閥門的密封(fēng)原理，液壓閥密(mì)封技術如何改(gai)進

　　閥(fa)門密封性原理(lǐ)

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

　　要保(bao)證閥門能夠良(liáng)好的截斷介質(zhì)流，不發生洩漏(lou)，就要保證閥門(men)的密封完好。而(er)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(feng)接觸面有缺陷(xiàn)、緊💞固零件✊發生(sheng)松動、閥體與閥(fa)蓋間的配合不(bú)🤩密不可分等等(děng)，所有這些問題(tí)都将會導緻閥(fá)門密⭐封不好，進(jìn)而産生洩漏問(wen)❤️題。所以，閥門密(mi)封技術是關系(xi)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(cóng)産生到現在，其(qí)密封技術也經(jīng)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(liang)大方面，即靜密(mì)封和動密封。

　　所(suo)謂靜密封，通常(cháng)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(shǐ)用墊圈。

　　所謂動(dòng)密封，主要是指(zhǐ)閥杆的密封，即(jí)不讓閥内的介(jiè)質💁随閥杆運動(dong)而發生洩漏，動(dòng)密封的密封方(fang)法主要是使💋用(yòng)填料函。

　　1.靜密封(feng)

　　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(fǎ)主要是使用墊(niàn)圈。墊圈的種類(lei)很多，經常❌使用(yong)的墊圈包括平(ping)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(shǐ)🎯用材料的不同(tóng)而進一步進行(hang)劃分。

　　①平墊圈。平(píng)墊圈就是平整(zhěng)的貼于兩個靜(jing)止截面之間的(de)墊圈，一💋般根據(ju)使用的材料可(ke)以劃分為塑料(liao)平墊🐪圈、橡膠平(píng)墊圈、金屬平墊(niàn)圈和複合材料(liao)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(shi)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(mǒu)種材料包裹在(zai)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(kě)以增強密🐆封效(xiao)果。

　　④異型墊圈。異(yì)型墊圈是指那(nà)些形狀不規則(zé)的墊圈，包括橢(tuǒ)圓🧡形墊圈、菱形(xing)墊圈、齒輪型墊(nian)圈、燕尾型墊圈(quan)等，這些墊圈一(yi)般有自緊作用(yòng)，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(chang)是将金屬材料(liào)和非金屬材料(liao)組合起來構成(cheng)，一般具有壓緊(jǐn)力小，密封效果(guǒ)好的特點。

　　⑥纏繞(rao)墊圈。纏繞墊圈(quān)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(quān)具有良好的彈(dan)性和密封性。

　　墊(nian)圈的制作材料(liao)主要包括三大(da)類，即金屬材料(liào)、非金屬材料和(hé)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(shu)材料的種類很(hěn)多，包括塑料制(zhi)品、橡膠制品、石(shí)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(ceng)合闆、複合闆等(děng)，也是根據具體(tǐ)須要選用，一👅般(ban)在🈲波形墊圈和(he)纏繞墊圈等上(shàng)面使用的比較(jiào)多。

　　2.動密(mì)封

　　動密封是指(zhi)不讓閥内的介(jiè)質流随閥杆運(yun)動而洩漏💃的密(mi)封，這是一個相(xiàng)對運動流程中(zhong)的密封問題💁，其(qi)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(jí)壓蓋式和壓緊(jin)螺母式。壓蓋式(shì)是目前🙇🏻使用得(dé)較多的形式，一(yi)般從壓蓋的形(xing)式♍而言，能夠 分(fèn)為組合式和整(zheng)體式兩種，每個(ge)形式👌雖有差别(bié)，但是大部分都(dou)包含有壓緊用(yong)的螺栓。壓緊螺(luó)母👨‍❤️‍👨式一般用于(yú)較🤩小的閥門，由(you)于這種形式㊙️的(de)尺寸較小，因此(cǐ)壓緊力是受到(dào)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(fēng)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(fú)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(chéng)洩漏的因素主(zhu)要有兩個，一個(ge)是影響密封性(xìng)能的最主要的(de)因素，即密封副(fu)之間存在‼️着間(jian)隙🤟，另一個則是(shi)密封副的兩側(cè)之間存在着壓(ya)差。閥門密封性(xing)原理也是從液(yè)體的密封性、氣(qi)體的密封性、洩(xiè)漏通道的密封(feng)原理和閥門密(mi)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(zhan)度和表面張力(lì)來進🛀🏻行。當閥門(men)洩漏的毛細管(guǎn)充滿氣體的時(shi)候，表面張力可(kě)能對液體進行(hang)排斥，或者将液(yè)體引進毛細管(guan)内。這樣就形成(chéng)了相切角。當相(xiàng)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(zuò)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(yong)空氣或用煤油(you)等。而當相切角(jiao)大于90°時🐕，也會發(fā)生洩漏。因為與(yu)金屬表面上的(de)油脂或蠟質薄(báo)膜有關系。一旦(dan)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(hua)，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(kuàng)，根據泊松公式(shì)，能夠 在減少毛(mao)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(feng)性

　　根據泊松公(gong)式，氣體的密封(fēng)性與氣體分子(zǐ)和氣體的📐粘性(xìng)有🔴關。洩漏與毛(máo)細管的長度和(hé)氣體的粘度❤️成(cheng)反比，與毛細管(guan)的直徑♍和驅動(dong)力成正比。當毛(mao)細管的直徑和(he)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(xì)管。因此，當我們(men)在做閥門密封(fēng)試驗的時候，介(jie)質一定要用水(shui)才💁能起到密封(feng)的作用，用空氣(qì)即氣體就不能(neng)起到密封的作(zuo)用。

　　即使我們通(tong)過塑性變形方(fang)式，将毛細管直(zhí)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(zài)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(xiè)漏通道的密封(fēng)原理

　　閥門密封(fēng)由散布在波形(xing)面上的不平整(zheng)度和波峰間距(ju)離的波📐紋度構(gòu)成粗糙度兩個(gè)部分組成。在我(wo)國大🧡部分的金(jīn)屬材料彈⛷️性應(ying)變力都較低的(de)情況下，如果⭐要(yào)達到🎯密封的狀(zhuang)态，就需要對🔴金(jīn)屬材料的壓縮(suo)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(yi)定的硬度差來(lái)匹配，在壓力的(de)作用下，就會産(chan)生一定程度的(de)塑性變形密封(fēng)的效果。

　　如果密(mì)封表面都是金(jin)屬材料，那麼表(biǎo)面不平整的凸(tū)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(shǐ)這些不🈲平整🏃的(de)凸出點産生塑(su)性變形。當接觸(chu)🛀面增大時，表面(mian)的不平整就會(huì)變成塑性-彈性(xìng)變形。這時處在(zai)凹處的兩面粗(cū)糙度就會存在(zai)。需要施加能使(shǐ)底層材料産生(shēng)嚴重塑性變形(xing)的載荷🙇🏻時，并且(qiě)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(xie)尚存的通徑密(mì)合。

　　閥門密封副(fu)

　　閥門密封副是(shi)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(liú)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(xiao)🏃🏻，在密封面磨合(hé)時，其🐆表面精度(dù)就會得到🌏改善(shan)，而不會變壞。相(xiàng)反，則會使表面(mian)精🔱度變壞。因此(ci)💜在選擇磨損顆(kē)粒時，要綜合考(kao)慮其材料，工況(kuang)💯，潤滑性和對密(mì)封面的腐蝕情(qing)況等因素。

　　如同(tóng)磨損顆粒一樣(yang)，我們在選擇密(mì)封件時，要綜合(he)💛考慮影響其🔴性(xing)能的各種因素(su)，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(shāng)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(xing)能大大降低。

　　液(ye)壓支架中各種(zhong)液壓閥的使用(yòng)期限很低，解決(jué)的途徑和辦法(fa)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(zhī)，密封技術是提(ti)高液壓支架中(zhōng)液壓🈲閥使用期(qi)限的關鍵。

　　液壓(yā)閥密封元件損(sǔn)壞的主要因素(su)是工作液中的(de)雜質♉，。這些雜質(zhi)在密封元件間(jian)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(dàn)液壓支架用閥(fa)，工作環境十分(fèn)惡劣。實踐證明(míng)減少支架液壓(yā)系統液體的污(wu)染雜質，是十分(fèn)困難的，有人曾(céng)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(jìn)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(yè)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(xiàn)提出了更高的(de)要求。目前，在裝(zhuang)有120目時的過濾(lǜ)器和磁過濾裝(zhuāng)置的條件下，用(yòng)通過被測試閥(fá)的乳化液的總(zǒng)流量和閥的啟(qi)閉次數，來計量(liàng)閥的使用期。

　　但(dan)實際上室内型(xing)式試驗與礦井(jing)具體工作中結(jié)果🐪相💋差很大。為(wéi)此，需要使用新(xin)型的、抗污染能(néng)力強的、适合✌️于(yu)礦井工作中條(tiao)件的密封副。影(ying)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(gōng)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(mì)封副總抗力大(dà)于分子排斥力(li)，則密封有效❤️，不(bú)然會形成洩漏(lou)。

　　早期的液壓支(zhī)架，運動副之間(jiān)沒有其他密封(fēng)措施，是金屬直(zhi)接接觸密封，即(jí)要求密封副接(jie)觸平面吻合，具(ju)💚有較高的加工(gong)精度，不然必須(xū)加大密封副的(de)結合力，使接觸(chù)💘表面産生塑性(xing)變形，堵塞洩漏(lòu)入口。

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