閥門的密(mì)封原理，液壓閥密(mi)封技術如何改進(jin)

　　閥門密封性(xing)原理

　　閥門種類繁(fán)多，可是基本的作(zuo)用則是一緻的，那(nà)便是連☂️通或者截(jié)斷介質流。因而，閥(fá)門的密封問題就(jiu)顯得十分明顯。

　　要(yào)保證閥門能夠良(liáng)好的截斷介質流(liu)，不發生洩漏👉，就要(yao)保證閥門的密封(feng)完好。而造成閥門(mén)洩漏的原因很⛷️多(duo)，包括結構設計上(shàng)🥰的不合理、密封接(jiē)觸面有缺陷、緊🈲固(gu)零件發生松動、閥(fa)體與閥蓋間的配(pei)合不密不可分等(děng)等，所有這些問題(ti)都将會導🔱緻閥門(mén)密封不好，進而産(chǎn)生洩漏問題。所以(yi)，閥門密封技術是(shi)🏃關系到閥門性🚶能(neng)和質量的一❓項重(zhong)要技術，須要進✌️行(háng)系統深💚入的研究(jiu)。

　　閥門從産生到現(xiàn)在，其密封技術也(yě)經曆了很大的發(fā)展。到目前為止，閥(fa)門密封技術主要(yào)體現在兩大方面(miàn)🥰，即靜密封和動密(mì)封。

　　所謂靜密封，通(tong)常是指兩個靜止(zhi)面之間的密封，靜(jing)密封的密🏃🏻封方法(fǎ)主要是使用墊圈(quān)。

　　所謂動密封，主要(yao)是指閥杆的密封(feng)，即不讓閥内的介(jiè)質🔅随👄閥杆運動而(er)發生洩漏，動密封(fēng)的密封方法主要(yào)是使用填料函。

　　1.靜(jing)密封

　　靜密封是指(zhi)在兩個靜止的截(jie)面之間形成密封(feng)，其密👣封方法主要(yào)是使用墊圈。墊圈(quān)的種類很多，經常(chang)☔使用的墊圈包♉括(kuò)平墊圈、O形圈、包墊(nian)圈、異形墊圈、波🙇🏻形(xing)墊圈和纏繞墊圈(quan)等幾大類，每種類(lèi)型下面又可以根(gen)據使用材料的✌️不(bú)同而進一步進行(háng)劃分。

　　①平墊圈。平墊(nian)圈就是平整的貼(tiē)于兩個靜止截面(miàn)之間的墊圈，一般(bān)根據使用的材料(liào)可以劃分為塑料(liao)平墊圈、橡膠平㊙️墊(nian)圈🍉、金屬平墊圈和(hé)複合材料平墊圈(quān)，每種材料的㊙️平墊(niàn)圈都有其适用的(de)📱範圍。

　　②O形圈。O型圈是(shi)指斷面形狀呈O型(xíng)的墊圈，由于其斷(duan)面形狀是O型🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，有一(yī)定的自緊作用，所(suǒ)以密封效果比平(píng)✊墊圈好。

　　③包墊圈。包(bāo)墊圈是指将某種(zhong)材料包裹在另一(yī)種材料上🌈的墊圈(quan)🌈，這樣的墊圈一般(bān)具有良好的彈性(xìng)，可以增強密封效(xiao)果。

　　④異型墊圈。異型(xing)墊圈是指那些形(xing)狀不規則的墊圈(quān)，包括㊙️橢圓形墊圈(quan)、菱形墊圈、齒輪型(xíng)墊圈、燕尾型墊圈(quan)等，這些🔱墊圈一般(ban)有自緊作用，大多(duo)在高中壓閥門中(zhōng)使用。

　　⑤波形墊圈。波(bo)形墊圈是隻具有(yǒu)波浪形狀的墊圈(quan)，這類墊💔圈通常是(shi)将金屬材料和非(fēi)金屬材料組合起(qi)🔴來構成，一般具👣有(yǒu)壓緊力小，密封效(xiao)果好的特點。

　　⑥纏繞(rao)墊圈。纏繞墊圈是(shì)指把很薄的金屬(shu)帶和非金屬帶緊(jin)貼在一起、纏繞形(xing)成的墊圈，這類墊(niàn)圈具有良好的彈(dan)性和密封🆚性。

　　墊圈(quān)的制作材料主要(yao)包括三大類，即金(jin)屬材料、非㊙️金屬材(cái)💁料和複合材料。一(yi)般來說，金屬材料(liao)的強度高，耐溫性(xing)🔴能強，常用🐕的金屬(shǔ)材料有銅、鋁、鋼等(děng)。非金屬材料🌂的種(zhong)類很多，包✊括塑料(liào)🐉制品、橡膠制品、石(shi)棉制品、麻制品等(deng)，這些非金屬材料(liao)的使用廣泛，根據(jù)具體的須要來選(xuan)用。複合🌈材料的種(zhong)類🏃🏻也很多，包括🏃🏻‍♂️層(ceng)合闆、複合💰闆等，也(yě)是根據具📧體須要(yào)選用，一般在波形(xíng)墊圈和纏繞墊圈(quān)等上面使用⭐的比(bǐ)較多。

　　2.動密(mì)封

　　動密封是指不(bú)讓閥内的介質流(liú)随閥杆運動而洩(xiè)漏的密封㊙️，這是一(yī)個相對運動流程(chéng)中的密封問題，其(qi)密封方式主要是(shì)采用填料函。填料(liào)函的基本形式有(you)兩種，即壓蓋式和(hé)壓緊螺母式。壓蓋(gai)式是目前使用得(de)較🛀多的形式，一般(bān)從壓蓋的形式而(ér)言，能夠 分為組合(hé)式和整體式兩種(zhong)，每個形式雖有差(cha)别，但是大部分都(dōu)包含有壓緊用的(de)螺栓。壓緊螺母式(shì)一般用于較小的(de)閥門，由于這種形(xíng)式的尺寸較小，因(yīn)此💘壓緊力是受到(dao)限制的。

　　在填料函(hán)内，由于填料是直(zhi)接與閥杆接觸的(de)，所有要求填料的(de)密封性好、摩擦系(xì)數小、能夠适應介(jiè)質的壓力和溫度(du)、并且耐腐蝕。目前(qian)比較常用的填料(liào)包括橡膠O型圈❗、聚(jù)四氟🔴乙烯編織盤(pan)根🏃‍♂️、石棉盤根和塑(sù)料成型填料等，每(mei)個填料都有其适(shì)應的條件和範圍(wéi)，根據具體的需要(yào)來選取。

　　密封便是(shì)防止洩漏，那麼閥(fa)門密封性原理也(ye)是從防止洩漏研(yán)究的。造成洩漏的(de)因素主要有兩個(ge)，一個是影響密封(fēng)性能👉的最主要的(de)因素，即密封副之(zhī)間存在🈲着間隙，另(lìng)一個則是密封副(fu)的兩側之間存在(zài)着壓差。閥門密封(fēng)性原理也是從液(yè)體🏃的密封性❌、氣體(ti)的密封性、洩漏通(tōng)道的密封原理💁和(hé)閥門密封🐕副等四(sì)個方面來分析的(de)。

　　液體的密封性

　　液(yè)體的密封性是通(tong)過液體的粘度和(he)表面張力來進行(háng)。當閥🈲門洩漏的毛(mao)細管充滿氣體的(de)時候，表面張力可(kě)能對液體進☀️行排(pai)斥，或者将液體引(yin)進毛細管内。這樣(yàng)就形成了相切角(jiao)。當🙇‍♀️相切角小于90°的(de)時候，液體就會被(bei)注入毛細管内，這(zhe)㊙️樣就會發生洩漏(lòu)。發生洩漏的原因(yin)在于介質的不同(tóng)性質🏃🏻。用不同介質(zhì)做試驗，在條件相(xiàng)同的情況下，會得(dé)到不同的結果。

　　能(néng)夠 用水，用空氣或(huo)用煤油等。而當相(xiang)切角大于90°時，也🏃‍♀️會(hui)發生洩🎯漏。因為與(yǔ)金屬表面上的油(yóu)脂或蠟質📞薄膜有(you)關系。一旦這些表(biao)面的薄膜被溶解(jie)掉，金屬✔️表面的特(tè)性就發生了變化(huà)，原來被排斥的液(ye)體，就會侵濕表面(mian)，發生洩漏。針對上(shang)述情況，根據泊松(sōng)公🏃‍♀️式，能夠 在減少(shǎo)毛細管直🌏徑和介(jie)質粘度較大的情(qíng)😄況下，來實現防🧑🏽‍🤝‍🧑🏻止(zhi)洩漏或減少☎️洩漏(lòu)量的目的。

　　氣體的(de)密封性

　　根據泊松(song)公式，氣體的密封(fēng)性與氣體分子和(hé)氣體的🍓粘性🧑🏽‍🤝‍🧑🏻有關(guān)。洩漏與毛細管的(de)長度和氣體的粘(zhān)度成反比，與毛細(xi)🚶管的直徑🌍和驅動(dong)力成正比。當毛細(xì)管的直徑和氣體(tǐ)分子的平均自在(zai)度☂️相同時，氣體分(fen)子就會以自由的(de)熱運動流進毛細(xì)管。因此，當我們在(zai)做閥門密封試驗(yàn)的💞時候，介質一定(ding)要用水才能起到(dào)密封的作用，用空(kōng)氣即氣體就不能(néng)起到密🚶封的作用(yòng)。

　　即使我們通過塑(sù)性變形方式，将毛(máo)細管直徑降到氣(qi)體分子🈲以⁉️下，也仍(réng)然不能阻止氣體(tǐ)的流動。原因💘在于(yú)✨氣體仍然能夠 通(tōng)過金屬壁擴散。因(yīn)此我們在做氣體(ti)試驗時，一定要比(bi)液體試驗更加的(de)嚴格。

　　洩漏通(tong)道的密封原理

　　閥(fá)門密封由散布在(zài)波形面上的不平(píng)整度和波峰間距(ju)離的波紋度構成(chéng)粗糙度兩個部分(fen)組成。在我國大部(bù)分的金屬材料彈(dan)性應變力都較低(di)的情況下，如果要(yào)達到🌈密封的🐅狀态(tài)，就需要對💃🏻金屬材(cai)料的壓縮力提更(geng)高的要求，即材料(liào)的壓縮力要超過(guò)其⭕彈性。因此，在進(jìn)行閥門設計時，密(mi)封副⛹🏻‍♀️結合一定的(de)🐆硬度差來匹配，在(zài)壓力的作用㊙️下，就(jiù)會産生一❗定程🔴度(dù)的塑性變形密封(fēng)的效💯果。

　　如果密封(fēng)表面都是金屬材(cái)料，那麼表面不平(ping)整的凸出點就會(huì)最早的出現，在最(zuì)初隻需用較小的(de)載㊙️荷就可以使這(zhè)些不平整的凸出(chu)點産生塑性變形(xing)。當接觸面增大時(shi)，表面的不平整就(jiu)會變成塑性-彈性(xìng)變形。這時處在凹(āo)🍓處的兩面粗糙度(dù)就會存在。需要施(shī)加能使底層材料(liào)産生嚴重塑性變(bian)形的載荷時，并且(qiě)使得兩表面接觸(chu)緊密，沿着連續線(xiàn)和環向方向才能(neng)使這些尚存的🙇‍♀️通(tong)徑密合。

　　閥門密封(feng)副

　　閥門密封副是(shì)閥座和關閉件在(zai)互相接觸時進行(háng)關閉的那一部分(fèn)。金屬密封面在使(shǐ)用流程中，容易受(shou)到夾入介質，介質(zhì)腐蝕，磨損顆粒，氣(qì)蝕和沖刷的🎯損害(hai)的。比如磨損顆粒(li)。如果磨損顆粒比(bǐ)表面的不平整度(dù)小，在密封面磨合(hé)時，其表面精度❤️就(jiu)會得到改善，而不(bu)會變壞。相反，則✔️會(huì)使表面精度變壞(huài)。因此在選擇磨損(sun)顆粒時，要綜合考(kǎo)㊙️慮其材料，工況，潤(rùn)滑性和對密封面(miàn)的🛀🏻腐蝕情況等因(yin)素。

　　如同磨損顆粒(li)一樣，我們在選擇(ze)密封件時，要綜合(he)考慮⭕影響其性能(neng)的各種因素，才能(néng)起到防洩漏的功(gong)能♍。因此🍉，必須選擇(zé)⭐那些♻️抗腐蝕，抗擦(cā)傷和耐沖刷的材(cai)料㊙️。否則，缺少任何(hé)一項要🛀求，就會🔞使(shǐ)其密封性能大大(dà)降低。

　　液壓支架中(zhong)各種液壓閥的使(shi)用期限很低，解決(jué)的途🏃🏻‍♂️徑和辦法是(shì)提高系統的過濾(lü)精度和提高乳化(hua)液的🈲質量，但收♌效(xiao)不🚶‍♀️大。經過研究可(kě)知，密封技術是‼️提(tí)高液壓支架中液(ye)壓閥使用期限的(de)關鍵。

　　液壓閥密封(fēng)元件損壞的主要(yao)因素是工作液中(zhong)的雜質，。這些雜質(zhi)在密封元件間研(yán)磨，使閥産生洩漏(lòu)。因此⭐，國外曾提出(chu)相應等級的液壓(ya)元件，應采用相應(ying)精度的過濾器。但(dan)液壓支架☁️用閥，工(gōng)作環境十分💁惡劣(liè)。實踐證明減少支(zhī)架液壓系統液體(tǐ)的污染雜💛質，是十(shi)分困難的，有人曾(céng)經設想在乳化液(ye)泵站采✔️用高壓過(guò)濾器，另外在每台(tái)支❓架進口處增加(jia)小型過濾器。但在(zai)工作🔞中迅速被堵(du)塞，形成斷流。

　　另一(yī)方面，随着液壓支(zhī)架技術的發展。對(dui)液壓閥的使用性(xìng)能和閥的使用期(qī)限提出了更高的(de)要求。目前，在裝有(you)💞120目時的過濾器和(he)磁過濾裝置的條(tiao)件下，用通過被測(ce)試閥的乳化液的(de)🍉總流量和閥的啟(qi)閉次數，來計量閥(fá)的使用期。

　　但實際(jì)上室内型式試驗(yàn)與礦井具體工作(zuo)中結果相差🈲很⚽大(da)。為此，需要使用新(xīn)型的、抗污染能力(li)強的、适合于礦🔆井(jing)工🏃‍♀️作中🍓條件的密(mi)封副。影響密封效(xiao)果⛷️的主要原因是(shi)閥芯和閥座的接(jie)觸比壓、不平度及(jí)壓差。當閥芯與閥(fa)座的接合面以P力(li)壓緊，工作中液體(ti)分子以F力擠入，密(mi)封材料會産生彈(dan)性變形。如果🛀🏻密封(feng)副總抗🏃‍♂️力大于分(fen)子排斥力，則密封(feng)有效，不然會形成(chéng)洩漏。

　　早期的液壓(yā)支架，運動副之間(jiān)沒有其他密封措(cuo)施，是金屬直接接(jiē)觸密封，即要求密(mi)封副接觸平面吻(wen)合，具有較高的加(jiā)工精度，不然必須(xū)加大密封副的結(jié)合力，使接觸表面(mian)産🏒生塑性變形，堵(du)塞洩漏入口。

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