仿真工具“助產(chǎn)”滅火器塑料閥門
時(shí)間：2010/11/1 來(lái)源：三精閥門 瀏覽數(shù)：1909
新材料配合獨(dú)特設(shè)計(jì)軟件，往往可以帶來(lái)省時(shí)、省力且令人滿意的設(shè)計(jì)效果。使用仿真工具ULTRASIM模擬用新型聚酰胺代替滅火器閥門內(nèi)的黃銅件便是這類仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用的一個(gè)很好例證。將新型聚酰胺應(yīng)用於滅火器閥體，仿真工具在其中發(fā)揮了重要作用。奧地利Multiplast公司針對(duì)歐洲滅火器場(chǎng)而開發(fā)的新型滅火器閥體，采用巴斯夫公司的特殊聚酰胺級(jí)Ultramid®TKR4355G10模塑成型，這是這種高玻纖增強(qiáng)塑料第一次大量應(yīng)用。這一具有挑戰(zhàn)性的塑料部件取代了滅火器主閥中的黃銅。比黃銅更好的特殊聚酰胺，新的閥門在家用儲(chǔ)氣式滅火器中使用，該類型滅火器帶有一個(gè)單獨(dú)的預(yù)壓儲(chǔ)氣罐。以往只有黃銅閥門滿足這種類型滅火器的嚴(yán)格要求。主閥是一種多功能組件，它將內(nèi)部立管、噴槍軟管、觸發(fā)裝置和手柄連接為一起。為操作可靠，制造商要求閥門在15-20年服務(wù)期內(nèi)，在-30℃~-60℃下能夠承受80bar的壓力。對(duì)制造商Multiplast來(lái)說(shuō)，不一致的進(jìn)口金屬的質(zhì)量是黃銅閥門主要缺點(diǎn)之一。 共同的目標(biāo)使得兩公司致力於開發(fā)一個(gè)塑料組件，且可以通過(guò)注射成型高效生產(chǎn)。這種應(yīng)用條件要求塑料具有較高的耐熱性、高強(qiáng)度和剛度以及高尺寸穩(wěn)定性。在此之前試圖用塑料制造出滅火器閥體失敗是因?yàn)椴捎玫牟牧系墓こ烫匦圆缓线m。標(biāo)準(zhǔn)的聚酰胺在這是不合適的。材料替代仿真設(shè)計(jì)顯威力，為了有效、快速和可靠地開發(fā)這一復(fù)雜的元件，巴斯夫公司啟用了模擬工ULTRASIM®。 利用ULTRASIM®可以確定作為填充壓力和澆口位置函數(shù)的纖維取向，然後在這些資訊的基礎(chǔ)上優(yōu)化組件的機(jī)械性能。這對(duì)一個(gè)玻璃纖維含量高達(dá)50%且具有明顯的各向異性的組件來(lái)說(shuō)絕非易事。三種負(fù)載情況下的模擬是非常有意義的：在120bar表壓作用下閥門的行為；當(dāng)處?kù)端轿恢脮r(shí)，由預(yù)壓儲(chǔ)氣箱施加的彎曲載荷對(duì)閥門行為的影響；當(dāng)滅火器被突然提起時(shí)，由把手施加的動(dòng)態(tài)載荷對(duì)閥門行為的影響。為防止過(guò)壓，就必須在閥門上設(shè)計(jì)一個(gè)脆弱點(diǎn)，當(dāng)壓力高於105~110bar時(shí)，該處突然破裂，以這種方式防止整個(gè)滅火器不受控制的爆破。使用ULTRASIM®，專家們能準(zhǔn)確界定故意破裂位置，并可通過(guò)實(shí)驗(yàn)充分證實(shí)。當(dāng)滅火器是按水平位置放置時(shí)，粉末或液體狀的消防滅火劑將與閥體連續(xù)接觸。Ultramid®閥在模擬和實(shí)際情況下都能經(jīng)受這個(gè)負(fù)載。最後，滅火器在把手突然提起時(shí)不能表現(xiàn)出任何失效。這些，對(duì)於桿件設(shè)計(jì)和仿真來(lái)說(shuō)都是挑戰(zhàn)，因?yàn)橐婕暗讲牧系膽?yīng)變性能。在這，模擬和實(shí)驗(yàn)之間也有明顯的一致性。有了這些知識(shí)，才有可能準(zhǔn)確地進(jìn)行這一復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)，并與其他所有的功能集合，且沒(méi)有金屬嵌件，因?yàn)椴捎脝我蛔⑸涑尚蜕a(chǎn)。包括四個(gè)連接用的公制螺紋都是塑料的，這些對(duì)塑料材料和生產(chǎn)都構(gòu)成了挑戰(zhàn)。采用Ultramid®物料提供了良好的耐化學(xué)性，新的主閥還立即獲得在海上環(huán)境中使用的批準(zhǔn)―其應(yīng)用領(lǐng)域要求滅火器更安全。此外，最終版本的閥門，其操作溫度在-40~-80℃，實(shí)現(xiàn)了100bar的爆破壓力，阻力爆裂壓力峰值高達(dá)250bar，比黃銅閥的一些特點(diǎn)要好得多。其抗滅火劑性能，如紫外線輻射和臭氧等環(huán)境因素也不容忽視。最後，但并非最不重要的，承載特性和手提式滅火器把手性能也得以明顯改善。
