閥門的(de)密封原理(lǐ)，液壓閥密(mi)封技術如(rú)何改進

　　閥(fá)門密封性(xing)原理

　　閥門(mén)種類繁多(duō)，可是基本(běn)的作用則(ze)是一緻的(de)，那便是💋連(lián)🐇通或🔆者截(jie)斷介質流(liú)。因而，閥門(men)的密封問(wen)題就顯得(dé)十分明顯(xian)。

　　要保證閥(fá)門能夠良(liang)好的截斷(duan)介質流，不(bu)發生洩漏(lou)，就💰要保證(zheng)閥門的密(mi)封完好。而(ér)造成閥門(mén)洩漏的原(yuan)因很多，包(bao)❓括結構設(she)計上的不(bu)合理、密封(fēng)接觸面有(you)♍缺陷、緊‼️固(gù)零件發生(shēng)松動、閥體(tǐ)與閥蓋間(jian)的配合不(bu)密不可分(fen)等等，所有(you)這些問題(ti)都将會導(dǎo)緻閥門密(mì)封不好，進(jin)而産生洩(xiè)漏問題。所(suo)以，閥門密(mì)封技術是(shi)關系到閥(fa)門🍓性能和(hé)質量的一(yi)項重要技(ji)術，須🌈要進(jìn)🚶‍♀️行系統深(shen)入的研🏃‍♂️究(jiu)。

　　閥(fa)門從産生(shēng)到現在，其(qí)密封技術(shu)也經曆了(le)很大的發(fā)展。到目前(qián)為止，閥門(mén)密封技術(shù)主要體現(xian)在兩大方(fāng)面，即靜密(mi)封和動密(mì)封。

　　所謂靜(jìng)密封，通常(chang)是指兩個(gè)靜止面之(zhī)間的密封(feng)，靜密封的(de)密封方法(fa)主要是使(shǐ)用墊圈。

　　所(suo)謂動密封(fēng)，主要是指(zhǐ)閥杆的密(mi)封，即不讓(rang)閥内的介(jiè)📞質随閥⛹🏻‍♀️杆(gǎn)運動而發(fa)生洩漏，動(dong)密封的密(mi)封方法主(zhu)要是使用(yong)填料函。

　　1.靜(jing)密封

　　靜密(mi)封是指在(zai)兩個靜止(zhi)的截面之(zhī)間形成密(mi)封，其密封(feng)方法💁主要(yào)是使用墊(nian)圈。墊圈的(de)種類很多(duo)，經常㊙️使用(yong)的墊圈包(bao)括平墊圈(quan)、O形圈、包墊(niàn)圈、異形墊(nian)圈、波形墊(nian)圈☀️和纏繞(rào)墊圈等💜幾(jǐ)大類，每種(zhǒng)類型下面(miàn)又可以根(gen)據使用材(cai)料的不同(tong)而進一步(bu)進行劃分(fèn)。

　　①平墊圈。平(píng)墊圈就是(shi)平整的貼(tiē)于兩個靜(jìng)止截面之(zhi)間🏃的🥵墊圈(quān)⁉️，一般根據(ju)使用的材(cái)料可以劃(huà)分為塑料(liào)平墊圈、橡(xiàng)膠平墊圈(quan)🚩、金屬平墊(nian)圈和複合(hé)材料平墊(nian)圈，每種材(cai)料的平墊(nian)圈❤️都有其(qi)🐆适用的範(fan)圍。

　　②O形圈。O型(xíng)圈是指斷(duàn)面形狀呈(cheng)O型的墊圈(quān)，由于其斷(duàn)面☀️形狀是(shi)O型🤟，有一定(ding)的自緊作(zuo)用，所以密(mì)封效果比(bi)平墊圈好(hao)。

　　③包墊圈。包(bao)墊圈是指(zhǐ)将某種材(cái)料包裹在(zài)另一種材(cai)料上的🍓墊(niàn)圈，這樣的(de)墊圈一般(ban)具有良好(hao)的彈性，可(ke)以增強密(mi)封效🔞果。

　　④異(yì)型墊圈。異(yi)型墊圈是(shi)指那些形(xíng)狀不規則(ze)的墊圈，包(bāo)括橢圓形(xíng)墊圈、菱形(xíng)墊圈、齒輪(lún)型墊圈、燕(yàn)尾型墊圈(quān)等🔞，這些墊(nian)圈一般有(you)自緊作用(yong)，大多在高(gāo)中壓閥門(men)中使🈲用。

　　⑤波(bo)形墊圈。波(bō)形墊圈是(shi)隻具有波(bo)浪形狀的(de)墊圈，這類(lèi)墊🚶‍♀️圈通常(chang)是将金屬(shu)材料和非(fēi)金屬材料(liào)組合起來(lai)構成，一般(ban)具有壓緊(jin)力小，密封(feng)效果好的(de)特點。

　　⑥纏繞(rao)墊圈。纏繞(rào)墊圈是指(zhǐ)把很薄的(de)金屬帶和(he)非金屬帶(dai)緊貼在一(yī)起、纏繞形(xíng)成的墊圈(quān)，這類墊圈(quān)具有良好(hǎo)的彈性和(hé)密封⛹🏻‍♀️性。

　　墊(nian)圈的制作(zuo)材料主要(yào)包括三大(dà)類，即金屬(shu)材料、非✏️金(jin)🎯屬材料和(hé)複合材料(liào)。一般來說(shuo)，金屬材料(liao)的強度高(gao)，耐溫性能(neng)強，常用的(de)金☁️屬材料(liào)有銅、鋁、鋼(gāng)等。非金屬(shu)材料的種(zhǒng)類很多，包(bao)㊙️括塑料🔅制(zhi)品、橡膠制(zhì)品、石棉制(zhì)品、麻制品(pin)等，這些👉非(fei)金屬材料(liào)的使用廣(guǎng)泛，根據具(jù)體的須要(yào)來選用。複(fú)合💋材料的(de)種類也很(hen)多，包括層(céng)合闆、複合(hé)闆等，也是(shì)根據具體(ti)須要選用(yòng)，一般在波(bō)形墊圈和(hé)纏繞墊圈(quān)等上面使(shi)用的比較(jiao)多。

　　2.動密封

　　動(dong)密封是指(zhi)不讓閥内(nèi)的介質流(liú)随閥杆運(yùn)動而洩漏(lou)的密封，這(zhe)是一個相(xiang)對運動流(liú)程中的密(mì)封問題💃，其(qi)密封方式(shì)主要是采(cai)用填料函(hán)。填料函的(de)基本形式(shì)有兩種，即(ji)壓蓋式和(hé)壓緊螺母(mǔ)式。壓蓋式(shì)是目前使(shi)用得較多(duo)的形式，一(yī)般從壓蓋(gai)的形式而(er)言，能夠 分(fèn)為組合式(shì)🙇🏻和整體式(shì)兩📞種，每個(ge)形式雖有(you)差别，但是(shì)大部分都(dōu)包📐含有壓(ya)緊用的螺(luó)栓。壓緊螺(luo)母📞式一般(ban)用于較小(xiǎo)的閥門，由(yóu)于這種形(xing)式的尺寸(cun)較小，因此(ci)壓緊力是(shì)受到限👈制(zhi)的。

　　在填料(liào)函内，由于(yú)填料是直(zhi)接與閥杆(gǎn)接觸的，所(suǒ)有要求填(tian)料的密封(feng)性好、摩擦(cā)系數小、能(néng)夠适應介(jiè)質的壓力(lì)和🚶‍♀️溫度、并(bìng)且🍓耐腐蝕(shi)。目前比較(jiào)常用的填(tián)料包括橡(xiang)膠O型圈、聚(ju)四氟乙烯(xī)編織盤根(gen)、石棉盤根(gen)和塑料成(chéng)型填料等(deng)，每個填料(liao)都有其适(shì)應的條件(jian)和範圍，根(gen)據具體的(de)需要來選(xuǎn)取。

　　密封便(bian)是防止洩(xie)漏，那麼閥(fa)門密封性(xing)原理也是(shi)從防止洩(xiè)漏研究的(de)。造成洩漏(lou)的因素主(zhu)要有兩個(ge)，一個是影(ying)響密封性(xìng)能的最🤞主(zhu)要的因素(su)，即密封副(fu)之間存在(zai)☀️着間隙，另(ling)一個則是(shì)密封副的(de)兩側之間(jian)存在着壓(yā)差。閥門密(mi)封性原理(li)也是從液(ye)體的密封(fēng)性🌐、氣體的(de)密封性、洩(xiè)漏通道的(de)密封原理(lǐ)☔和閥門密(mi)封副等四(sì)個方面來(lai)分析的。

　　液(yè)體的密封(feng)性

　　液體的(de)密封性是(shi)通過液體(ti)的粘度和(he)表面張力(lì)來進行。當(dāng)閥✨門洩漏(lou)的毛細管(guan)充滿氣體(ti)的時候，表(biao)面張力可(kě)能對液🏃體(ti)進📐行排斥(chì)，或者将液(ye)體引進毛(mao)細管内。這(zhè)樣就形成(cheng)了相切角(jiǎo)。當相切角(jiao)小于90°的時(shí)候🤟，液體就(jiu)會被注入(rù)毛細管内(nèi)，這🥵樣就會(hui)發生洩漏(lou)。發生洩漏(lòu)的原因在(zai)于介質🚩的(de)不同性質(zhi)。用不同介(jie)質做試驗(yàn)，在條件🈲相(xiàng)同的情況(kuàng)下✔️，會得到(dào)不同的結(jie)果。

　　能夠 用(yong)水，用空氣(qi)或用煤油(yóu)等。而當相(xiàng)切角大于(yú)90°時，也會發(fā)生⛹🏻‍♀️洩漏。因(yīn)為與金屬(shu)表面上的(de)油脂或蠟(là)質薄膜有(yǒu)關系。一旦(dàn)這些表🔞面(mian)的薄膜被(bei)溶解掉，金(jīn)屬💛表面的(de)特性就發(fa)生了變化(huà)，原來被排(pai)🏃🏻斥的液體(ti)，就會侵濕(shi)表面，發生(sheng)洩漏。針對(dui)上述情況(kuang)，根據泊松(sōng)公式，能夠(gou) 在減少毛(mao)細管直徑(jìng)和介質粘(zhan)度較大的(de)情況下，來(lai)實現防止(zhi)洩漏或減(jiǎn)少洩漏量(liang)的目的。

　　氣(qì)體的密封(feng)性

　　根據泊(bo)松公式，氣(qì)體的密封(fēng)性與氣體(ti)分子和氣(qi)體的粘性(xìng)有關。洩漏(lou)與毛細管(guan)的長度和(hé)氣體的粘(zhan)度成反比(bi)，與🔞毛細管(guan)的直徑和(hé)驅動力成(cheng)正比。當毛(mao)細管的直(zhi)徑和氣🈲體(tǐ)分子的平(píng)均自在度(dù)相同時，氣(qì)體🈲分子就(jiu)會以自由(you)的✏️熱運動(dong)流進毛細(xì)管🏃‍♂️。因此，當(dang)我們在做(zuò)閥門密封(fēng)試驗的時(shi)候，介質一(yi)定要用水(shui)才🤟能起到(dào)密封的作(zuo)用，用空氣(qì)即氣體就(jiu)不能起到(dào)密🐆封的作(zuo)用。

　　即使我(wǒ)們通過塑(su)性變形方(fāng)式，将毛細(xi)管直徑降(jiang)到氣體分(fen)子以下，也(yě)仍然不能(néng)阻止氣體(ti)的流動。原(yuán)因在于氣(qi)體仍然能(néng)夠 通過金(jīn)屬壁擴散(san)。因此我們(men)在做氣體(ti)💃試驗時，一(yī)定要比液(ye)體☁️試驗更(geng)加的嚴格(ge)。

　　洩漏通(tōng)道的密封(feng)原理

　　閥門(mén)密封由散(san)布在波形(xíng)面上的不(bu)平整度和(he)波峰間距(jù)離的波紋(wen)度構成粗(cū)糙度兩個(gè)部分組成(chéng)。在我國大(dà)部分的金(jin)屬材料彈(dàn)性應變力(li)都較低的(de)情況🤩下，如(rú)果要達到(dào)🤟密封的狀(zhuàng)态，就需要(yao)對金屬材(cai)料的壓縮(suo)力提更高(gāo)的要求，即(ji)材料的壓(ya)縮力🙇🏻要超(chao)過其彈性(xing)。因此，在㊙️進(jin)行閥門設(shè)計時，密封(fēng)副結合一(yī)定的硬度(dù)差來匹配(pei)，在壓力的(de)作用下，就(jiù)會産生一(yī)定程度的(de)塑性變形(xing)密封的效(xiao)果。

　　如果密(mì)封表面都(dou)是金屬材(cai)料，那麼表(biao)面不平整(zheng)的凸🚶出點(diǎn)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻就會最早(zao)的出現，在(zai)最初隻需(xu)用較小的(de)載荷就可(kě)以使這些(xiē)不平整的(de)凸出點産(chan)生塑性變(bian)形。當接觸(chù)面增大時(shí)，表面的不(bú)平整就會(huì)變成塑性(xìng)-彈性變形(xing)。這時處在(zài)凹處的兩(liǎng)面粗糙度(dù)就會存在(zai)。需要施加(jia)能使底層(ceng)材料産生(sheng)嚴重塑性(xing)變形的載(zai)荷👅時，并且(qie)使得兩表(biǎo)面接觸緊(jin)密，沿着連(lian)續線和環(huán)向🐆方向才(cai)能使這些(xiē)尚存的通(tōng)徑密合。

　　閥(fa)門密封副(fu)

　　閥門密封(fēng)副是閥座(zuo)和關閉件(jiàn)在互相接(jiē)觸時進行(hang)關💰閉的那(nà)一部分。金(jin)屬密封面(miàn)在使用流(liú)程中，容易(yi)受到夾入(ru)介質，介質(zhi)腐蝕👌，磨損(sǔn)顆粒，氣蝕(shí)和沖刷的(de)損害的。比(bǐ)如磨損顆(kē)粒。如果磨(mo)損顆粒🌈比(bi)表面的不(bu)平整度小(xiao)，在密封面(miàn)磨合時，其(qí)表面精度(dù)就會得到(dao)🏃‍♀️改善，而不(bu)會變壞。相(xiàng)反，則會使(shǐ)表面精度(dù)變壞。因此(cǐ)在選擇磨(mo)損顆粒時(shi)，要綜合考(kǎo)慮其材料(liào)，工況，潤滑(huá)性和對密(mì)♈封面的腐(fu)蝕情況等(deng)因素。

　　如同(tong)磨損顆粒(lì)一樣，我們(men)在選擇密(mi)封件時，要(yao)綜合考🍓慮(lü)影響其👈性(xing)能的各種(zhong)因素，才能(neng)起到防洩(xie)漏的功能(neng)。因此，必須(xu)選擇那些(xiē)🎯抗腐蝕，抗(kang)擦傷和耐(nài)沖刷的材(cai)料。否則，缺(que)少任何一(yi)項要求，就(jiu)會使其密(mi)封性㊙️能大(da)大降低。

　　液(yè)壓支架中(zhong)各種液壓(yā)閥的使用(yòng)期限很低(di)，解決的途(tu)徑和辦法(fǎ)💋是提高系(xi)統的過濾(lǜ)精度和提(ti)高乳化📧液(ye)的質量，但(dan)收效不大(da)。經過研究(jiu)可知，密封(feng)技術是提(ti)高液壓支(zhī)架中液壓(yā)閥使用期(qi)限的🏃‍♀️關鍵(jiàn)。

　　液壓閥密(mì)封元件損(sǔn)壞的主要(yao)因素是工(gōng)作液中的(de)雜質，。這些(xie)雜質在密(mi)封元件間(jiān)研磨，使閥(fá)産生洩漏(lou)。因此🐅，國外(wai)🐕曾提出相(xiàng)應等級的(de)液壓元件(jiàn)，應采用相(xiàng)應精度💔的(de)過濾器。但(dan)液壓支架(jia)用閥，工作(zuò)環境十分(fen)惡劣。實踐(jian)證明減少(shǎo)✂️支架液壓(yā)系統液體(ti)的污染雜(zá)🈚質，是十分(fèn)困難的，有(you)人曾經設(shè)想在乳化(huà)液泵站采(cai)☂️用高壓過(guo)濾器，另外(wai)在每台支(zhī)架進口處(chù)增加小型(xing)過濾器。但(dan)在工作中(zhōng)迅速被堵(du)塞，形成斷(duàn)流。

　　另一方(fang)面，随着液(ye)壓支架技(jì)術的發展(zhǎn)。對液壓閥(fa)的使用🌈性(xing)能和閥的(de)使用期限(xiàn)提出了更(gèng)高的要求(qiú)。目前，在裝(zhuang)有120目時的(de)過濾器和(hé)磁過濾裝(zhuāng)置的條件(jiàn)下，用通過(guo)被測試閥(fá)的乳化液(ye)的總流量(liàng)和閥的啟(qǐ)閉次數，來(lái)計量閥的(de)使🙇‍♀️用期。

　　但(dàn)實際上室(shi)内型式試(shi)驗與礦井(jing)具體工作(zuo)中結果相(xiàng)☔差很🚶大🌍。為(wéi)此，需要使(shǐ)用新型的(de)、抗污染能(neng)力強的、适(shì)合于礦井(jǐng)工♋作中條(tiáo)件的密封(fēng)副。影響密(mi)封效果的(de)主要原因(yin)是🙇‍♀️閥芯和(hé)閥座的接(jie)觸比壓、不(bú)平度及壓(ya)差。當閥芯(xin)與閥座的(de)接合面以(yi)P力壓緊，工(gong)作中液⭐體(tǐ)分子以F力(lì)擠入，密封(fēng)材料會産(chǎn)生彈性變(bian)形。如果密(mì)封副總抗(kang)力大于分(fen)子排斥力(li)，則密封有(yǒu)效，不然會(huì)形成洩漏(lòu)。

　　早期的液(yè)壓支架，運(yùn)動副之間(jiān)沒有其他(tā)密封措施(shī)，是金屬直(zhí)接接觸密(mì)封，即要求(qiú)密封副接(jiē)觸平面吻(wen)合，具有較(jiao)高的加工(gōng)精度，不然(ran)必須加大(dà)密封副的(de)結合力，使(shǐ)接觸表面(mian)産生塑性(xìng)變形，堵塞(sāi)洩漏入口(kǒu)。

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