閥門的(de)密封原理，液壓閥(fa)密封技術如何改(gǎi)進

　　閥門密封性(xìng)原理

　　閥門種類繁(fan)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(fa)門的密封問題就(jiù)顯得十分明顯。

　　要(yào)保證閥門能夠良(liang)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(men)洩漏的原因很多(duō)，包😄括結構設計上(shang)的不合理、密封接(jiē)觸面有缺陷、緊固(gù)零件發生松🥰動、閥(fá)體與閥蓋間的配(pèi)合不密不可分❓等(deng)等，所有這些問題(ti)🈲都将會導❓緻閥門(men)密封不好，進而産(chǎn)生洩漏問題。所以(yǐ)，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(hang)系統深🧑🏾‍🤝‍🧑🏼入的研究(jiu)。

　　閥門從産生到現(xian)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(yao)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(fa)主要是使用墊圈(quan)。

　　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(yao)是使用填料函。

　　1.靜(jing)密封

　　靜密封是指(zhi)在兩個靜止的截(jié)面之間形成密封(fēng)，其💃🏻密封方法🏃🏻主🌈要(yao)是使用墊圈。墊圈(quān)的種類很多，經常(cháng)♌使用的墊圈包☎️括(kuo)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(gēn)據使用材料的🏒不(bu)同而進一步進行(háng)劃分。

　　①平墊圈。平墊(nian)圈就是平整的貼(tie)于兩個靜止截面(miàn)之間🏃‍♀️的墊圈，一般(bān)根據使用的材料(liao)可以劃分為塑料(liào)平墊圈、橡膠平💋墊(nian)圈、金屬平墊圈和(hé)複合材料平墊⭕圈(quan)，每種材料的平墊(nian)圈都有其🤟适用的(de)🈲範圍。

　　②O形圈。O型圈是(shì)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(yi)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(zhǒng)材料包裹在另一(yi)種材🌍料上♍的墊圈(quan)，這樣的墊圈一般(ban)具有良好的彈性(xìng)，可以增強密封效(xiào)果。

　　④異型墊圈。異型(xíng)墊圈是指那些形(xíng)狀不規則的墊圈(quān)👨‍❤️‍👨，包括橢圓形墊圈(quān)、菱形墊圈、齒輪型(xing)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(zhong)使用。

　　⑤波形墊圈。波(bō)形墊圈是隻具有(you)波浪形狀的墊圈(quan)，這類墊圈通常🏃‍♂️是(shì)将金屬材料和非(fei)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(rào)墊圈。纏繞墊圈是(shi)指把很薄的金屬(shu)帶和非金屬帶🈲緊(jǐn)貼在一起、纏繞形(xíng)成的墊圈，這類墊(nian)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(cai)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(děng)，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(céng)合闆、複合闆等，也(yě)是根據具體須要(yao)選用，一般在波形(xing)墊圈和纏繞墊圈(quan)等上面使用💋的比(bǐ)較多。

　　2.動密(mi)封

　　動密封是指不(bu)讓閥内的介質流(liu)随閥杆運動而洩(xiè)漏的密✊封，這是一(yi)個相對運動流程(chéng)中的密封問題，其(qí)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(dé)較👣多的形式，一般(ban)從壓蓋的形式而(er)言，能夠♌ 分為組合(he)式和整體式兩種(zhǒng)，每個形式雖有差(cha)别，但是大部分都(dou)🌐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(yin)此壓緊力是受到(dào)限制的。

　　在填料函(hán)内，由于填料是直(zhí)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(jie)質的壓力和溫度(dù)、并且耐腐🔴蝕。目前(qián)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(shi)應的條件和範圍(wéi)，根據具體的需要(yào)來☂️選取。

　　密封便是(shi)防止洩漏，那麼閥(fá)門密封性原理也(yě)是從防止☀️洩漏研(yán)☁️究的。造成洩漏的(de)因素主要有兩個(gè)，一個是影響密封(fēng)性能的最主要的(de)因素，即密封副之(zhi)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(tǐ)的密封☁️性、洩漏通(tōng)道❗的密封原理和(hé)閥門密封副等四(si)個方面來分析的(de)。

　　液體的密封性

　　液(ye)體的密封性是通(tōng)過液體的粘度和(he)表面張力來進行(háng)。當💯閥✍️門洩漏的毛(máo)細管充滿氣體的(de)時候，表面張力可(ke)能對液體進行排(pái)斥，或者将液體引(yǐn)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(bèi)注入毛細管内，這(zhe)樣就會發生洩漏(lou)。發☎️生洩漏的原🚶因(yīn)在于介質的不同(tóng)性質🐆。用不同介質(zhi)做試驗，在條件相(xiang)同的情況下，會得(de)到不同的結果。

　　能(neng)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(yu)金屬表面上的油(you)脂或蠟質薄膜有(you)關系。一旦這些表(biao)面的薄膜被溶解(jiě)掉，金屬表面的特(te)性就發生了變化(huà)，原來被排斥的液(yè)體，就會侵濕表面(mian)，發生洩漏。針對上(shang)述情況，根據泊松(song)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(zhǐ)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(feng)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(zhan)度❓成反比，與毛細(xì)✨管的直徑🔴和驅動(dòng)力成正比。當毛細(xi)管的直🏃‍♂️徑和氣體(ti)分子的平均⭐自在(zài)度相同時，氣體分(fèn)子就會🙇🏻以自由的(de)熱運動流進毛細(xi)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(neng)起到密封的作用(yong)。

　　即使我們通過塑(su)性變形方式，将毛(mao)細管直徑降到氣(qi)體分子以下，也仍(réng)然不能阻止氣體(ti)的流動。原因在于(yú)氣體仍然能夠 通(tōng)過金屬壁擴散。因(yin)此我們在🌍做氣體(tǐ)試驗時，一定要比(bi)液體試驗更加的(de)嚴格。

　　洩漏通(tōng)道的密封原理

　　閥(fá)門密封由散布在(zài)波形面上的不平(ping)整度和波峰間🈚距(ju)離的⛷️波紋度構成(chéng)粗糙度兩個部分(fèn)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(cái)料的壓縮力提更(geng)高的要求，即材料(liào)的壓縮力要超過(guo)其彈性。因此，在進(jin)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(feng)的效果。

　　如果密封(fēng)表面都是金屬材(cái)料，那麼表面不平(píng)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(zhe)些不平整的凸出(chū)點産生塑性變形(xíng)。當接觸面增大時(shí)，表面的不平整就(jiu)會變成塑性-彈👉性(xing)變形。這🙇‍♀️時處在凹(ao)處的兩面🌈粗糙度(dù)就會存在。需㊙️要施(shi)加能使底層材料(liao)産🌈生嚴重塑性變(biàn)形的載荷時，并且(qie)使得兩表面接觸(chu)緊密，沿着連續線(xian)和環向方向才能(neng)使這些尚存的通(tōng)徑密合。

　　閥門密封(fēng)副

　　閥門密封副是(shì)閥座和關閉件在(zài)互相接觸時進行(háng)關閉的那一部分(fen)。金屬密封面在使(shi)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(hài)的。比如磨損顆粒(lì)。如果磨損顆粒比(bi)表面的不平整度(du)小，在密封面磨合(he)時，其表面精度🏃就(jiù)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(run)滑性和對密封面(miàn)的腐蝕情況等因(yin)素。

　　如同磨損顆粒(lì)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(gōng)能。因此♈，必須選擇(zé)那些抗腐蝕，抗擦(ca)傷和耐沖刷的材(cái)料。否則，缺少任何(he)一項要求，就會🔆使(shi)其密封性能大大(da)降低。

　　液壓支架中(zhong)各種液壓閥的使(shi)用期限很低，解決(jue)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(ti)高液壓支架中液(ye)壓♻️閥使用期限的(de)關鍵。

　　液壓閥密封(feng)元件損壞的主要(yao)因素是工作液中(zhong)的雜質，。這些雜質(zhì)在密封元件間研(yán)磨，使閥産生洩漏(lou)。因此，國外曾提出(chū)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(gong)作環境十分惡劣(lie)。實踐證明減少支(zhi)架液壓系統液體(ti)的污染雜⭐質，是十(shi)分困難的，有人曾(céng)經設想在乳化液(yè)泵站采🔆用高壓過(guò)濾器，另外在每台(tái)支架進口處增加(jiā)🥵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(duì)液壓閥的使⁉️用性(xing)🔞能和閥的使用期(qi)限提出了更高的(de)要求。目前，在裝有(yǒu)120目時的過濾器和(he)磁過濾裝置的條(tiáo)件下，用通過被測(ce)試閥的乳化液的(de)總流量和閥的啟(qǐ)閉次數，來計量閥(fa)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(dà)。為此，需要使用新(xīn)型的、抗污染能力(lì)強的、适合于礦井(jing)工作中條件的密(mi)封副。影響密封效(xiào)果的主要原因是(shi)♋閥芯和閥座的接(jiē)觸比㊙️壓、不平度及(ji)㊙️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(fēng)副總抗力大于分(fèn)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(jian)沒有其他密封措(cuò)施，是金屬直接接(jie)觸密封，即要求密(mì)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(miàn)産📧生塑性變形，堵(du)塞洩漏入口。

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