阀门的密封原理
阀门的密封原理
有许多 阀门种类，但基本功能相同，即接通或切断介质流。 因此， 阀门密封问题 非常突出。
为保证阀门能很好地切断介质流动，不泄漏，必须保证阀门密封完好。 造成阀门泄漏的原因很多，包括结构设计不合理、密封接触面有缺陷、紧固件松动、阀体与阀盖配合松动等，这些问题都可能导致阀门密封不良，造成泄漏。 因此，阀门密封技术是关系到阀门性能和质量的一项重要技术，需要进行系统的研究。
阀门的密封技术从诞生到现在也经历了很大的发展。 到目前为止，阀门密封技术主要体现在两个方面：静密封和动密封。
所谓静密封通常是指两个静止表面之间的密封。 静密封的密封方式主要是使用垫片。
阀门的密封技术从诞生到现在也经历了很大的发展。 到目前为止，阀门密封技术主要体现在两个方面：静密封和动密封。
静密封
静密封是指两个静止部分之间形成密封，其密封方法主要是使用垫片。 垫圈有很多种。 常用的垫片有平垫圈、O型圈、缠绕垫圈、异形垫圈、波纹垫圈和缠绕垫圈。 每一类又可根据所用材料的不同进一步划分。
- ① 平垫圈. 平垫圈是附在两个静止部分之间的一种平垫圈。 一般按所用材料可分为塑料平垫圈、橡胶平垫圈、金属平垫圈和复合平垫圈。 每种材质的平垫圈都有其适用范围。
- ② O型圈。 O型圈是指具有O形截面的垫片。 O型圈因其O型截面形状和一定的自紧作用，密封效果优于平垫圈。
- ③ 包裹 垫圈。 填料垫片是指包裹在另一种材料上的一种垫片。 这种垫片一般弹性好，可以增强密封效果。
- ④异型垫圈。 异形垫圈是指那些形状不规则的垫圈，包括椭圆垫圈、菱形垫圈、齿轮垫圈、燕尾垫圈等。这类垫圈一般具有自紧作用，多用于高中压阀门。
- ⑤波纹垫圈。 波纹垫圈是一种只有波形的垫圈。 这种垫圈通常由金属和非金属材料组成，具有压缩力小、密封效果好的特点。
- ⑥ 螺旋缠绕垫片. 缠绕垫片是由薄金属带和非金属带缠绕而成的一种垫片。 这种垫片具有良好的弹性和密封性能。
垫片材料主要有金属材料、非金属材料和复合材料三种。 一般来说，金属材料强度高，耐高温。 常用的金属材料有铜、铝、钢等。非金属材料的种类很多，有塑料制品、橡胶制品、石棉制品、麻制品等。 这些非金属材料用途广泛，可根据具体需要选用。 复合材料的种类很多，有层压板和复合板，也是根据具体需要选择的。 一般多用波纹垫圈和缠绕垫圈。
动密封
动密封是防止阀内介质流动随阀杆运动而泄漏的一种密封。 是相对运动过程中的密封问题，其密封方法主要是采用填料函。 填料函有两种基本形式，即压盖式和压紧螺母式。 压盖式是目前最常用的形式。 一般来说，压盖型式可分为组合式和整体式。 虽然每一种形式都不一样，但基本上都包含了压紧用的螺栓。 压紧螺母型一般用于较小的阀门，由于这种形式尺寸小，所以夹紧力有限。
在填料函中，由于填料与阀杆直接接触，因此要求填料密封性能好，摩擦系数小，能适应介质的压力和温度，耐腐蚀。 目前常用的填料有橡胶O型圈、聚四氟乙烯编织盘根、石棉盘根和塑料成型盘根等。 每种填料都有其适用的条件和范围，可根据具体需要选用。
密封是为了防止泄漏，所以阀门的密封原理也是从防止泄漏研究而来的。 造成泄漏的主要因素有两个。 一个是影响密封性能最重要的因素，即密封副之间存在间隙，另一个是密封副两侧的压力差。 还从液体密封、气体密封、泄漏通道密封和阀门密封副四个方面分析了阀门密封的原理。
液体的密封性
液体的密封性是由液体的粘度和表面张力来实现的。 当表面充满液体时，毛细管或引入毛细管中的气体可能排斥液体。 这会创建一个切线角。 当切角小于90度时，液体会注入毛细管内，造成泄漏。 泄漏的原因在于介质的不同性质。 当使用不同的介质进行测试时，在相同的条件下会得到不同的结果。
您可以使用水、空气或煤油。 当切角大于90°时，也会发生泄漏。 因为它与金属表面的油脂或蜡膜有关。 一旦这些表面的薄膜被溶解，金属表面的特性就会发生变化，被排斥的液体就会润湿表面而渗漏。 鉴于上述情况，根据泊松公式，在减小毛细管直径和介质粘度的条件下，可以实现防止泄漏或减少泄漏的目的。
气密性
根据泊松公式，气体的密封性与气体分子和气体的粘度有关。 泄漏量与毛细管的长度和气体的粘度成反比，与毛细管的直径和驱动力成正比。 当毛细管的直径与气体分子的平均自由度相同时，气体分子将以自由热运动的方式流入毛细管。 因此，我们在做阀门密封试验时，介质必须用水来起到密封作用，空气或气体不能起到密封作用。
即使我们通过塑性变形将毛细管直径减小到气体分子以下，仍然无法阻止气体流动。 原因是气体仍然可以通过金属壁扩散。 所以我们在做气体测试的时候，一定要比液体测试更严格。
泄漏通道的密封原理
阀门密封由两部分组成：散布在波面上的不平度和波峰间距的波度。 在我国大部分金属材料的弹性应变力较低的情况下，要想达到密封状态，就需要对金属材料的压缩力提出更高的要求，即材料的压缩力应该超过它的弹性。 因此，在阀门设计时，密封副配以一定的硬度差，在压力作用下会产生一定的塑性变形密封作用。
如果密封面是由金属材料制成的，则表面的凹凸会最早出现。 开始时，只需要很小的载荷就可以使这些不均匀的凸起产生塑性变形。 当接触面增大时，表面粗糙度会变为塑性弹性变形。 这时，凹面两侧的粗糙度就会存在。 当需要施加能引起底层材料严重塑性变形的载荷，并使两个表面紧密接触时，可沿连续线和圆周方向闭合剩余路径。
密封副阀
阀门的密封副是阀座与关闭件相互接触而关闭的零件。 金属密封面容易被截留介质、介质腐蚀、磨损颗粒、气蚀和冲蚀等损坏。 例如，磨损颗粒。 如果磨损颗粒的表面粗糙度小于表面粗糙度，则密封面磨合时的表面精度会提高，反之，会降低表面精度。 因此，在选择磨损颗粒时，应综合考虑密封面的材质、工况、润滑性和腐蚀情况。
和磨损颗粒一样，我们在选择密封件的时候要考虑到影响密封件性能的各种因素，从而起到防泄漏的作用。 因此，必须选择耐腐蚀、耐磨损、耐冲刷的材料。 否则，缺少任何一个要求都会大大降低其密封性能。
Sumber: 中国阀门供应商: www.epowermetals.com
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