閥門的密(mi)封原理，液壓閥密(mì)封技術如何改進(jìn)

　　閥門密封性(xìng)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(jie)斷介質流。因而，閥(fa)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(yào)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(shàng)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(chan)生洩漏問⛹🏻‍♀️題。所以(yǐ)，閥門密封技術是(shi)關系到閥門⭕性能(néng)和質量的一項重(zhòng)要技術，須💞要進行(háng)系統深入的研🛀究(jiū)。

　　閥門從産生到現(xiàn)在，其密封技術也(ye)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(tōng)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(yào)是指閥杆的密封(feng)，即不讓閥内的介(jie)質随閥杆🛀運動而(ér)發生洩漏，動密封(feng)的密封方法🏃‍♂️主要(yao)是使用填🐆料函。

　　1.靜(jìng)密封

　　靜密封是指(zhǐ)在兩個靜止的截(jié)面之間形成密封(feng)，其密封🛀方法主要(yao)是使用墊圈。墊圈(quān)的種類很多，經常(chang)使用的墊圈包💞括(kuo)平🔱墊圈⭐、O形圈、包墊(niàn)圈、異形墊圈、波形(xíng)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(bu)同而進🧑🏽‍🤝‍🧑🏻一步進行(háng)劃分。

　　①平墊圈。平墊(niàn)圈就是平整的貼(tie)于兩個靜止截面(mian)之間的㊙️墊🛀🏻圈🐉，一🔴般(ban)根據使用的材料(liao)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(quan)，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(yi)定的自緊作用，所(suo)以密封效果比平(ping)墊圈好。

　　③包墊圈。包(bao)墊圈是指将某種(zhǒng)材料包裹在另一(yi)種材♻️料上的墊👣圈(quān)，這樣的墊圈一般(ban)具有良好的彈性(xing)，可☔以增強密封效(xiao)果。

　　④異型墊圈。異型(xíng)墊圈是指那些形(xing)狀不規則的墊圈(quan)，包括橢圓形墊圈(quan)、菱形墊圈、齒輪型(xíng)墊圈、燕尾型墊圈(quān)等，這些墊圈一般(bān)有自🌈緊作用，大多(duō)在高中壓閥💯門中(zhong)使用。

　　⑤波形墊圈。波(bo)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(fēi)金屬材料組合起(qi)來構成，一般具有(yǒu)壓緊力小，密封效(xiào)果好的特點。

　　⑥纏繞(rao)墊圈。纏繞墊圈是(shì)指把很薄的金屬(shǔ)帶和非金屬帶緊(jin)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(yī)般來說，金屬材料(liao)的強度🔞高，耐溫性(xìng)👌能強，常用的金屬(shǔ)材料有銅、鋁、鋼等(deng)。非金👅屬材料的種(zhǒng)類⁉️很多，包括塑料(liao)制品、橡膠制品、石(shi)棉制品、麻制品等(děng)，這些❤️非金屬材料(liào)的使用廣泛，根據(ju)具體的須要❓來選(xuǎn)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(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(mì)封

　　動密封是指不(bú)讓閥内的介質流(liu)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(he)❄️壓緊螺母式。壓蓋(gai)式是目前📧使用得(de)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(dōu)包含有壓緊用的(de)螺栓。壓緊螺母式(shi)一般用于較小的(de)閥📞門，由于這種形(xing)式🏃‍♀️的尺寸較小，因(yīn)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(du)、并且耐腐蝕。目前(qian)比較常用的填料(liao)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(měi)個填料都有其适(shi)應的條件和❗範圍(wei)，根據具🌈體的需要(yào)來選取。

　　密封便是(shi)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(fù)的兩側之間存㊙️在(zài)着壓差。閥門密封(fēng)性原理也是從液(ye)體的密封性💁、氣體(tǐ)的密封性、洩漏通(tōng)道的密封原理和(he)閥門密封副等四(sì)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(hang)。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(jiǎo)。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(tong)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(huò)用煤油等。而當相(xiàng)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(jie)掉，金屬表面的特(te)性就發生了變化(huà)，原來被排斥的液(ye)體，就會侵濕表面(miàn)，發生洩漏。針對上(shang)述情況，根據泊松(song)公✏️式，能夠 在減少(shao)毛細管直徑和介(jie)質粘度較大的情(qing)❄️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(guan)。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(dong)力成正比。當毛細(xì)管的直徑和氣體(tǐ)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(xì)管🆚。因此，當我們在(zài)做閥門㊙️密封試驗(yan)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(qì)體分🙇🏻子以下，也仍(reng)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(tōng)道的密封原理

　　閥(fa)門密封由散布在(zai)波形面上的不平(píng)整度和波峰🐇間距(jù)離的👈波紋度構成(cheng)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(dī)的情況下，如果🏃‍♂️要(yào)達到密封的😘狀态(tai)，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(jìn)行閥門設計時，密(mì)封副結合一定的(de)硬度差來匹配，在(zai)壓力的作用下，就(jiu)會産生一定程🌐度(dù)的塑性變形密封(feng)的效果。

　　如果密封(feng)表面都是金屬材(cai)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(chū)點産生塑性變形(xing)。當接觸面增大時(shí)，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(qie)使得兩表面接觸(chù)緊密，沿着連續線(xian)和環向方向才能(néng)使這些尚存的通(tong)徑密合。

　　閥門密封(feng)副

　　閥門密封副是(shi)閥座和關閉件在(zài)互相接觸時進行(hang)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(bǐ)表面的不⛷️平整度(dù)小，在密封面磨合(he)時，其表面精度就(jiu)會得到改善，而不(bú)會變壞。相反，則會(huì)使表面精度變壞(huai)。因此在選擇磨損(sǔn)顆粒時，要綜合考(kao)慮其材料，工況⭕，潤(run)滑🐕性和對密封面(mian)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(hé)考慮影響⭐其性能(néng)的各種因素，才能(neng)起到防洩漏的⚽功(gōng)能♋。因此，必須選擇(ze)那些抗腐蝕，抗擦(cā)傷和耐沖刷的材(cai)料。否則，缺少任何(he)一項要☂️求，就會使(shǐ)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(shi)提高系統的過濾(lǜ)精度和提高乳化(huà)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(zhōng)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(chū)相應等級的液壓(ya)元件，應采用相應(yīng)精度的過濾器。但(dàn)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(shí)分困難的，有人曾(ceng)經設想在乳⛹🏻‍♀️化液(yè)泵站采👣用高壓過(guò)濾器💰，另外在每台(tai)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(yi)方面，随着液壓支(zhi)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(you)🛀120目時♍的過濾器和(hé)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(fá)的使用期。

　　但實際(jì)上室内型式試驗(yan)與礦井具體工作(zuo)中結果相🔴差很大(da)。為🔴此，需要使用新(xin)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(jiē)觸比壓、不平度及(jí)壓差。當閥芯與閥(fá)座的接合面🏃🏻以P力(li)壓緊，工作中液體(tǐ)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(jiān)沒有其他密封措(cuo)施，是💰金屬直接接(jie)觸密封，即要求密(mi)封副接觸平面吻(wěn)合，具有較高的‼️加(jia)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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