閥門的密封(fēng)原理，液壓閥密(mi)封技術如何改(gǎi)進

　　閥(fa)門密封性原理(lǐ)

　　閥門種類繁多(duo)，可是基本的作(zuò)用則是一緻的(de)，那便🌈是連通或(huo)者截斷介質流(liú)。因而，閥門的密(mi)封問題就顯得(de)十分明顯。

　　要保(bǎo)證閥門能夠良(liáng)好的截斷介質(zhì)流，不發生洩漏(lòu)，就要保證閥門(mén)的密封完好。而(ér)造成閥門洩漏(lou)的原因很多，包(bāo)🔴括結構設計上(shàng)的不合理、密封(fēng)接觸面有缺陷(xian)、緊固零件發生(shēng)松動、閥體與閥(fá)蓋間的配合不(bu)密不可分等等(deng)，所有這些問題(tí)都将會導緻閥(fa)門密封不好，進(jìn)而♊産生洩漏問(wèn)題。所以，閥門密(mì)封技術是☂️關系(xì)到閥門性能和(hé)質量的一項重(zhòng)要技術，須✔️要進(jìn)行系統深入的(de)研究。

　　閥門從(cong)産生到現在，其(qí)密封技術也經(jing)曆了很大的發(fā)展。到目前為止(zhǐ)，閥門密封技術(shù)主要體現在兩(liǎng)大✊方面，即靜密(mì)封和動密封。

　　所(suǒ)謂靜密封，通常(chang)是指兩個靜止(zhǐ)面之間的密封(feng)，靜密封的密封(fēng)💃方法主要是使(shi)用墊圈。

　　所謂動(dòng)密封，主要是指(zhi)閥杆的密封，即(ji)不讓閥内的介(jie)質随♻️閥杆運動(dòng)而發生洩漏，動(dòng)密封的密封方(fāng)法🐕主要🐅是使用(yong)填料函。

　　1.靜密封(fēng)

　　靜密封是指在(zai)兩個靜止的截(jie)面之間形成密(mi)封，其密封方法(fa)♉主要是使用墊(niàn)圈。墊圈的種類(lèi)很多，經常使用(yong)的墊圈包括平(píng)墊圈、O形圈、包墊(niàn)圈、異形墊圈、波(bō)形墊圈♌和纏繞(rao)墊圈等幾大類(lei)，每種類型下面(mian)又可以根據使(shi)用材料的不同(tong)而進一步進行(hang)劃分。

　　①平墊圈。平(ping)墊圈就是平整(zhěng)的貼于兩個靜(jìng)止截面之間的(de)墊♈圈，一般根據(ju)使用的材料可(kě)以劃分為塑料(liào)平墊圈、橡膠平(píng)墊圈🐆、金屬平墊(niàn)圈和複合材料(liào)平墊圈，每種材(cái)料的平墊圈都(dou)有其适用的範(fàn)圍。

　　②O形圈。O型圈是(shì)指斷面形狀呈(chéng)O型的墊圈，由于(yú)其斷面形狀是(shì)O型，有一定的自(zì)緊作用，所以密(mì)封效果比平墊(nian)圈好。

　　③包墊圈。包(bao)墊圈是指将某(mou)種材料包裹在(zài)另一種材料上(shàng)的墊圈🌈，這樣的(de)墊圈一般具有(yǒu)良好的彈性，可(ke)🌈以增強密封效(xiao)果。

　　④異型墊圈。異(yì)型墊圈是指那(na)些形狀不規則(ze)的墊圈，包括橢(tuǒ)圓形墊圈、菱形(xing)墊圈、齒輪型墊(niàn)圈、燕尾型墊圈(quān)等🐪，這些墊圈一(yī)般有自緊作用(yong)，大多在高中壓(ya)閥門中使用。

　　⑤波(bō)形墊圈。波形墊(nian)圈是隻具有波(bō)浪形狀的墊圈(quān)，這💯類墊🐪圈通常(cháng)是将金屬材料(liao)和非金屬材料(liào)組合起來構成(chéng)，一般具🐕有壓緊(jin)力小，密封效果(guo)好的特點。

　　⑥纏繞(rao)墊圈。纏繞墊圈(quan)是指把很薄的(de)金屬帶和非金(jin)🌂屬👄帶緊貼在😄一(yi)起、纏繞形成的(de)墊圈，這類墊圈(quan)具有良好的彈(dan)性和密封性。

　　墊(niàn)圈的制作材料(liao)主要包括三大(dà)類，即金屬材料(liào)、非金屬材料和(he)複合材料。一般(bān)來說，金屬材料(liao)的強度高，耐溫(wen)性能強，常用的(de)金屬材料有銅(tong)、鋁、鋼等。非金屬(shǔ)材料☁️的種類很(hěn)多，包括塑料制(zhi)品、橡膠制品、石(shi)棉⭐制品、麻制品(pin)等，這些非金屬(shǔ)材料的使用🏒廣(guang)泛，根據具體的(de)須要來選用。複(fú)合材料的種類(lei)也很多，包括🈲層(céng)合闆、複合闆等(deng)，也是根據具體(tǐ)須要選用，一般(ban)在波形墊圈和(hé)纏繞墊圈等😘上(shàng)面使用的比較(jiào)多。

　　2.動密(mi)封

　　動密封是指(zhi)不讓閥内的介(jie)質流随閥杆運(yun)動而洩漏的密(mì)封，這是一個相(xiang)對運動流程中(zhong)的密封問題🥰，其(qí)密封方式主要(yào)是采用填料函(hán)。填料函的基本(běn)形式有兩種，即(ji)壓蓋式和壓緊(jǐn)螺母式。壓😄蓋式(shì)是目前使用得(de)較多的形式，一(yī)般從壓蓋的形(xing)式而言，能夠 分(fen)為組合式和整(zheng)體式兩種，每個(gè)形式雖有差别(bié)，但是大部分都(dou)包含有壓緊用(yòng)的螺栓。壓緊螺(luo)母式一般用于(yu)較小的閥🏃🏻‍♂️門，由(yóu)于這種形式的(de)尺寸較小，因此(cǐ)壓緊力是受到(dao)限制的。

　　在填料(liao)函内，由于填料(liao)是直接與閥杆(gan)接觸的，所有♌要(yào)求填料的💰密封(feng)性好、摩擦系數(shu)小、能夠适應介(jiè)質♍的壓♍力和溫(wen)度、并且耐腐蝕(shí)。目前比較常用(yong)的填料包括橡(xiang)膠O型圈🏃🏻‍♂️、聚四氟(fu)乙烯編🛀織盤根(gen)、石棉盤根和塑(su)料成型填料等(děng)，每🚩個填料都有(you)其适應的條件(jian)和範圍，根據具(ju)體的需要來✂️選(xuan)取。

　　密封便是防(fáng)止洩漏，那麼閥(fa)門密封性原理(li)也是從防止🈲洩(xie)漏研究的。造成(cheng)洩漏的因素主(zhu)要有兩個，一💚個(gè)是🔅影響密封性(xìng)能的最主要的(de)因素，即密封副(fù)之間存在着間(jiān)隙，另一個則是(shi)密🈲封副的兩側(ce)之間存在着壓(ya)差。閥門密封性(xìng)原理也是從液(ye)體🌂的密封性、氣(qì)體的密封性、洩(xiè)漏通道的密封(feng)原理和閥門密(mì)封🚩副等四個方(fang)🐪面來分析的。

　　液(ye)體的密封性

　　液(yè)體的密封性是(shi)通過液體的粘(zhān)度和表面張力(lì)來進行⛱️。當閥門(men)洩漏的毛細管(guan)充滿氣體的時(shí)候，表面張力可(ke)能對液體進行(háng)排斥，或者将液(yè)體引進毛細管(guan)内。這樣就形成(cheng)了相切角。當相(xiang)切角小于90°的時(shí)候🤞，液體就會被(bei)注入毛☂️細管内(nèi)，這樣就會發生(sheng)洩漏。發🙇🏻生洩漏(lou)的原因在于介(jiè)質⭕的不同性質(zhi)。用不同介質🐇做(zuo)試驗，在條件相(xiang)同的情況下，會(huì)得到不同的結(jié)果。

　　能夠 用水，用(yòng)空氣或用煤油(you)等。而當相切角(jiǎo)大于90°時，也會🐪發(fa)生♋洩漏。因為與(yǔ)金屬表面上的(de)油脂或蠟質薄(bao)膜有關系。一旦(dàn)這些表面的薄(báo)膜被溶解掉，金(jin)屬表面的特性(xìng)就發生了變化(huà)，原來被排斥的(de)液體，就會侵濕(shi)表面，發生洩漏(lòu)。針對上述情況(kuang)，根據泊松公式(shi)，能夠 在減🌍少毛(máo)細管直徑和介(jie)質粘度較大的(de)情況下，來實現(xiàn)防止洩漏或減(jian)少洩漏量的目(mu)的。

　　氣體的密封(fēng)性

　　根據泊松公(gong)式，氣體的密封(feng)性與氣體分子(zi)和氣體的粘性(xing)♉有關。洩漏與毛(máo)細管的長度和(he)氣體的粘度‼️成(cheng)反比，與毛細🏃‍♀️管(guan)的直徑和驅動(dòng)力成正比。當毛(máo)細管的直徑和(hé)氣體分子的平(ping)均自在度相同(tong)時，氣體分子就(jiu)會以自由的熱(re)運動流進毛細(xi)管。因此，當我們(men)在做閥門🔴密封(feng)試驗的時候，介(jiè)質一定要用水(shuǐ)才能起到密封(fēng)的作用，用空氣(qi)即氣體就不能(neng)起到密封的作(zuò)用。

　　即使我們通(tōng)過塑性變形方(fang)式，将毛細管直(zhi)徑降到氣體分(fen)💰子以下，也仍然(rán)不能阻止氣體(tǐ)的流動。原因💁在(zai)于氣體☂️仍然能(neng)夠 通過金屬壁(bi)擴散。因此我們(men)在做氣體👨‍❤️‍👨試驗(yàn)時，一定要比液(yè)體試驗更加的(de)嚴格。

　　洩(xie)漏通道的密封(feng)原理

　　閥門密封(fēng)由散布在波形(xing)面上的不平整(zhěng)度和波峰間距(jù)離的波💜紋度構(gòu)成粗糙度兩個(ge)部分組成。在我(wo)國大部分的金(jin)屬材料彈性應(ying)變力都較低的(de)情況下，如果要(yao)達到密封的狀(zhuàng)态，就需要對金(jin)屬材料的壓縮(suō)力提更高的要(yào)✍️求，即材料👉的壓(yā)縮力要超過其(qí)彈性。因此，在進(jin)行閥門設計時(shi)，密封副👉結合一(yī)定的硬度差來(lai)匹配✏️，在壓力的(de)作用下，就會産(chǎn)生一定程‼️度的(de)塑性🧑🏾‍🤝‍🧑🏼變形密封(fēng)的效果。

　　如果密(mi)封表面都是金(jīn)屬材料，那麼表(biao)面不平整的凸(tu)出點就會最早(zao)的出現，在最初(chu)隻需用較小的(de)載荷就可以使(shi)這些不🐉平整的(de)凸出點産生塑(sù)性變形📞。當接觸(chu)🚩面增大⛱️時，表面(mian)的不平整就會(hui)🆚變成塑性-彈性(xing)變形。這時處在(zài)凹處的兩面粗(cū)糙度就🐪會存在(zài)。需要施加能使(shi)底層材料産生(sheng)嚴重塑性變形(xíng)的載荷☁️時，并且(qie)使得兩🔴表面接(jie)觸緊密👄，沿着連(lián)續線和環向方(fāng)向才能使這些(xiē)尚存的通徑密(mì)合。

　　閥門密封副(fù)

　　閥門密封副是(shì)閥座和關閉件(jian)在互相接觸時(shi)進行關閉的那(na)🈲一部分。金屬密(mì)封面在使用流(liu)程中，容易受到(dao)夾入介質，介質(zhi)腐蝕，磨損顆粒(li)，氣蝕和沖刷的(de)損害的。比如磨(mó)損顆粒。如果磨(mó)損顆粒比表面(mian)的不平整度小(xiǎo)💘，在密封面磨合(hé)時，其✂️表面精度(du)就會得到改善(shan)，而不會💯變壞。相(xiang)反，則會使表面(miàn)精度變壞。因此(cǐ)在選擇磨損顆(kē)🔅粒時，要綜合考(kǎo)慮其材料，工況(kuàng)，潤滑👉性和對密(mi)⛱️封面的腐蝕情(qíng)況等因素。

　　如同(tong)磨損顆粒一樣(yang)，我們在選擇密(mi)封件時，要綜合(he)考慮影響其性(xìng)能的各種因素(sù)，才能起到防洩(xie)漏的✏️功能。因此(cǐ)，必須😘選擇那些(xiē)抗腐蝕，抗擦傷(shang)和耐沖刷的材(cái)料。否則，缺少任(ren)何一項要求，就(jiù)會使其密封性(xìng)能大大降㊙️低。

　　液(yè)壓支架中各種(zhǒng)液壓閥的使用(yòng)期限很低，解決(jue)的途徑和辦法(fǎ)是提高系統的(de)過濾精度和提(tí)高乳化液的質(zhì)量，但收效不💃大(da)。經過研究可知(zhi)，密封技術是提(tí)高液壓支架中(zhōng)液壓閥使用期(qī)限的㊙️關鍵。

　　液壓(ya)閥密封元件損(sun)壞的主要因素(sù)是工作液中的(de)雜質，。這些雜質(zhì)在密封元件間(jiān)研磨，使閥産生(sheng)洩漏。因此，國外(wai)💞曾提出相應等(děng)級的液壓元件(jian)，應采用相應精(jīng)度的過濾器。但(dan)液壓支架用閥(fá)，工作環境十分(fen)惡劣。實踐證明(ming)減少支架液壓(yā)系統液體的污(wū)染雜質，是十分(fèn)困♈難的，有人曾(ceng)經設想在乳📞化(huà)液泵站采✌️用高(gāo)壓過濾器，另外(wai)在每台支架進(jin)口處增加小型(xing)🏃‍♀️過濾器。但在工(gōng)作中迅速被堵(dǔ)塞，形成斷流。

　　另(lìng)一方面，随着液(ye)壓支架技術的(de)發展。對液壓閥(fa)的使用性能和(hé)閥的使用期限(xian)提出了更高的(de)要求。目💰前，在裝(zhuang)有⛷️120目時的過✂️濾(lü)器和磁過濾裝(zhuāng)置的條件下，用(yong)通過被測試閥(fa)的乳化液的總(zong)流量和閥的啟(qi)閉次數，來計量(liàng)閥的使用期。

　　但(dàn)實際上室内型(xíng)式試驗與礦井(jǐng)具體工作中結(jié)果相差很大。為(wéi)此，需要使用新(xīn)型的、抗污染能(néng)力強的、适合于(yú)礦井工作中條(tiáo)件的密封副。影(yǐng)響密封效果的(de)主要原因是閥(fá)芯和閥座的接(jiē)觸比壓、不平度(du)及壓差。當閥芯(xin)與閥座的接合(he)面以P力壓緊🌏，工(gong)作中液體分子(zǐ)以F力擠入，密封(fēng)材料會産生彈(dan)性變形。如果密(mi)封副總抗力🆚大(da)于分子排斥力(li)，則密封有效，不(bu)然會形成洩漏(lou)。

　　早期的液壓支(zhī)架，運動副之間(jian)沒有其他密封(fēng)措施，是金💞屬直(zhi)接接觸密封，即(ji)要求密封副接(jiē)觸平面吻✌️合，具(ju)⚽有較高的加工(gong)精度，不然必須(xu)加大密封副的(de)📞結合力，使接觸(chu)🤞表面産生塑性(xing)變形，堵塞洩漏(lòu)入口。

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