Springen naar inhoud

Flexibele afdichting


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Leentje

    Leentje


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 02 september 2005 - 12:23

Momenteel ben ik bezig met het ontwerpen van een proefopstelling. In teken hiervan zal ik een kwartsbuis moeten verbinden met een roestvrij stalen leiding. Het koppelingsstuk zal geen probleem zijn, maar een flexibele afdichting wel...
Door de proefopstelling zal immers lucht stromen die (max) opgewarmd wordt tot 800°C!! Dit wil zeggen dat zowel de kwartsbuis als de RVS leiding fel zullen uitzetten ifv hun eigen uizettingscoëfficiënten. De diameters van de leidingen zullen dus veranderen ifv de temperatuur en dit moet opgevangen worden door een flexibele afdichting. (De longitudinale uitzettingen worden opgevangen door een gegolvde RVS pijp)

Lineaire uitzettingscoëfficiënt kwarts: 0,55x10^(-6) 1/K bij 20°C
Lineaire uitzettingscoëfficiënt roestvrij staal: 16x10^(-6) 1/K bij 20°C

Mogelijke materialen waaraan ik al heb gedacht zijn:
  • Grafiet: Maar na opzoekingswerk op het net, vond ik dat dit maar gebruikt kon worden tot een temperatuur van 600°C. Enkel in inerte omgevingen is het bruikbaar tot 2000°C.
  • Keramische doeken: Naar het schijnt zou dit ook bruikbaar zijn, maar ik vind enkel dat ze toegepast worden als isolatie.

Alle soorten kunststoffen zijn onbruikbaar owv de hoge temperatuur...

Kent iemand van jullie misschien nog een mogelijk bruikbaar materiaal?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Mrtn

    Mrtn


  • >1k berichten
  • 4220 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 september 2005 - 13:00

Kijk even op de site van en/of bel met Eriks. Die hebben veel kennis in huis en kunnen je misschien verder helpen.
Of course, the theory of relativity only works if you're going west.
-Calvin-

#3


  • Gast

Geplaatst op 03 september 2005 - 10:35

Eriks had ik al gecontacteerd. Ik wacht echter nog op een antwoord van hun...

Maar ik heb ook andere bedrijven (die koppelingen en afdichtingen leveren) aangeschreven, maar tot nu toe heeft dat nog geen positief resultaat opgeleverd. Ofwel krijg ik geen antwoord terug, ofwel kennen/hebben ze geen materiaal dat voldoet aan mijn eisen.

Daarom dacht ik: "Ik post het op het wetenschapsforum, misschien kijken er wel een paar bollebozen naar mijn topic. En wie weet kunnen zij mij verder helpen..." :wink:

#4

Helly1975

    Helly1975


  • >250 berichten
  • 767 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 september 2005 - 11:16

Leentje,

Waarom pas je RVS toe? Deze heeft in verhouding tot gewoon staal een behoorlijk grotere uitzettingscoëfficiënt, ook zal de treksterkte behoorlijk afnemen bij dergelijke temperaturen, hierdoor zal je bij slechts kleine spanningen al breuk kunnen krijgen. Stoomleidingen en luchtleidingen worden doorgaans gewoon in staal uitgevoerd. Je wilt de uitzetting opvangen d.m.v. een flexibele koppeling tussen het kwartsbuis en de RVS. Ik heb geen idee of het mogelijk is t.a.v. jou opstelling (tekening plaatsen mogelijk?) met name door het ontbreken van de lengten van de pijpen. Een oplossing is om op de plek van het koppelstuk 2 vaste punten te creeëren 1 die de kwarstbuis "vasthoudt" en 1 die de RVS buis "vasthouidt" hierdoor zal de uitzetting zich van het koppelstuk afbewegen in beide richtingen en hoef je geen flexibele koppeling toe te passen. Echter de uitzetting, die zul je ergens anders weer moeten opvangen. Dit kan middels een stalen compensator maar de temperatuur is wel een probleem. 800 graden lucht? man, wat ben je van plan? en wat voor ventilator ga je toepassen?.

Je kunt ook de uitzettingen opvangen door geleidingen toe te passen op (onder) bijvoorbeeld de motor en ventilator frame (ik ga er vanuit dat je deze nodig zal zijn) d.m.v. teflon blokjes hieronder te plaatsen zodat deze vrij kunnen bewegen. Hierdoor zal je helemaal geen flexibele componenten nodig zijn in je opstelling!. Je spreekt over diameter vergroting als gevolg van de hitte. Dit is minimaal bij leidingen en dus verwaarloosbaar! de uitzetting zal zich voornamelijk voordoen in de lengterichting!.

P.S. plaats even een tekening van de opstelling (met lengten etc.) dan is het wat makkelijker om een oplossing te bedenken.

#5


  • Gast

Geplaatst op 05 september 2005 - 18:28

Helly,

Ik ga proberen mijn tekening tegen morgen op het internet te zetten. Ik zal je dan ook alle verdere informatie geven.
In ieder geval al bedankt dat je mee zoekt naar een oplossing.

#6

Leentje

    Leentje


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 september 2005 - 13:33

De bedoeling van de proefopstelling (mijn eindwerk) is een verband te vinden tussen de bedexpansie bij fluïdisatie(*) van verschillende poeders, de temperatuur en andere karakteristieken. Dit zal ik doen aan de hand van proeven. Omdat het bedrijf waar ik mijn eindwerk doe, fluïdisaties uitvoert bij temperaturen gaande van 500°C tot 850°C, moet ik dit temperatuursbereik ook kunnen bereiken met mijn proeven.

Sorry, maar ik vind nergens een plaatsje op het internet waar ik mijn afbeelding kan plaatsen, daarom zal ik proberen alles uit te leggen: :shock:

Als fluïdisatiegas zal ik lucht gebruiken. Deze wordt aangevoerd door luchtflessen. Hierna passeert de lucht een aantal noodzakelijke meetinstrumenten. De lucht die tot nu toe nog op kamertemperatuur was, zal opgewarmd worden door een elektrische warmtewisselaar. De lucht die tot maximaal 800°C verwarmd wordt, gaat via een RVS leiding, naar een gegolfde RVS pijp en terug naar een gewone RVS leiding (OD = 12 mm en ID = 9 mm) die aangesloten is op een manometer en thermokoppel. Deze laatste leiding zal daarna gekoppeld moeten worden met een kwarts leiding (OD = 15 mm en ID = 9 mm) die naar een kwarts kolom leidt. Deze kolom is 1,25 meter hoog en bevat op een hoogte van 10 cm een distributorplaat (= soort zeef) en op 1,10 meter een afvoerleiding. De gebruikte lucht zal via deze afvoerleiding (OD = 22,5 mm en ID = 16,5 mm) de kolom verlaten. Ook deze afvoerleiding uit kwarts moet verbonden worden aan een RVS leiding (OD = 19,05 mm en ID = 16,57 mm). Er worden ook hier een thermokoppel en manometer geplaatst aan de RVS leiding. Vervolgens wordt ze aangesloten op een gegolfde RVS pijp en terug op een normale RVS leiding die naar de buiten(lucht) gaat.

Collega’s hebben me aangeraden om RVS 304 te gebruiken voor de leidingen. Deze hebben we ook op stock. Volgens u is het dus niet mogelijk om de longitudinale uitzettingen van de leidingen en de uitzettingen van de kolom op te vangen door een gegolfde RVS pijp, vermits er door de spanningen breuk zou ontstaan bij deze hoge temperatuur?

De oplossing gegeven door u, Helly, is in mijn geval niet bruikbaar vermits de kolom anders niet kan uitzetten. De kolom gaan we onderaan op een plaat laten steunen. En ongeveer in het midden van de kolom zal een klem voorzien worden die vast gemaakt wordt op stukken isolatie van de kolom.

De lengtes van de RVS leidingen zijn nog onbekend (dit hangt nl af van hoe alles geplaatst kan worden in de laboruimte). Al weet ik wel dat de bovenste leiding waar langs de lucht weg gaat, redelijk lang zal zijn. Deze zal namelijk van het labolokaal naar buiten gaan. Achter de temperatuursensor van de afvoerleidingen wordt de leiding dus ook niet meer geïsoleerd, zodat de luchtstroom al gedeeltelijk kan afkoelen voor het in de buitenlucht gestuurd wordt.

Hopelijk heb ik heb ik het nu niet ingewikkelder gemaakt dan dat het al was…

(*) Fluïdisatie is een proces waarbij een gas van onder naar boven gestuurd wordt, door een soort zeef (distributorplaat) waarop een poeder ligt. Door deze gasstroom zal het poeder meegesleurd worden tot een bepaalde hoogte. Ik zal lucht gebruiken als fluïdisatiegas die aangevoerd wordt door luchtflessen.

#7

wim600008149

    wim600008149


  • >250 berichten
  • 575 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 september 2005 - 18:38

...Kent iemand van jullie misschien nog een mogelijk bruikbaar materiaal?


Gezien de temperatuur waaraan de afdichting dient te weerstaan is dat niet zo evident. Zelf gebruik ik voor gewone afdichtingen PTFE of SBR en voor stopbuspakkingen gesmeerde en gevlochten hennepvezels. De voldoen aan temperaturen tot een goeie 250 graden maar veel heter moet je ook niet gaan ...

Twee mogelijkheden/voorstellen :

- Probeer toch eens met gevlochten koolstofdraden, evt deze afkoelen met een zelfgebouwd koelingssyteem, dat kan soms werken... Indien het tot je technische mogelijkheden behoort moet je siliciumcarbide op de vezels aanbrengen, dat maakt ze voldiende hittebestendig.

- Nog beter : vraag eens raad bij deze mensen : http://www.icl-isolatie.nl/ Zij zijn gespecialiseerd in oa hittebestendige afdichtingen...

#8

Helly1975

    Helly1975


  • >250 berichten
  • 767 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 september 2005 - 07:49

Om je een beeld te schetsen wat RVS leiding bij 800 graden aan kracht oplevert op je kwartskolom. Welke deze dus zal moeten opvangen.

R = (alfa x delta T) (Oppervlak x Elasticiteit module)

R= reactiekracht
Alfa = uitzetting (bij ons op het bedrijf gaan de getallen voor gebruik van 304 niet verder dan 450 graden bij deze temperatuur 18.2*10^-6 mm/mm graad)
Delta T = verschil tussen bedrijfs en montage tempratuur ->20 graden
Oppervlak = RVS pijp 49,48 mm2
E= 195 kN/mm2 bij 20 graden

Dit levert op je kwartsbuis een kracht op welke door loopt naar de kolom en hier een reactiekracht realiseert van:

R = (18,2*10^-6*780)*(49,48*195*10^3) = 136971 N*, dit is erg veel wat op je kwartskolom komt. (*dit is dus bij "slechts" 450 graden)

In de piping industrie wordt altijd zo geconstrueerd dat de aansluitingen (nozzles) op de kolomen altijd spanningsloos zijn. Je moet dus zorgen dat je ergens in je leidingsysteem je optredende spanningen als gevolg van de uitzetting opvangt.

Daarnaast wil je met luchtflessen werken ik neem aan dat deze onder redelijke druk staan (300 bar? In combinatie met hoge tempraturen) dien je tevens te voldoen aan de PED (pressure equipment directive) dit is de “vervanger” van de Nederlandse Stoomwezen (Loyds) op europees niveau (dit is wettelijk))http://www.euronorm.....php?itemID=217. E.e.a. is nog afhankelijk van het volume van het totale systeem. Ik denk dat je er niet aan zult ontkomen om door een ingenieurs bureau je opstelling door te laten rekenen op stress en dus veiligheid.

Plaatsjes kun je via http://www.imageshack.us uploaden

#9


  • Gast

Geplaatst op 07 september 2005 - 10:40

Oei, de moed zakt op dit moment tot in mijn schoenen... :?: :shock:

Wim, er is geen enkel soort kunststof dat gebruikt kan worden bij deze hoge temperatuur. Een koelingssysteem lijkt me niet zo erg praktisch. Vermits we een zo eenvoudig mogelijke opstelling willen maken, hij zal namelijk enkel gebruikt worden voor mijn eindwerk.
Maar ik ga je mogelijkheden zeker eens onderzoeken! En ook ICL zal ik contacteren.

Helly, bedant om die reactiekracht uit te rekenen. Ik had zelf nooit gedacht dat deze zo groot zou zijn! Eriks had voorgesteld om voor de uitzettingen van de kolom en de RVS buizen een weefselcompensator te gebruiken. Het wordt dus blijkbaar zeker de moeite om deze in overweging te brengen en te gebruiken ipv de gegolfde RVS pijpen.

De luchtflessen staan idd onder hoge druk, 200 bar meer bepaald. Maar achter de luchtflessen zit een ontspanner. Een andere student (die dezelfde proeven heeft gedaan op kamertemp) heeft alle gevolgen bekeken die kunnen ontstaan bij het openspringen van de ontspanner. Daarom zijn er veiligheidskleppen voorzien.

De hele opstelling zal nog gecontroleerd worden door de veiligheidsadviseurs van het bedrijf vooraleer de onderdelen besteld worden... Maar dit zal pas zijn als ik een oplossing heb voor de verbinding tussen kwarts en RVS.
Ik zal uw voorstel om alles te laten controleren door een ingenieursbureau, voorleggen aan mijn promotor.

Hier onder vind je een schets van (een deel van) mijn proefopstelling. Deze vertrekt pas vanaf het verwarmingselement. De themokoppels en manometers zijn hier niet getekend, omdat ze niet relevant waren in deze context.
Geplaatste afbeelding
Hopelijk is deze schets leesbaar, want ik heb hem ferm moeten verkleinen opdat hij op je scherm ging zonder te scrollen.

#10

Helly1975

    Helly1975


  • >250 berichten
  • 767 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 september 2005 - 10:59

Oh je flensafdichtingen kan je gewoon realiseren door stalen pakkingen toe te passen (kamprofiel of spiralwound of zelfs octogonaal ringen) dit is niet zo'n probleem (zoek even op internet naar pakking "boeren", die kunnen je zo helpen) voor je flenzen kun je gewoon de standaarden nemen uit de DIN of ANSI norm. Als je uitzettingen wilt opvangen doe je dit in de regel door compensatoren toe te passen.

Als je je druk reduceert is dit geen probleem. de PED geldt vanaf 0,5 bar druk. Je moet wel even je licht er over laten schijnen daar deze voor lage druk vaak in de catagorie "artikel 3 lid 3" zal vallen. Dit betekent goed vakmanschap en vereist verder geen berekeningen van het systeem!.

Wat is dit gegeolvde RVS plaat bedoel je hier een pijp gebruikt die de uitzetting kan opvangen?

#11

Leentje

    Leentje


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 september 2005 - 15:48

Idd, de gegolfde RVS pijp (corrugated pipe) is een buis die de uitzettingen normaal zouden moeten kunnen opvangen. Op de volgende site http://www.parker.co...flex/metalh.htm kan je een voorbeeld zien van zo'n pijp (deze is wel niet van RVS, maar deze behoort ook tot een mogelijke optie).

Ik had mij al bevraagd bij een paar bedrijven die flenzen, flensafdichtingen, klembanden, enz leveren. Maar sommige reageren niet en de anderen konden me niet verder helpen owv de hoge temperatuur en het verschil in radiale uitzetting... (Al is deze radiale uitzetting volgens jullie verwaarloosbaar.)
Daarom kwam ik mij hier bevragen omdat ik er zelf niets van ken. :shock:

#12

wim600008149

    wim600008149


  • >250 berichten
  • 575 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 september 2005 - 17:40

Wim, er is geen enkel soort kunststof dat gebruikt kan worden bij deze hoge temperatuur


Koolstofvezels en siliciumcarbide zijn geen kunststoffen. SiC-pakkingen kunnen normaalgezien temperaturen weerstaan die rond de jouwe hangen.

Zijn er in je proefopsteling evt mogelijke alternatieven voor de materialen die je gebruikt?

Wat is de werkdruk van de lucht?

#13

Leentje

    Leentje


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 september 2005 - 18:20

Ik had het ook niet bedoeld op de koolstofvezels of siliciumcarbide, maar op de PTFE... :wink:

Het kwarts kan in geen geval vervangen worden door een ander materiaal, vermits we de bedhoogte (van het gefluïdiseerd poeder) visueel willen meten. Daarbij zou het fluïdisatiegedrag ook zichtbaar moeten zijn tijdens de proeven. Daarom kwamen we bij kwarts. Dit is namelijk transparant en het heeft een max gebruikerstemperatuur van ongeveer 1000°C! Dus ruim voldoende voor mijn proef.

De leidingen uit RVS kunnen eventueel wel aangepast worden. Maar dit leek een zo voor de hand liggend materiaal dat we eigenlijk niet opzoek zijn gegaan naar iets anders...





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures