閥門的密封(feng)原理，液壓閥密(mì)封技術如何改(gǎi)進

　　閥門密(mi)封性原理

　　閥門(mén)種類繁多，可是(shi)基本的作用則(zé)是一緻的，那便(bian)是連通或者㊙️截(jie)斷介質流。因而(er)，閥門的密封問(wèn)題就顯得📱十分(fen)明顯。

　　要保證閥(fa)門能夠良好的(de)截斷介質流，不(bu)發生洩漏⛹🏻‍♀️，就⁉️要(yao)♉保證閥門的密(mi)封完好。而造成(cheng)閥門洩漏的原(yuan)因很💁多，包括結(jie)構設計上的不(bú)合理、密封接觸(chù)面有缺陷、緊固(gu)零件發生松動(dong)、閥體與閥蓋間(jian)的配合不🌈密不(bu)可分💃🏻等等，所有(yǒu)這些問題都将(jiang)會導☀️緻閥門密(mì)⛱️封不好，進而産(chan)生洩漏問題。所(suo)以，閥門密封技(ji)術是🔞關系到閥(fá)門性能和質量(liàng)的一🐪項重要技(ji)術，須🔴要進行系(xi)統深☂️入的研究(jiū)。

　　閥門從産生(sheng)到現在，其密封(fēng)技術也經曆了(le)很大的發🈚展🌂。到(dào)目前🏃‍♂️為止，閥門(men)密封技術主要(yào)體現在兩大方(fang)面，即靜密封和(he)動🔅密封。

　　所謂靜(jìng)密封，通常是指(zhǐ)兩個靜止面之(zhī)間的密封，靜密(mi)封的密封❌方法(fǎ)主要是使用墊(niàn)圈。

　　所謂動密封(feng)，主要是指閥杆(gǎn)的密封，即不讓(ràng)閥内的介質随(suí)閥杆運動而發(fa)生洩漏，動密封(fēng)的密封方法主(zhu)要🌈是使用填📐料(liào)函。

　　1.靜密封

　　靜密(mi)封是指在兩個(ge)靜止的截面之(zhi)間形成密封，其(qi)密封🔞方法主要(yao)是使用墊圈。墊(nian)圈的種類很多(duō)，經常使用的墊(nian)圈包括平墊圈(quān)、O形圈、包墊圈、異(yi)形墊圈、波形墊(nian)圈🐅和纏繞墊圈(quān)等💞幾大類，每種(zhǒng)類型下面又可(kě)♋以根據使用材(cái)料的㊙️不同而進(jìn)一步進行🈲劃分(fen)。

　　①平墊圈。平墊圈(quan)就是平整的貼(tie)于兩個靜止截(jié)面之間🥰的墊圈(quan)，一般根據使用(yong)的材料可以劃(hua)分為塑料平墊(nian)圈、橡膠平🐪墊圈(quan)、金屬平墊圈和(hé)複合材料平墊(niàn)圈，每種材料的(de)平墊圈🏃‍♂️都有其(qi)适用的範圍。

　　②O形(xing)圈。O型圈是指斷(duan)面形狀呈O型的(de)墊圈，由于其斷(duan)面形狀是❄️O型，有(you)一定的自緊作(zuo)用，所以密封效(xiao)果比平墊圈好(hao)。

　　③包墊圈。包墊圈(quān)是指将某種材(cai)料包裹在另一(yī)種材🔱料上的墊(nian)圈，這樣的墊圈(quān)一般具有良好(hao)的彈性，可以增(zeng)強密封效果。

　　④異(yì)型墊圈。異型墊(nian)圈是指那些形(xing)狀不規則的墊(nian)圈，包括橢圓形(xíng)墊圈、菱形墊圈(quan)、齒輪型墊圈、燕(yan)尾型墊💰圈等，這(zhe)些🐆墊圈一般有(yǒu)自🚩緊作用，大多(duō)在高中壓閥門(men)中使用。

　　⑤波形墊(niàn)圈。波形墊圈是(shì)隻具有波浪形(xíng)狀的墊圈，這💰類(lèi)墊圈通常是将(jiāng)金屬材料和非(fei)金屬材料組合(hé)起來構🐇成，一般(ban)具有壓緊力小(xiao)，密封效果好的(de)特點。

　　⑥纏繞墊圈(quan)。纏繞墊圈是指(zhi)把很薄的金屬(shu)帶和非金屬帶(dai)緊貼🌏在一起、纏(chán)繞形成的墊圈(quan)，這類墊圈具有(you)良好的彈⛹🏻‍♀️性和(he)密封性。

　　墊圈的(de)制作材料主要(yao)包括三大類，即(ji)金屬材料、非金(jin)💰屬💘材料和複合(he)材料。一般來說(shuo)，金屬材料的強(qiang)度高，耐🔅溫性能(neng)強，常用☀️的金🐪屬(shu)材料有銅、鋁、鋼(gang)等。非金屬材料(liao)的種類很多，包(bāo)括塑料制品、橡(xiang)膠制品、石棉制(zhì)品、麻制品等，這(zhè)些非金屬材料(liao)的使用廣泛，根(gen)據具體的須要(yao)來選用。複合材(cái)料的種類也很(hen)多，包括層合闆(pǎn)、複合闆等，也是(shì)根據具體須要(yao)選用，一般在波(bo)形墊圈和纏繞(rào)🏃‍♀️墊圈等上面使(shi)用的比較多。

　　2.動密封

　　動(dong)密封是指不讓(rang)閥内的介質流(liú)随閥杆運動而(er)洩🛀🏻漏的密封，這(zhè)🐉是一個相對運(yun)動流程中的密(mì)封問題，其密封(fēng)方式主⁉️要是采(cǎi)用填料函。填料(liào)函的基本形式(shi)有兩種，即壓蓋(gài)式和壓緊螺母(mǔ)式。壓蓋式是目(mu)前使用得較多(duo)的形式，一般從(cóng)壓蓋的形式♊而(ér)言，能夠㊙️ 分為組(zǔ)合式🙇🏻和整體式(shi)兩種，每個形式(shi)雖有差别，但是(shi)大部分都包含(hán)有壓緊用的螺(luo)栓。壓緊螺母式(shi)一般用于較小(xiao)的閥門，由于這(zhe)種形式的尺寸(cùn)較小，因此壓緊(jin)力是受到限制(zhi)的。

　　在填料函内(nèi)，由于填料是直(zhi)接與閥杆接觸(chu)的，所有要求填(tian)料的密封性好(hǎo)、摩擦系數小、能(neng)夠适應介質的(de)壓力和溫度、并(bing)且耐腐⭕蝕。目前(qian)比較常用的填(tián)料🔞包括橡✊膠O型(xíng)圈💰、聚四氟🌏乙烯(xi)編🔆織盤根、石棉(mián)盤根和塑料成(chéng)型填料等，每個(ge)填料都有其适(shì)應的條件和範(fàn)圍，根據具體的(de)需要來選取。

　　密(mì)封便是防止洩(xiè)漏，那麼閥門密(mì)封性原理也是(shi)從防♌止洩漏研(yán)究的。造成洩漏(lou)的因素主要有(yǒu)兩個，一個是影(yǐng)響🐅密封⛷️性能的(de)最主要的因素(su)，即密封副之間(jian)存在着間隙，另(ling)一個則是密封(fēng)副的🔴兩側之間(jiān)存在着壓差。閥(fa)門密封性原理(li)也是從液體的(de)密封性、氣體的(de)密封性、洩漏通(tong)道的密封原理(lǐ)和閥門密封副(fu)等四個方面來(lai)分析的。

　　液體的(de)密封性

　　液體的(de)密封性是通過(guò)液體的粘度和(he)表面張力來進(jin)行。當🍓閥👄門洩漏(lòu)的毛細管充滿(man)氣體的時候，表(biao)面🈲張力㊙️可能對(dui)液體進行排斥(chi)，或者将液體引(yin)進毛細管内。這(zhè)樣就形成了相(xiàng)切角。當相切角(jiao)小于90°的時候，液(ye)體就會被注入(rù)毛🛀🏻細管内，這樣(yàng)就會發✍️生洩漏(lou)。發生洩漏的原(yuán)因在于介質🥰的(de)不同性質🔞。用不(bu)同介質✔️做試驗(yàn)，在條件相同的(de)情況下，會得到(dao)不同的結果。

　　能(néng)夠 用水，用空氣(qi)或用煤油等。而(ér)當相切角大于(yu)90°時📱，也會⚽發生洩(xiè)漏。因為與金屬(shu)表面上的油脂(zhī)或蠟質薄膜👌有(yǒu)關系。一旦這些(xiē)表面的薄膜被(bei)溶解掉，金屬表(biao)面的特性就發(fa)生了變化，原來(lai)被排斥的液體(ti)，就會侵濕表面(miàn)，發生洩漏。針對(duì)上述情況，根據(ju)泊松公式，能夠(gòu) 在減少毛細管(guan)直徑和介質粘(zhan)度較大的情況(kuang)下，來實現防💞止(zhi)洩漏或減少洩(xiè)漏量的目的。

　　氣(qì)體的密封性

　　根(gēn)據泊松公式，氣(qi)體的密封性與(yu)氣體分子和氣(qi)體的粘👌性有關(guān)。洩漏與毛細管(guǎn)的長度和氣體(ti)的粘度成反比(bǐ)，與毛細管的直(zhí)徑和驅動力成(cheng)正比。當毛細管(guǎn)的直徑和氣體(tǐ)分子的平均👨‍❤️‍👨自(zì)在度相同時，氣(qì)體分子就會㊙️以(yǐ)自由的熱運動(dong)流進毛細管。因(yīn)此，當我們在做(zuo)閥門密封試驗(yàn)的時候，介質一(yi)定要用水才能(néng)起到密封的作(zuo)用，用空氣即氣(qì)體就不能起到(dào)密封的作用。

　　即(ji)使我們通過塑(sù)性變形方式，将(jiang)毛細管直徑降(jiang)到氣體分子以(yǐ)下，也仍然不能(neng)阻止氣體的流(liú)動。原因在于氣(qi)體🆚仍然能夠 通(tong)過金屬壁擴散(sàn)。因此我們在做(zuo)氣體🌂試驗時，一(yi)定要☎️比液體試(shi)驗更加的嚴格(gé)。

　　洩漏通(tong)道的密封原理(lǐ)

　　閥門密封由散(sàn)布在波形面上(shàng)的不平整度和(he)波峰間距離的(de)💛波紋度構成粗(cu)糙度兩個部分(fèn)組成。在我國大(da)部分的金屬材(cai)料彈🧡性應變力(li)都較低的情況(kuàng)下，如果要達到(dào)密封的狀态，就(jiu)需要對金屬材(cai)料的壓縮力提(ti)💔更高的要求，即(jí)材料的壓縮力(li)要超過其彈性(xìng)。因此，在☂️進行閥(fa)門設計時，密封(fēng)副結合一定的(de)👈硬度差來匹配(pei)，在壓力的作用(yong)下，就會産生一(yi)定程度的塑性(xìng)變形密封的效(xiao)果。

　　如果密封表(biǎo)面都是金屬材(cai)料，那麼表面不(bu)平整的凸出點(dian)📞就會最早的出(chu)現，在最初隻需(xu)用較小的載🐇荷(hé)就可以使這些(xiē)不平整的凸出(chū)點産生塑性變(bian)形。當接觸面增(zēng)大時，表面💚的不(bú)平整就會變成(chéng)塑性-彈性變形(xing)。這時處在凹處(chù)的兩面粗糙度(dù)就會存在。需🏃🏻要(yào)施加能使底層(céng)材料産生嚴重(zhong)塑性變形的載(zai)荷🐅時，并且使得(dé)兩🧡表面接觸緊(jin)密，沿着連續線(xian)和環向方向才(cai)能使這些尚存(cún)的❗通徑密合。

　　閥(fá)門密封副

　　閥門(men)密封副是閥座(zuo)和關閉件在互(hu)相接觸時進行(háng)關閉的那一部(bù)分。金屬密封面(miàn)在使用流程中(zhong)，容易受到夾入(rù)介質，介質腐蝕(shi)，磨損顆粒，氣蝕(shí)和沖刷的損害(hai)的。比如磨損顆(ke)粒。如果磨損顆(kē)粒☔比表面的不(bu)平整度小✨，在密(mi)封面磨合時，其(qí)♻️表面精度就會(huì)得到改善，而不(bu)會🈲變壞。相反，則(zé)會使表面精度(dù)變壞。因此在選(xuan)擇磨損顆粒時(shí)，要綜合考慮其(qi)材料，工況，潤滑(huá)性和對密封面(miàn)的腐蝕情況等(deng)因素。

　　如同磨損(sun)顆粒一樣，我們(men)在選擇密封件(jian)時，要綜合考慮(lü)影響其性能的(de)各種因素，才能(néng)起到防洩漏的(de)功能。因此，必須(xu)選擇💔那些😄抗腐(fu)蝕，抗擦傷和耐(nài)沖刷的材料。否(fǒu)則，缺少任何一(yī)項要求，就會使(shi)其密封性能大(dà)大降低。

　　液壓支(zhi)架中各種液壓(ya)閥的使用期限(xiàn)很低，解決的途(tu)徑和辦法是提(ti)高系統的過濾(lü)精度和提高乳(ru)化🆚液的質量，但(dan)收效不大。經過(guo)研究可知，密封(fēng)技術是提高液(yè)壓支架中液壓(yā)閥使用期限的(de)🐪關鍵。

　　液壓閥密(mi)封元件損壞的(de)主要因素是工(gong)作液中的雜質(zhì)🔞，。這🔞些雜質在密(mì)封元件間研磨(mo)，使閥産生洩漏(lòu)。因此，國外曾提(ti)出相應等級的(de)液壓元件，應采(cǎi)用相🌈應精度的(de)過濾✨器。但液壓(yā)支架用閥，工作(zuò)環境十分惡劣(liè)。實踐證明減少(shao)🤩支架液壓❤️系統(tong)液體的污染雜(za)質，是十分困難(nán)的，有人曾經設(shè)想在乳化液泵(beng)站采用高壓過(guò)濾☔器，另外在每(mei)台支架進口處(chù)增加小型過濾(lǜ)器。但在工作中(zhōng)迅速被堵塞，形(xíng)☔成斷流。

　　另一方(fang)面，随着液壓支(zhī)架技術的發展(zhan)。對液壓閥的使(shi)用性能和💃🏻閥的(de)使用期限提出(chū)了更高的要求(qiu)。目前，在裝有120目(mu)時🧡的過濾器和(he)磁過濾裝置的(de)條件下，用通過(guò)被測試閥的乳(ru)化液的總流量(liàng)♉和閥的啟閉次(cì)數，來計量閥的(de)使用期。

　　但實際(ji)上室内型式試(shì)驗與礦井具體(tǐ)工作中結果相(xiang)差🧑🏾‍🤝‍🧑🏼很大。為此，需(xū)要使用新型的(de)、抗污染能力強(qiáng)的⚽、适合于礦🐆井(jing)工作中🌈條件的(de)密封副。影響密(mì)封效果的主要(yao)原因是閥芯和(hé)閥座的接觸比(bǐ)壓、不平度及壓(ya)差。當閥芯與閥(fá)座📞的接合面以(yǐ)P力壓緊，工作中(zhong)液👅體分子以F力(li)擠入，密封材料(liào)會産生彈⭐性變(biàn)形。如果密封副(fu)總抗力大于分(fen)子排斥力，則密(mì)封有效，不然會(hui)形成洩漏。

　　早期(qi)的液壓支架，運(yun)動副之間沒有(you)其他密封措施(shī)，是金屬直接接(jiē)觸密封，即要求(qiu)密封副接觸平(píng)面吻合，具有較(jiao)高的加工🈲精度(du)，不然必須加大(da)密封副的結合(hé)力，使接觸表面(mian)産生塑性🐆變形(xing)，堵塞洩漏入口(kou)。

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