Что такое сильфон
Сильфо́н (от англ. фирменного названия Sylphon) — упругая однослойная или многослойная гофрированная оболочка из металлических, неметаллических и композиционных материалов, сохраняющая прочность и герметичность при многоцикловых деформациях сжатия, растяжения, изгиба и их комбинаций под воздействием внутреннего или внешнего давления, температуры и механических напряжений [Википедия]
Сильфон был создан американским ученым-метеорологом и изобретателем Уэстоном Фултоном в самом начале XX столетия. Изобретенное устройство, в виде сжимающейся и расширяющейся емкости, предназначалось для удерживания меняющего свой объем пара.
Духи воздуха сильфы и сильфиды (средневековые мифы ) вдохновили Фултона дать изобретению название Сильфон (Sylphon).
Сильфон в технике
В соответствии с «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» сильфонная арматура ─ это «арматура, у которой для герметизации штока относительно окружающей среды, а также в качестве чувствительного элемента либо силового элемента, используется сильфон».
Свойство сильфона сохранять прочность и плотность (а, значит, герметичность) в процессе многоцикловых деформаций изгиба, растяжения, сжатия, а также их комбинаций, под воздействием механических и термических нагрузок, в т. ч. внутреннего или внешнего давления, широко используется в технике.
Сильфонные узлы содержат пневматические и гидравлические системы подавляющего большинства современных машин.
Сильфоны применяют в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. Сильфонная арматура используется при прокладке теплотрасс и водопроводов, в тепло- и электроэнергетике.
Сильфонные устройства используются во разных видах: сильфонная запорная, регулирующая, предохранительная арматура.
Сильфоны применяются во всех типах трубопроводной арматуры ─ клапаны, задвижки, краны.
Особенно часто используют сильфоны в таких разновидностях трубопроводной арматуры как клапаны предохранительные, клапаны запорные, клапаны и затворы обратные. Например, предохранительный сильфонный клапан ─ это предохранительный клапан, в котором для герметизации штока относительно окружающей среды, а также в качестве чувствительного или силового элемента используется сильфон.
Конкретными примерами сильфонной арматуры являются: клапан сильфонный с электроприводом фланцевый, клапан регулирующий сильфонный НЗ с МИМ; клапан запорный проходной сильфонный, клапан запорный бессальниковый угловой сильфонный и т. д.
Конструкция сильфона
Материал для изготовления
Как правило, сильфон ─ это металлическая оболочка из нержавеющей стали.
Чаще всего используется для изготовления сильфонов нержавеющая сталь марок 10X17Н13МЗТ, 10X17Н13М2Т, 12X18Н10Т, 08X18Н10Т
Использование нержавеющих сталей позволяет делать сильфоны, способные успешно функционировать в самых жестких условиях:
в широком температурном диапазоне, чуть ли не от «абсолютного нуля» до 1000OС;
в агрессивных рабочих средах;
при рабочем давлении от вакуума до сотен МПа.
Однако, стоит отметить, что сильфон не обязательно является стальным. Сильфоны изготавливают из бронзы, латуни, титана и композиционных материалов.
Гофры и впадины
Впадина гофра сильфона — ближайшая к продольной оси точка поверхности сильфона.
Вершина гофра сильфона — наиболее удаленная от продольной оси точка поверхности сильфона.
Гофр сильфона ─ это элемент, расположенный между соседними впадинами.
Бортиком сильфона называют его концевую часть, предназначенную для присоединения к другим деталям технического устройства.
Сильфоны однослойные и многослойные
Сильфоны могут быть однослойными, т. е. состоящими из одного слоя материала, и многослойными ─ изготовленными из двух и более слоев.
В сильфонах, используемых в трубопроводной арматуре, число слоев составляет, как правило, от 2 до 12, а гофров ─ от 4 до 20.
Сильфоны тонкостенные и толстостенные
Сильфон, у которого максимальное отношение радиуса впадины гофра к толщине стенки составляет 15 и более, называют тонкостенным сильфоном;
если их минимальное отношение менее 15 ─ сильфон является толстостенным.
От количество гофр и толщины слоев сильфона зависит величина давления, при котором он будет работать.