Metal körük - Metal bellows
Metal körükler , kabın dışına basınç uygulandığında sıkıştırılabilen veya vakum altında uzatılabilen elastik kaplardır. Basınç veya vakum serbest bırakıldığında, malzemenin akma dayanımını aşmaması koşuluyla, körük orijinal şekline geri dönecektir. Hem basınç altında deforme olabilmeleri hem de harekete izin veren hermetik sızdırmazlık sağlaması için kullanılırlar .
20. ve 21. yüzyılın hassas körük teknolojisi metal körüklere odaklanmıştır. Daha az talepkar uygulamalarda kauçuk ve plastik körük kullanılır. Bu ürünler, geleneksel olarak şömine ve demir ocaklarında kullanılan orijinal deri körüklere çok az benzerlik gösterir .
Türler
Üç ana tip metal körük vardır: biçimlendirilmiş, kaynaklı ve elektro-biçimlendirilmiş.
Oluşturulan körükler, soğuk şekillendirme (haddeleme) ve hidroforming dahil olmak üzere çeşitli işlemlerle normalde derin çekme ile üretilen boruların yeniden işlenmesiyle üretilir . Bunlara kıvrımlı körük veya silfon da denir .
Kaynaklı körükler (kenar kaynaklı veya diyafram körük olarak da adlandırılır), bir dizi ayrı ayrı oluşturulmuş diyaframların birbirine kaynaklanmasıyla üretilir . İki körük tipi arasındaki karşılaştırma genellikle maliyet ve performansa odaklanır . Hidro-biçimlendirilmiş körüklerin genellikle yüksek bir takım maliyeti vardır, ancak seri üretildiğinde daha düşük bir parça fiyatına sahip olabilir. Bununla birlikte, hidro-şekillendirilmiş körükler, nispeten kalın duvarlar ve yüksek sertlik nedeniyle daha düşük performans özelliklerine sahiptir. Kaynaklı metal körükler, daha düşük bir ilk takım maliyeti ile üretilir ve daha yüksek performans özelliklerini korur. Kaynaklı körüklerin dezavantajı, yüksek kaynak sıcaklığının neden olduğu kaynak bağlantılarında azalmış metal mukavemetidir.
Elektroformlu körükler, bir model (mandrel) üzerine bir metal katmanın kaplanması ( elektroforming ) ve ardından mandrelin çıkarılmasıyla üretilir . Mütevazı takım maliyetleriyle ve ince duvarlarla (25 mikrometre veya daha az) üretilebilirler, bu tür körüklere birçok titiz uygulamada yüksek hassasiyet ve hassasiyet sağlarlar ve ayrıca başka yollarla üretilmesi son derece zor olan şekillerde de üretilebilirler. biraz ek zorluk.
Diğer bir karşılaştırma alanı ise inşaat metalleridir. Hidro şekillendirilmiş ve haddelenmiş körükler, yüksek plastik uzama özelliklerine sahip metallerle sınırlıdır, oysa kaynaklı körükler, paslanmaz çelik ve titanyum gibi çok çeşitli standart ve egzotik alaşımların yanı sıra diğer yüksek mukavemetli, korozyona dayanıklı malzemelerden imal edilebilir. Elektroform körükler nikelden , yüksek mukavemetli alaşımlarından ve bakırdan üretilebilir .
Uygulamalar
Metal körükler çok sayıda endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır. Aşağıda birkaçını bulacaksınız;
- Yük hücreleri ; Bir yük hücresi, üzerine basınç veya gerilme şeklinde belirli bir yük uygulanırsa deforme olur. Bu deformasyon daha sonra içinden düşük voltajlı bir doğru akımın geçtiği bir gerinim ölçer tarafından tespit edilir . Değişim voltajı tespit edilir ve bir görünür yapılır kontrol paneli . Göstergeyi dış etkilerden korumak için üzerine bir körük monte edilmiştir.
- Vakum kesiciler; Transformatör istasyonlarında çok yüksek voltajların anahtarlanması için, kontaklara zarar verebilecek ve güvenli devre kesilmesini önleyebilecek ark oluşumunu azaltmak için hizmet sırasında kontakların çevresinde yüksek bir vakum veya yüksek basınçlı dielektrik gaz bulundurulmalıdır. Burada körükler, güvenilir bir gaz sızdırmaz contayı korurken kontakların içeri ve dışarı hareket etmesine izin verir.
- Mekanik contalar ; Bunlar çoğunlukla sızıntıyı önlemek için bir pompanın içini dış dünyadan kapatmak için kullanılır . Bunun için pompa miline mekanik bir salmastra monte edilmiştir. Pompa mili dönerken, sabit ve dönen halkadan oluşan sızdırmazlık elemanının olması gerekir. İki halka üzerinde yeterli basıncı sağlamak için biri bir yay ile donatılmıştır, körük yayın sızıntı olmadan serbest hareketine izin verir. Körükler, aynı zamanda yay olarak da işlev görecek şekilde yapılabilir.
- Basınç göstergeleri: Agresif sıvıların veya gazların basıncının ölçülmesi gerekiyorsa, göstergenin akıştan izole edilmesi gerekir. Kritik uygulamalar için, göstergede bir burdon tüpü yerine bir diyafram sızdırmazlığı kullanılır . Bu, agresif medyanın sızdırmayacağından daha fazla güvenlik sağlar. Diyafram, yer değiştirmeyi ölçüm cihazına ileten bağımsız bir sensördür.
- Sensörler: Bu uygulamada diyafram veya kıvrımlı körükler tamamen kapatılır ve belirli bir gazla doldurulur. Körüğün içine iki elektrik direği girmektedir. Bu iki kutbun akımını değiştirerek körüklerin içindeki sıcaklık düzenlenebilir. Körüğün genişlemesi veya daralması, belirli bir hareketi kontrol etmek için bir aktüatör olarak kullanılır .
- Valf sızdırmazlığı: İç kısmı dış dünyadan tamamen sızdırmaz hale getirmek için gövde ile valf gövdesi arasında bir körük kullanılır. TA Luft gibi düzenlemeler herhangi bir sızıntıyı yasakladığından , Avrupa'da bu özellikle önemlidir .
- Kademeli motorlar ve servo motorlar için kaplinler : Yanlış hizalamayı telafi edebilen esnek parça, bir körük ile yapılır. İki yarım kaplin arasında açısal konum farkı olmamasını sağlar. Konumlandırma doğruluğunun son derece hassas olması gerekiyorsa bu çok önemlidir.
- Egzoz körükleri: Çalışan motorlar kendi kendine titreşime neden olur. Termal genleşmeye neden olan bu hareketleri ve sıcaklık farklılıklarını telafi etmek için, egzoz gazı borularını huniye bağlamak için körükler kullanılır.
- Boru genleşme derzi : Bu uygulamada, yüksek vakumlu, yüksek sıcaklıklı, kriyojenik veya yüksek saflıktaki sistemlerde tipik olan termal hareketi ve titreşimi emmek için borular arasına kısa bir körük bölümü bağlanır ve izin vermemesi gereken fabrikada sızdırmaz hale getirilmiş sistemler uzun bir hizmet ömrü için içeriye veya içeriden herhangi bir gaz sızıntısı.
- Metal körükler, implante edilebilir ilaç pompaları gibi tıbbi uygulamalar da dahil olmak üzere diğer ürünlerde ve pazar segmentlerinde, endüstriyel aktüatörlere, irtifa sensörleri ve sıvı yönetim cihazları (akümülatörler, parafudrlar, hacim kompansatörleri ve sıvı depolama) gibi havacılık uygulamalarında da kullanılır . Metal körükler, uzay uygulamalarında da bulunur, rezervuarlara içme suyu ve atık suyu toplamak için akümülatörler sağlar.
Üretim
Kaynaklı körükler çeşitli egzotik metallerden ve alaşımlardan üretilebilirken, oluşturulmuş körükler iyi uzamalı alaşımlarla sınırlıdır - pirinç en önemli örnektir. Kaynaklı körükler, temelde zayıf kaynaklanabilirliği nedeniyle pirinçten imal edilmez. Kaynaklı körüklerin diğer avantajları arasında kompaktlık (daha küçük bir pakette daha yüksek performans), hasar olmaksızın katı yüksekliğe kadar sıkıştırılabilme, çentiklere ve eziklere karşı direnç ve önemli ölçüde daha fazla esneklik sayılabilir.
Metal körüklerin kaynağı mikroskobik bir kaynak işlemidir ve tipik olarak yüksek büyütme ile laboratuar koşullarında gerçekleştirilir.
Hidro şekillendirilmiş körükler, metal bir borunun körük şeklindeki bir kalıp içinde hidrolik basınç altında genişlemeye zorlanması ve kalıbın kıvrımlı şeklini almasıyla üretilir.
Elektroformlu körükler, metalin körük şekilli bir model (mandrel) üzerine kaplanması ve ardından kimyasal veya fiziksel yollarla mandrelin çıkarılmasıyla üretilir. Düşük takım maliyeti ve kısa üretim döngüsü nedeniyle, körüklerin elektro şekillendirilmesi sadece ucuz bir imalat yöntemi değil, aynı zamanda mükemmel bir prototipleme aracıdır.
Sapmalar
Çeşitli genleşme derzleri vardır ve her biri aynı tür sapmayı kabul edemez. Çeşitli sapma türleri eksenel, yanal, açısal, burulma, döngüsel veya aynı anda meydana gelebilecek herhangi bir kombinasyondur.