج الغلق، مما يوفر إحكامًا فائقًا للهواء مقارنة بالمقاطع العرضية الدائرية ويمنع تدفق الهواء والمكثفات بشكل فعال؛

- قسم الفوهة/الناشر (سطح منحني غير منتظم): مصنوع حسب الطلب ** أختام قابلة للنفخ ذات مقطع عرضي غير منتظم **، تتطابق بدقة مع محيط السطح المنحني من خلال عملية التشكيل للحصول على ملاءمة كاملة.

استناداً إلى الملخص أعلاه، فإن الأختام المطاطية القابلة للنفخ، مع مزاياها الأساسية المتمثلة في "إحكام الهواء العالي، ومقاومة البيئات القاسية، والتركيب المريح"، يمكن أن تلبي بشكل كامل متطلبات الختم لمعدات أنفاق الرياح. علاوة على ذلك، من خلال الاختيار الدقيق، يمكن تكييفها مع سيناريوهات أنفاق الرياح المختلفة، من السرعة المنخفضة إلى السرعة العالية جدًا، ومن التقليدية إلى الفراغ، مما يجعلها الخيار الأفضل لأنظمة إغلاق معدات أنفاق الرياح.