閥門的種類繁多,但是基本的作用卻是一致的,那就是連通或者截斷介質(zhì)流。因此,閥門的密封問題就顯得十分突出。
要保證閥門能夠良好的截斷介質(zhì)流,不發(fā)生泄漏,就要保證閥門的密封完好。而造成閥門泄漏的原因很多,包括結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不合理、密封接觸面有缺陷、緊固零件發(fā)生松動、閥體與閥蓋間的配合不緊密等等,所有這些問題都可能導致閥門密封不好,從而產(chǎn)生泄漏問題。所以,閥門密封技術(shù)是關(guān)系到閥門性能和質(zhì)量的一項重要技術(shù),需要進行系統(tǒng)深入的研究。
閥門從產(chǎn)生到現(xiàn)在,其密封技術(shù)也經(jīng)歷了很大的發(fā)展。到目前為止,閥門密封技術(shù)主要體現(xiàn)在兩大方面,即靜密封和動密封。
所謂靜密封,通常是指兩個靜止面之間的密封,靜密封的密封方法主要是使用墊圈。
所謂動密封,主要是指閥桿的密封,即不讓閥內(nèi)的介質(zhì)隨閥桿運動而發(fā)生泄漏,動密封的密封方法主要是使用填料函。
1. 靜密封
2. 動密封
液體的密封性
氣體的密封性
根據(jù)泊松公式,氣體的密封性與氣體分子和氣體的粘性有關(guān)。泄漏與毛細管的長度和氣體的粘度成反比,與毛細管的直徑和驅(qū)動力成正比。當毛細管的直徑和氣體分子的平均自由度相同時,氣體分子就會以自由的熱運動流進毛細管。因此,當我們在做閥門密封試驗的時候,介質(zhì)一定要用水才能起到密封的作用,用空氣即氣體就不能起到密封的作用。
即使我們通過塑性變形方式,將毛細管直徑降到氣體分子以下,也仍然不能阻止氣體的流動。原因在于氣體仍然可以通過金屬壁擴散。所以我們在做氣體試驗時,一定要比液體試驗更加的嚴格。
泄漏通道的密封原理
閥門密封由散布在波形面上的不平整度和波峰間距離的波紋度構(gòu)成粗糙度兩個部分組成。在我國大部分的金屬材料彈性應(yīng)變力都較低的情況下,如果要達到密封的狀態(tài),就需要對金屬材料的壓縮力提更高的要求,即材料的壓縮力要超過其彈性。因此,在進行閥門設(shè)計時,密封副結(jié)合一定的硬度差來匹配,在壓力的作用下,就會產(chǎn)生一定程度的塑性變形密封的效果。
如果密封表面都是金屬材料,那么表面不平整的凸出點就會最早的出現(xiàn),在最初只需用較小的載荷就可以使這些不平整的凸出點產(chǎn)生塑性變形。當接觸面增大時,表面的不平整就會變成塑性-彈性變形。這時處在凹處的兩面粗糙度就會存在。需要施加能使底層材料產(chǎn)生嚴重塑性變形的載荷時,并且使得兩表面接觸緊密,沿著連續(xù)線和環(huán)向方向才能使這些尚存的通徑密合。
閥門密封副
閥門密封副是閥座和關(guān)閉件在互相接觸時進行關(guān)閉的那一部分。金屬密封面在使用過程中,容易受到夾入介質(zhì),介質(zhì)腐蝕,磨損顆粒,氣蝕和沖刷的損害的。比如磨損顆粒。如果磨損顆粒比表面的不平整度小,在密封面磨合時,其表面精度就會得到改善,而不會變壞。相反,則會使表面精度變壞。因此在選擇磨損顆粒時,要綜合考慮其材料,工況,潤滑性和對密封面的腐蝕情況等因素。
如同磨損顆粒一樣,我們在選擇密封件時,要綜合考慮影響其性能的各種因素,才能起到防泄漏的功能。因此,必須選擇那些抗腐蝕,抗擦傷和耐沖刷的材料。否則,缺少任何一項要求,就會使其密封性能大大降低。