Jak ventily oxidu uhličitého zpracovávají kolísání teploty, zejména v aplikacích s nízkou teplotou, jako je kryogenní skladování?

V kryogenních prostředích, Co₂ ventily Musí být konstruováno z materiálů, které si mohou udržovat jejich integritu pod extrémním chladem, aniž by se staly křehkým, deformovaným nebo oslabeným. Například nerezová ocel je běžnou volbou materiálu, protože udržuje sílu a flexibilitu i v prostředí s nízkou teplotou. Zvláštní slitiny, jako je Inconel nebo jiné kryogenní materiály, mohou být také použity pro zvýšený výkon v podmínkách sub-nula. Tyto materiály zajišťují, že ventil zůstává funkční po delších obdobích v drsných kryogenních podmínkách, což brání strukturálnímu selhání, úniku nebo poruše. Pokročilé povlaky a povrchové ošetření se také často používají ke snížení rizika koroze nebo praskání z tepelného napětí.

Pro zmírnění účinků extrémně nízkých teplot jsou CO₂ ventily určené pro kryogenní aplikace často vybaveny tepelnými izolačními systémy. Tyto vlastnosti mohou zahrnovat bundy izolativních ventilů, izolační přikrývky nebo systémy sledování tepla, které regulují teplotu kolem ventilu a sníží potenciál pro tvorbu mrazu nebo mrazu. Izolovaná tělesa nebo bundy ventilu pomáhají snižovat množství tepla přenášeného na ventil z vnějších zdrojů, čímž si udržují stabilnější vnitřní teplotu a snižují riziko zmrazení ventilu nebo se stanou nefunkčními. V některých případech jsou začleněny elektricky zahřívané prvky nebo sledování tepla, aby se udržovala teplota složek kritických ventilů.

Kryogenní skladovací systémy často zahrnují rychlé změny teploty, které mohou mít za následek významné kolísání tlaku. Kapalina se rozšiřuje na plyn, když je vystavena teplejším teplotám, zatímco plyn se stane, když je vystaven nižším teplotám. To způsobuje posuny tlaku, který může potenciálně poškodit zařízení nebo kompromisní bezpečnost systému. Pro řízení těchto výkyvů jsou CO₂ ventily vybaveny mechanismy reliéfy tlaku, jako jsou reliéfní ventily nebo prasknutí disků, které automaticky uvolňují nadměrný tlak, aby se zabránilo nadměrnému tlaku. Regulací tlaku pomáhají tyto ventily zajistit, aby systém zůstal stabilní a chránil jak ventil, tak integritu celého kryogenního nastavení.

Těsnění a těsnění používané v CO₂ ventilech pro kryogenní aplikace si musí zachovat svou flexibilitu a těsnicí schopnost i při velmi nízkých teplotách. Materiály jako Viton, PTFE (teflon) nebo speciálně navržené elastomery se běžně používají v kryogenních prostředích kvůli jejich odolnosti k tomu, aby se při nízkých teplotách staly křehkým. Tyto materiály mají také vynikající odolnost vůči toku chladu a zajišťují, aby udržovaly spolehlivé těsnění při různých tlacích a teplotách. Vysoce kvalitní těsnění jsou zásadní, aby se zabránilo úniku plynu, což by mohlo představovat bezpečnostní rizika nebo vést ke ztrátě produktu. Kryogenní chlopně mohou obsahovat konstrukce těsnění, které kompenzují mírné změny velikosti a tvaru, když se ventil chladí a zahřívá, což zajišťuje pokračující efektivní těsnění.

Kryogenní CO₂ ventily jsou pečlivě navrženy tak, aby zvládly napětí extrémních teplot a změn tlaku spojené s kryogenním skladováním. Tyto ventily často zahrnují speciální konstrukční prvky, jako jsou měchy, membrány nebo prodloužené stonky, které umožňují tepelnou roztažení a kontrakci bez ohrožení provozu těsnění nebo ventilu. Tyto konstrukční prvky zabraňují tomu, aby se složky ventilu nesprávně zarovnaly nebo poškodily v důsledku pohybů vyvolaných teplotou. Například prodloužené stonky ventilu zabraňují zamrznutí ventilu a zajišťují hladký provoz i za těžkých chladných podmínek. Některé kryogenní chlopně mají vnitřní pružiny nebo membrány, které pomáhají absorbovat a přizpůsobovat se kolísáním tlaku, což zajišťuje hladké a přesné kontroly toku CO₂.