Comment les anneaux de lentille obtiennent-ils une pression élevée du siège du joint avec des charges de boulons basse?

La capacité de l'anneau de l'objectif à atteindre une pression élevée de siège de joint avec des charges de boulons faibles est principalement due à ses principes de conception, ses propriétés de matériau, ses exigences de traitement et ses effets physiques pendant le fonctionnement. La coupe transversale du joint d'objectif est conçu pour être sphérique ou similaire à une lentille convexe. Cette conception rend le contact entre le joint et la bride devient un contact de ligne au lieu d'un contact de surface. La conception de contact de ligne réduit considérablement la zone de contact, produisant ainsi une contrainte de contact locale plus élevée sous la même force de prévision du boulon, c'est-à-dire, atteignant une pression élevée de siège de joint. Lorsque la pression interne du système augmente, le joint de lentille sera affecté par la pression interne et se développera radialement. Cette expansion améliorera encore la contrainte de contact entre le joint et la surface de la bride, formant le soi-disant "effet auto-frision". Cet effet permet au joint de lentilles de maintenir des performances d'étanchéité stables dans des environnements à haute pression avec des charges de boulon initiales faibles.
Les joints de lentille sont généralement faits de matériaux avec une bonne élasticité, tels que des matériaux en métal, en caoutchouc ou en composite. Ces matériaux peuvent se déformer élastiquement lorsqu'ils sont soumis à des forces externes, remplissant les minuscules lacunes entre les surfaces de bride pour former un joint efficace. Dans le même temps, le matériau élastique peut également s'adapter à l'inégalité de la surface de la bride et améliorer la fiabilité du joint. La dureté du matériau du joint doit être modérée. Il devrait non seulement avoir une résistance suffisante pour résister à l'effet de la force de prédignement du boulon et de la pression interne du système, mais également d'éviter une contrainte de contact excessive avec la surface de la bride et des dommages à la surface d'étanchéité. Généralement, le matériau du joint doit être plus doux que le matériau de la bride pour permettre un ajustement serré avec des charges de boulons plus petites.
Afin d'assurer un étanchéité efficace entre le joint de lentille et la surface de la bride, la surface de la bride doit avoir une forte planéité. Toute légère inégalité peut faire en sorte que le joint ne s'adapte pas étroitement, affectant ainsi l'effet d'étanchéité. Par conséquent, lors du traitement des brides, il est nécessaire de contrôler strictement les indicateurs de précision géométrique tels que la planéité et le parallélisme. Les joints d'objectif doivent généralement être installés dans la rainure d'étanchéité de la bride. La précision d'usinage de la rainure d'étanchéité affecte également directement l'effet d'étanchéité du joint. La largeur, la profondeur et la forme de la rainure d'étanchéité doivent être conçues et traitées avec précision en fonction de la taille et de la forme du joint.
En raison de la conception de contact de la ligne du joint de lentille, lorsque la force de prévision du boulon agit sur le joint, une concentration de contrainte se produira sur la ligne de contact. Cette concentration de contraintes permet d'atteindre une pression élevée de siège de cale à des charges de boulons plus petites. Cependant, des soins doivent être pris pour éviter un stress excessif qui pourrait entraîner des dommages au joint ou à la bride. Lorsque la force de prévision du boulon est libérée ou que la pression interne du système est réduite, le joint de lentille peut utiliser sa bonne capacité de récupération élastique pour revenir rapidement à sa forme et à sa position d'origine, conservant ainsi la continuité et la stabilité du joint.
Les joints d'objectif atteignent l'objectif d'une pression élevée du siège de joint à des charges de boulons basse grâce à une combinaison de principes de conception uniques, de propriétés de matériaux, de besoins de traitement et d'effets physiques pendant le fonctionnement. Cette caractéristique fait que les joints d'objectif ont de larges perspectives d'application et une valeur pratique importante dans les systèmes de pipeline à haute pression et les navires de pression.