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關(guān)于閥門的密封原理盡在本篇

發(fā)表時(shí)間：2022-4-15, 編寫人:上海川滬閥門有限公司

對(duì)閥門密封性能的要求，要從防止泄漏的角度出發(fā)。根據(jù)閥門泄漏的部位和程度不同，導(dǎo)致其泄漏的情況不同，因此，需要提出不同的防漏措施。

閥門密封性原理

密封就是防止泄漏，那么，閥門密封性原理也是從防止泄漏的角度來(lái)研究的。造成泄漏的原因主要有兩個(gè)：一個(gè)是影響密封性能的主要的因素，即密封副之間存在著間隙；另一個(gè)則是密封副的兩側(cè)之間存在壓差。閥門密封性原理需要從液體的密封性、氣體的密封性、泄漏通道的密封原理和閥門密封副四個(gè)方面來(lái)分析。

1.液體的密封性

液體的密封性是通過液體的黏度和表面張力來(lái)表現(xiàn)的。當(dāng)閥門泄漏的毛細(xì)管充滿氣體時(shí)，表面張力可能對(duì)液體產(chǎn)生排斥，或者將液體引進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)，這樣就形成了相切角。當(dāng)相切角小于90°時(shí)，液體將被注入毛細(xì)管內(nèi)，此時(shí)就會(huì)發(fā)生泄漏。發(fā)生泄漏的原因在于介質(zhì)的性質(zhì)不同。用不同的介質(zhì)，如水、空氣或煤油等做試驗(yàn)，在條件相同的情況下，會(huì)得出不同的結(jié)果。而當(dāng)相切角大于90°時(shí)，也會(huì)發(fā)生泄漏，這與金屬表面上的油脂或蠟質(zhì)薄膜有關(guān)系。一旦這些表面上的薄膜被溶解掉，金屬表面的特性就會(huì)發(fā)生變化，原來(lái)被排斥的液體就會(huì)潤(rùn)濕表面而發(fā)生泄漏。針對(duì)上述情況，根據(jù)泊松公式，可以通過減小毛細(xì)管直徑和提高介質(zhì)黏度來(lái)實(shí)現(xiàn)防止泄漏或減少泄漏量的目的。

2.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黏度有關(guān)。泄漏與毛細(xì)管的長(zhǎng)度和氣體的黏度成反比，與毛細(xì)管的直徑和驅(qū)動(dòng)力成正比。當(dāng)毛細(xì)管的直徑和氣體分子的平均自由度相同時(shí)，氣體分子就會(huì)以自由的熱運(yùn)動(dòng)流進(jìn)毛細(xì)管。因此，做閥門密封試驗(yàn)時(shí)介質(zhì)必須使用水，這樣才能起到密封的作用，用空氣或其他氣體則不能起到密封的作用。即使通過塑性變形的方式，將毛細(xì)管直徑減小到氣體分子以下，仍然不能阻止氣體的流動(dòng)。原因在于氣體仍然可以通過金屬壁擴(kuò)散。所以在做氣體試驗(yàn)時(shí)，一定要比液體試驗(yàn)更加嚴(yán)格。

3.泄漏通道的密封原理

閥門的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)成粗糙度兩部分實(shí)現(xiàn)。在我國(guó)大部分金屬材料的單性應(yīng)變力都較低的情況下，如果要達(dá)到密封的狀態(tài)，就需要對(duì)金屬材料的壓縮力提出更高的要求，即材料的壓縮力要超過其彈性。因此，在進(jìn)行閥門設(shè)計(jì)時(shí)，密封副要結(jié)合一定的硬度差來(lái)匹配，在壓力的作用下，就會(huì)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(diǎn)就會(huì)早出現(xiàn)，在初只需要用較小的載荷就可以使這些不平整的凸出點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形。當(dāng)接觸面積增大時(shí)，表面的不平整就會(huì)變成塑性-彈性變形。這時(shí)，處于凹處的兩面就會(huì)存在粗糙度。應(yīng)施加能使底層材料產(chǎn)生嚴(yán)重塑性變形的載荷，以使兩表面接觸緊密，并且應(yīng)沿著連續(xù)線和環(huán)向方向施加載荷。

4.閥門密封副

金屬密封面在使用過程中容易受到介質(zhì)腐蝕、顆粒磨損、汽蝕和沖蝕等的損害。如果磨損顆粒的尺寸比表面不平整度小，在密封面磨合時(shí)，其表面精度就會(huì)得到改善，而不會(huì)變差；相反，則會(huì)使表面精度降低。因此，在選擇磨損顆粒時(shí)，要綜合考慮其材料、工況、潤(rùn)滑性和對(duì)密封面的腐蝕情況等因素。在選擇密封件時(shí)，應(yīng)綜合考慮影響其性能的各種因素，這樣才能起到防止泄漏的作用。