閥門的(de)密封原理(lǐ)，液壓閥密(mi)封技術如(rú)何改進

　　閥(fa)門密封性(xìng)原理

　　閥門(men)種類繁多(duo)，可是基本(ben)的作用則(ze)是一緻的(de)，那便是連(lian)通或者截(jié)斷介質流(liú)。因而，閥門(men)的密封問(wèn)題就顯得(de)十分明顯(xian)。

　　要保證閥(fa)門能夠良(liáng)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(er)造成閥門(men)洩漏的原(yuan)因很多，包(bao)🐇括結構設(she)計上的不(bu)合理、密封(feng)接觸面有(you)缺陷、緊固(gù)零件㊙️發生(sheng)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(dao)緻閥門密(mi)封不好，進(jìn)而産生洩(xiè)漏問題。所(suo)以，閥門密(mì)封技術是(shì)關系到閥(fa)門性能和(hé)質量的一(yī)項重要技(jì)術，須🐅要進(jin)行系統深(shēn)入的研究(jiu)。

　　閥(fa)門從産生(sheng)到現在，其(qi)密封技術(shù)也經曆了(le)很大的發(fa)🔆展。到目前(qian)💋為止，閥門(men)密封技術(shù)主要體現(xiàn)在兩大方(fāng)面，即靜😘密(mì)封和動密(mì)封。

　　所謂靜(jing)密封，通常(chang)是指兩個(ge)靜止面之(zhi)間的密封(feng)，靜密封♌的(de)密封方法(fa)主要是使(shi)用墊圈。

　　所(suo)謂動密封(feng)，主要是指(zhǐ)閥杆的密(mì)封，即不讓(rang)閥内的介(jiè)❄️質随閥杆(gǎn)運動而發(fā)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(jìng)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(fēng)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(bāo)括平墊圈(quān)🏃‍♂️、O形圈、包墊(nian)圈、異形墊(niàn)圈、波形墊(niàn)圈和纏繞(rào)墊圈等幾(jǐ)大類，每種(zhong)類型下面(mian)又可☁️以根(gen)據使用材(cai)料的不同(tong)而進🧑🏾‍🤝‍🧑🏼一步(bù)進行劃分(fen)。

　　①平墊圈。平(píng)墊圈就是(shì)平整的貼(tiē)于兩個靜(jing)止截面之(zhī)💔間的墊圈(quan)，一🤞般根據(jù)使用的材(cai)料可以劃(huà)分為塑料(liao)平墊圈、橡(xiàng)📞膠平墊圈(quān)、金屬平墊(nian)圈和複合(hé)材料平墊(nian)圈，每種材(cai)料的平墊(niàn)圈都有其(qí)适用的❤️範(fan)圍。

　　②O形圈。O型(xing)圈是指斷(duan)面形狀呈(cheng)O型的墊圈(quan)，由于其斷(duan)面形🈲狀是(shì)🛀O型，有☀️一定(dìng)的自緊作(zuo)用，所以密(mi)封效果比(bǐ)平墊圈好(hǎo)。

　　③包墊圈。包(bao)墊圈是指(zhi)将某種材(cái)料包裹在(zài)另一種材(cai)料上🔴的墊(nian)圈，這樣的(de)墊圈一般(ban)具有良好(hao)的彈性，可(kě)以增強密(mì)封效♻️果。

　　④異(yì)型墊圈。異(yì)型墊圈是(shi)指那些形(xing)狀不規則(zé)的墊圈，包(bāo)括橢圓形(xing)墊圈、菱形(xing)墊圈、齒輪(lún)型墊圈、燕(yan)尾型墊圈(quān)等，這些👄墊(nian)圈一般有(you)自緊作用(yong)，大多在高(gao)中壓閥門(mén)中使用。

　　⑤波(bo)形墊圈。波(bo)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(lái)構成，一般(bān)具有壓緊(jin)力🧑🏾‍🤝‍🧑🏼小，密封(fēng)效果好的(de)特點。

　　⑥纏繞(rao)墊圈。纏繞(rao)墊圈是指(zhǐ)把很薄的(de)金屬帶和(he)非金屬帶(dai)🔆緊貼在一(yi)起、纏繞形(xíng)成的墊圈(quān)，這類墊圈(quan)具有良好(hǎo)的彈性和(he)密封性。

　　墊(niàn)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(he)♍複合材料(liào)。一般來說(shuo)，金屬材料(liào)的強度🔞高(gao)，耐🐪溫性能(neng)強，常用🔞的(de)金屬材料(liào)有銅、鋁、鋼(gang)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(zhi)品、麻制品(pin)等，這些🙇‍♀️非(fēi)金屬材💃🏻料(liao)的使用廣(guǎng)泛，根據☁️具(jù)體的須要(yao)❗來選用。複(fu)合材料的(de)種類也很(hěn)多，包括🚶層(céng)合闆、複合(he)闆等，也是(shì)根據具體(tǐ)須要選用(yòng)，一♈般在🏃🏻‍♂️波(bō)形墊圈和(hé)纏繞🌏墊圈(quān)等上面使(shǐ)用的比較(jiao)多。

　　2.動密封

　　動(dong)密封是指(zhǐ)不讓閥内(nèi)的介質流(liú)随閥杆運(yun)動而洩漏(lou)💘的密🔞封，這(zhè)🏃‍♂️是一個相(xiang)對運動流(liu)程中的密(mi)封問題，其(qi)密封方式(shì)主要是采(cǎi)用㊙️填料函(hán)。填料函的(de)基本形式(shi)有兩種，即(ji)壓蓋式和(he)壓緊螺母(mǔ)式。壓👅蓋式(shì)是目前使(shǐ)用得較多(duō)的形式，一(yi)般從壓蓋(gài)的形式而(ér)言，能夠 分(fen)為組合式(shì)和整體式(shi)兩種，每個(ge)形式雖有(you)差别，但是(shi)大部分都(dōu)包含有壓(ya)緊用的螺(luo)栓。壓緊螺(luo)母式一般(ban)用于較小(xiao)的閥門，由(yóu)于🔞這種形(xing)式的尺寸(cùn)較小，因🈲此(cǐ)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(suo)有要求填(tián)料的密封(feng)性好、摩擦(ca)系數小、能(neng)夠适應介(jie)質的壓💔力(lì)和👨‍❤️‍👨溫度、并(bìng)且耐腐蝕(shí)。目前比較(jiào)常用的填(tian)料🌈包括橡(xiàng)膠O型圈🌍、聚(ju)四氟🔴乙烯(xī)編織盤根(gen)📐、石棉盤根(gēn)和塑料成(chéng)型填料等(deng)，每個填料(liao)都有其适(shi)應的條件(jiàn)和範圍，根(gēn)據具體的(de)需要來選(xuan)取。

　　密封便(bian)是防止洩(xiè)漏，那麼閥(fa)門密封性(xing)原理也是(shi)從防止洩(xie)漏研✉️究的(de)。造成洩漏(lòu)的因素主(zhu)要有兩個(gè)，一個是影(yǐng)響密封性(xing)能✊的最主(zhǔ)要的因素(su)，即密封副(fù)之間存在(zài)着間隙，另(lìng)一個則是(shi)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(yè)體的密封(fēng)性、氣體的(de)密封性、洩(xie)漏通道的(de)密封原理(li)和閥門密(mi)封副等四(sì)個方面來(lái)分析的。

　　液(yè)體的密封(feng)性

　　液體的(de)密封性是(shì)通過液體(ti)的粘度和(hé)表面張力(li)來進行✏️。當(dang)閥門✌️洩漏(lou)的毛細管(guǎn)充滿氣體(tǐ)的時候，表(biǎo)面🐆張力可(kě)能對液體(ti)進行排斥(chi)，或者将液(yè)體引進毛(mao)細管内。這(zhe)樣就形成(chéng)了相切角(jiǎo)。當相切角(jiǎo)小于90°的時(shi)候⭐，液體就(jiù)會被注入(rù)毛細管内(nei)，這樣就會(huì)發生洩漏(lòu)。發⭐生洩漏(lou)的原因在(zai)于介質的(de)不同性質(zhì)。用不同介(jiè)質做試驗(yàn)，在條💞件相(xiàng)同的情況(kuang)下，會得到(dào)不同的結(jie)果。

　　能夠 用(yòng)水，用空氣(qì)或用煤油(you)等。而當相(xiang)切角大于(yu)90°時，也會發(fā)生🐇洩漏。因(yin)為與金屬(shu)表面上的(de)油脂或蠟(la)質薄膜有(yǒu)關系。一🔱旦(dàn)這些表🔴面(mian)的薄膜被(bèi)溶解掉，金(jin)屬表面的(de)特性就發(fā)生了⭕變化(hua)，原來被排(pai)斥的液體(ti)，就會侵濕(shi)表面，發生(shēng)洩漏。針對(duì)上述情況(kuang)，根據泊松(sōng)公式，能夠(gòu) 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(zhǐ)洩漏或減(jian)少✍️洩漏量(liang)的目的。

　　氣(qi)體的密封(feng)性

　　根據泊(bo)松公式，氣(qì)體的密封(feng)性與氣體(ti)分子和氣(qi)體的粘🐇性(xìng)💚有♌關。洩漏(lòu)與毛細管(guan)的長度和(hé)氣體的粘(zhan)度💯成反比(bǐ)，與毛細管(guǎn)的🌈直徑和(he)驅動力成(cheng)正比。當毛(máo)細🌐管的直(zhí)㊙️徑和氣體(tǐ)分子的平(píng)均自在度(du)🍉相同時，氣(qì)體分子就(jiu)會以自由(you)的熱運動(dòng)流進毛細(xi)管。因此，當(dang)我們在做(zuo)閥門密封(feng)試驗的✌️時(shí)候，介質一(yi)定要用水(shui)才能起到(dào)密封的作(zuò)用，用空氣(qi)即氣體就(jiù)不能起到(dao)密封的作(zuo)用。

　　即使我(wo)們通過塑(su)性變形方(fāng)式，将毛細(xi)管直徑降(jiàng)到氣體分(fèn)子以下，也(ye)仍然不能(néng)阻止氣體(ti)的流動。原(yuán)因在于氣(qì)體仍然能(néng)夠 通過金(jīn)屬壁擴散(san)。因此我們(men)在🔞做氣體(tǐ)🔆試驗時，一(yī)定要比液(yè)體✌️試驗更(gèng)加的嚴格(ge)。

　　洩漏通(tōng)道的密封(feng)原理

　　閥門(men)密封由散(san)布在波形(xing)面上的不(bú)平整度和(he)波峰間距(jù)離的波紋(wen)度構成粗(cu)糙度兩個(ge)部分組成(chéng)。在我國大(da)‼️部分的金(jīn)屬材料彈(dàn)㊙️性應變力(lì)都較低的(de)情況下，如(rú)果要達到(dào)密封的狀(zhuang)态，就需要(yào)對✔️金屬材(cai)料的壓縮(suo)力提更高(gao)的要求，即(jí)材料的壓(ya)縮力要超(chao)過其彈性(xìng)。因此，在進(jìn)行閥門設(she)計時，密封(fēng)副結合一(yī)定的硬度(dù)差來匹配(pèi)☀️，在壓力的(de)作用下，就(jiù)會産生一(yi)定程👄度的(de)塑性變形(xíng)密封的效(xiao)果。

　　如果密(mì)封表面都(dōu)是金屬材(cái)料，那麼表(biao)面不平整(zhěng)的凸出點(diǎn)就會最早(zǎo)的出現，在(zài)最初隻需(xū)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(shi)，表面❄️的不(bu)平整就會(hui)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(jiā)能使底層(ceng)材料産🥰生(sheng)嚴重塑性(xing)變形的載(zai)荷♋時，并且(qiě)使得💰兩表(biao)面接觸緊(jin)密，沿着連(lian)續線和環(huan)向✏️方向才(cai)能使這些(xiē)🧡尚存的通(tong)徑密合。

　　閥(fa)門密封副(fù)

　　閥門密封(fēng)副是閥座(zuo)和關閉件(jian)在互相接(jie)觸時進行(háng)😍關閉的那(na)🎯一部分。金(jin)屬密封面(mian)在使用流(liú)程中，容易(yì)受到夾入(rù)⛱️介質，介質(zhì)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(mó)💃🏻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(bú)會變壞。相(xiang)反，則♈會使(shi)表面精度(dù)變壞。因此(cǐ)在選擇磨(mo)損顆粒時(shí)，要綜合考(kǎo)慮其材料(liào)，工況🐅，潤滑(huá)🔞性和對密(mì)封面的🏒腐(fǔ)蝕情況等(děng)因素。

　　如同(tong)磨損顆粒(lì)一樣，我們(men)在選擇密(mi)封件時，要(yào)綜合考慮(lǜ)🛀🏻影響🌈其性(xing)能的各種(zhǒng)因素，才能(neng)起到防洩(xie)漏的功能(néng)。因此，必須(xū)選擇那些(xie)抗腐蝕，抗(kàng)擦傷和耐(nai)沖刷的材(cai)料。否則，缺(quē)少任何一(yī)項要求，就(jiu)會使其密(mì)封性能大(dà)大降低。

　　液(yè)壓支架中(zhōng)各種液壓(yā)閥的使用(yòng)期限很低(di)，解決的途(tú)徑和辦法(fǎ)是提高系(xì)統的過濾(lǜ)精度和提(tí)高乳化液(ye)的👄質量，但(dan)收🏒效不大(da)。經⛹🏻‍♀️過研究(jiū)可知，密封(feng)技術是提(tí)高液壓支(zhī)架🚩中液壓(yā)閥使用期(qi)限的☁️關鍵(jian)。

　　液壓閥密(mì)封元件損(sǔn)壞的主要(yào)因素是工(gōng)作液中的(de)雜質💰，。這些(xie)雜質在密(mi)封元件間(jian)研磨，使閥(fa)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(xiang)應精度的(de)過濾器。但(dàn)液壓支架(jia)用閥，工作(zuo)環境十分(fen)惡劣。實踐(jian)證明減少(shǎo)支架液壓(yā)系統液體(tǐ)的污染雜(zá)✏️質，是十分(fèn)困難的，有(yǒu)人曾經設(shè)想在乳化(huà)液泵站采(cai)用高壓過(guo)濾器，另外(wài)在每台支(zhī)架進口處(chu)增加小型(xing)過濾器。但(dàn)⁉️在工作中(zhōng)迅速被堵(du)塞，形成斷(duan)流。

　　另一方(fang)面，随着液(yè)壓支架技(ji)術的發展(zhǎn)。對液壓閥(fá)的使🧡用❤️性(xing)能和♋閥的(de)使用期限(xiàn)提出了更(geng)高的要求(qiú)。目前，在裝(zhuang)有🔞120目時的(de)過濾器⭐和(he)磁過濾裝(zhuāng)置的條件(jian)下，用通過(guò)被測試閥(fá)的乳化液(ye)的總流量(liàng)和閥的啟(qi)閉次數，來(lai)計量閥的(de)使用期。

　　但(dàn)實際上室(shì)内型式試(shi)驗與礦井(jǐng)具體工作(zuò)中結果相(xiang)差很🌐大。為(wéi)此，需要使(shǐ)用新型的(de)、抗污染能(neng)力強的💚、适(shi)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(bu)平度及壓(yā)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(li)擠入，密封(fēng)材料會産(chǎn)生彈性變(biàn)形。如果密(mi)封副總抗(kang)🤩力㊙️大于分(fen)子排斥力(lì)，則密封有(yǒu)效，不然會(huì)形成洩漏(lou)。

　　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(qiu)密封副接(jie)觸平面吻(wen)合，具有較(jiao)高的加工(gong)精度👅，不然(ran)必須加大(dà)密封副的(de)結合力，使(shǐ)接觸表面(miàn)産生塑性(xing)變形，堵塞(sai)洩漏入口(kou)。

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