泵閥門密封因素及原理
作者：泵 來源：閥門 發(fā)布時(shí)間：2023-07-27
對(duì)閥門密封性能的要求，要防止泄漏角度出發(fā)。
根據(jù)其泄漏的不同部位和程度，導(dǎo)致閥門的泄漏情況不同，因此，需要提出不同的防漏措施。
一、影響閥門密封的因素很多，主要有以下幾種：
1、密封副結(jié)構(gòu)
在溫度或密封力作用的變化下，密封副的結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化。而且這種變化會(huì)影響和改變密封副相互之間的作用力，從而使閥門密封的性能減小。因此，在選擇密封件時(shí)，一定要選擇具有彈性變形的密封件。同時(shí)，也要注意密封面的寬度。原因在于密封副的接觸面不能完全吻合，當(dāng)密封面寬度增加，就要加大密封所需要的作用力。
2、密封面比壓
密封面的比壓大小影響著閥門密封性能大小和閥門的使用壽命。因此，密封面比壓也是非常重要的一個(gè)因素。在相同的條件下，比壓太大會(huì)引起閥門的損壞，但比壓太小酒會(huì)造成閥門泄漏。因此，需要我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到比壓的合適度
3、密封副的質(zhì)量
密封副質(zhì)量主要是指我們要對(duì)材料的選擇，匹配，制造精度上進(jìn)行把關(guān)。比如，閥瓣與閥座密封面很吻合，能提高密封性。環(huán)向波紋度多的特點(diǎn)，是其迷宮密封性能好。
閥門泄露在生活、生產(chǎn)中十分普遍，輕則會(huì)造成浪費(fèi)，或給生活帶來危險(xiǎn)，如自來水閥門泄露，重則導(dǎo)致嚴(yán)重后果的發(fā)生，如化工行業(yè)的、有害、易燃、易及腐蝕性介性質(zhì)的泄漏等，嚴(yán)重的威脅人身安全、財(cái)產(chǎn)安全和環(huán)境污染的事故。一臺(tái)依靠外力旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)開及關(guān)閉的閥門都設(shè)計(jì)有一個(gè)密封裝置既用在填料涵中裝上一定數(shù)量的填料密封圈，以至達(dá)到密封效果，但密封情況有如何呢？閥門的填料處泄漏是閥門中容易出現(xiàn)泄漏故障的部位其一，但究其原因大致有二個(gè)方面的原因。
4、介質(zhì)的物理性質(zhì)
介質(zhì)的物理性質(zhì)也影響到閥門密封性能。這些物理性質(zhì)包括溫度，粘度和表面的親水性等。溫度變化不僅影響著密封副的松弛度和零件尺寸的改變，還與氣體的粘度有著密不可分的關(guān)系。氣體粘度隨著溫度的升高或降低而增大或減小。因此，為了減少溫度對(duì)閥門密封性能的影響程度，我們?cè)谶M(jìn)行密封副設(shè)計(jì)時(shí)，要把其設(shè)計(jì)成彈性閥座等具有熱補(bǔ)償性的閥門。粘度與流體的滲透能力有關(guān)。當(dāng)在相同條件下時(shí)，粘度越大，流體的滲透能力就越小。表面的親水性是指在金屬表面有一層薄膜時(shí)，要去掉這層薄膜。因?yàn)檫@層很薄的油膜，會(huì)破壞表面的親水性，導(dǎo)致堵塞流體的通道。
二、 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研究的。造成泄漏的因素主要有兩個(gè)，一個(gè)是影響密封性能的最主要的因素，即密封副之間存在著間隙，另一個(gè)則是密封副的兩側(cè)之間存在著壓差。閥門密封性原理也是從液體的密封性、氣體的密封性、泄漏通道的密封原理和閥門密封副等四個(gè)方面來分析的。
1、液體的密封性
液體的密封性是通過液體的粘度和表面張力來進(jìn)行。當(dāng)閥門泄漏的毛細(xì)管充滿氣體的時(shí)候，表面張力可能對(duì)液體進(jìn)行排斥，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°的時(shí)候，液體就會(huì)被注入毛細(xì)管內(nèi)，這樣就會(huì)發(fā)生泄漏。發(fā)生泄漏的原因在于介質(zhì)的不同性質(zhì)。用不同介質(zhì)做試驗(yàn)，在條件相同的情況下，會(huì)得出不同的結(jié)果。可以用水，用空氣或用煤油等。而當(dāng)相切角大于90°時(shí)，也會(huì)發(fā)生泄漏。因?yàn)榕c金屬表面上的油脂或蠟質(zhì)薄膜有關(guān)系。一旦這些表面的薄膜被溶解掉，金屬表面的特性就發(fā)生了變化，原來被排斥的液體，就會(huì)侵濕表面，發(fā)生泄漏。針對(duì)上述情況，根據(jù)泊松公式，可以在減少毛細(xì)管直徑和介質(zhì)粘度較大的情況下，來實(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粘性有關(guān)。泄漏與毛細(xì)管的長(zhǎng)度和氣體的粘度成反比，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，當(dāng)我們?cè)谧鲩y門密封試驗(yàn)的時(shí)候，介質(zhì)一定要用水才能起到密封的作用，用空氣即氣體就不能起到密封的作用。即使我們通過塑性變形方式，將毛細(xì)管直徑降到氣體分子以下，也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。所以我們?cè)谧鰵怏w試驗(yàn)時(shí)，一定要比液體試驗(yàn)更加的嚴(yán)格。
3、閥門密封副
閥門密封副是閥座和關(guān)閉件在互相接觸時(shí)進(jìn)行關(guān)閉的那一部分。金屬密封面在使用過程中，容易受到夾入介質(zhì)，介質(zhì)腐蝕，磨損顆粒，氣蝕和沖刷的損害的。比如磨損顆粒。如果磨損顆粒比表面的不平整度小，在密封面磨合時(shí)，其表面精度就會(huì)得到改善，而不會(huì)變壞。相反，則會(huì)使表面精度變壞。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。如同磨損顆粒一樣，我們?cè)谶x擇密封件時(shí)，要綜合考慮影響其性能的各種因素，才能起到防泄漏的功能。因此，必須選擇那些抗腐蝕，抗擦傷和耐沖刷的材料。否則，缺少任何一項(xiàng)要求，就會(huì)使其密封性能大大降低。
4、泄漏通道的密封原理
閥門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)成粗糙度兩個(gè)部分組成。在我國(guó)大部分的金屬材料彈性應(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)，密封副結(jié)合一定的硬度差來匹配，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)最早的出現(xiàn)，在初只需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)處在凹處的兩面粗糙度就會(huì)存在。需要施加能使底層材料產(chǎn)生嚴(yán)重塑性變形的載荷時(shí)，并且使得兩表面接觸緊密，沿著連續(xù)線和環(huán)向方向才能使這些尚存的通徑密合。
