閥門密封性原理

     閥門（mén）的種類繁（fán）多，但（dàn）是基本的作（zuò）用卻是一致的，那就是連通或者截斷介（jiè）質流。因（yīn）此，閥門的密封問題就顯得十分突（tū）出。

     要保（bǎo） 證閥（fá）門（mén）能夠良好的截斷介質流，不發生泄漏，就要保 證閥門的密（mì）封完好。而造（zào）成（chéng）閥門泄漏的原因很多，包括結構設計上的不合理、密封接觸麵有缺陷、緊固ling件發生鬆動、閥體與（yǔ）閥（fá）蓋間的配合不緊密等等，所 有這些（xiē）問題都可能導致閥門密封不好，從而產生泄漏問（wèn）題。所以，閥門密封技術是關係到閥門（mén）性能和質（zhì）量（liàng）的一（yī）項重要技術，需要進行係統深入的研究。

     閥門從產生到現在，其密（mì）封技術也經曆了很大的發展。到目前為止，閥門密封技術主要體現（xiàn）在兩大方麵，即靜密封和動密封。

所謂靜密封，通常（cháng）是指兩個靜止麵之間的密封，靜密封的密封方法主要（yào）是使（shǐ）用墊圈。

所謂動密封，主（zhǔ）要是指（zhǐ）閥杆的密封（fēng），即不讓閥內的介質隨閥杆運動而發生泄漏，動密封的密（mì）封方法（fǎ）主要是（shì）使用填料函。

 1.靜密封 

靜（jìng）密封（fēng）是指在兩（liǎng）個靜止的截麵之間形成密封，其密封方法主要是使用墊圈。墊圈的種（zhǒng）類（lèi）很多，經常使用的墊圈包括平墊（diàn）圈、O形圈、包墊圈、異形墊圈、波形墊圈和纏（chán）繞墊圈等幾大類，每種類型下麵（miàn）又可以（yǐ）根據使用材料（liào）的不同而進一步進行劃分。

     ①平墊圈。平墊圈就是平整的貼於兩個靜止截麵之間的墊圈，一般（bān）根據使用的材（cái）料可以劃分（fèn）為塑料平墊圈、橡膠（jiāo）平墊圈、金（jīn）屬平墊圈和複合材料平墊圈，每種材（cái）料的平墊圈都有其適用的範圍。

     ②O形圈。O型圈（quān）是（shì）指斷麵（miàn）形狀呈O型的墊圈，由於其斷麵形狀是O型，有一定的自緊作用，所以密封效果比平（píng）墊圈好。

     ③包墊（diàn）圈。包墊圈是指將某（mǒu）種材（cái）料包（bāo）裹在另一種材料上的墊圈，這樣的墊圈一般具有良好的（de）彈性，可以（yǐ）增強密封效果。

     ④異型（xíng）墊圈。異型墊圈是指那些形狀（zhuàng）不規則（zé）的墊圈，包括橢圓形（xíng）墊圈、菱形墊圈、齒輪型墊圈、燕尾型墊圈等，這些墊圈一般（bān）有自緊作用，大多在高中壓閥門中使用。

     ⑤波形墊圈。波形墊圈是（shì）隻具有波（bō）浪形狀（zhuàng）的墊（diàn）圈，這類墊圈通（tōng）常是將金屬（shǔ）材料和非金（jīn）屬材料組合起來構成，一般具有壓緊力小，密封效果好（hǎo）的特點。

     ⑥纏繞墊圈。纏繞墊圈是指把很薄的金屬帶和非金屬帶緊（jǐn）貼在一起、纏（chán）繞形成的墊圈，這類墊圈具有良好的彈性和密封性。

     墊圈的製作材料主要包（bāo）括三大（dà）類（lèi），即金屬材料、非金屬材料和複合材料。一般來說，金屬材料的強度高，耐溫性能強，常用（yòng）的（de）金屬材料有銅、鋁、鋼等。非金屬（shǔ）材料的種類很多，包括塑（sù）料製品、橡膠製品、石棉製品、麻製品等，這些非金屬材料的使用廣泛，根據具體的需要來選用。複合材料的種類也（yě）很（hěn）多，包括層合板、複合板等，也是（shì）根（gēn）據具體需要選用，一（yī）般在波形（xíng）墊圈和纏繞墊圈等上麵使用的比較多。

 2.動密（mì）封 

     動密封（fēng）是指不讓閥內（nèi）的（de）介質流隨閥杆運動而泄（xiè）漏的（de）密封，這是一個相對（duì）運動過程中的密封問題，其密封方（fāng）法主（zhǔ）要是采用填料函。填料（liào）函（hán）的基本形式有兩種，即壓蓋式和壓緊螺母式。壓蓋式（shì）是目前使用得zui多的形式，一般從壓蓋的形式而（ér）言，可以分為組合式和整體式兩種，每種形式雖（suī）有區別，但是基本上都（dōu）包含有（yǒu）壓緊用的螺栓。壓緊螺母式一般用於較小的閥門，由（yóu）於這種形式（shì）的尺寸較小，所以壓緊力是受到限製的（de）。

     在填料函內，由於填料是直接與閥（fá）杆接觸的（de），所 有要求填料的密封性（xìng）好（hǎo）、摩擦係數小、能夠適應介質（zhì）的壓力和溫度、並且耐（nài）腐蝕。目前比較常用的填料包括（kuò）橡膠（jiāo）O型圈、聚四氟（fú）乙烯編織盤根、石棉盤根和塑料成型（xíng）填料等，每種填料都有其適應的條件和範圍，根據（jù）具體的（de）需要來選取。

     密封就是防止泄漏，那麽閥門密封性原理也是從防止泄漏研究的（de）。造成（chéng）泄漏的因素主要有兩個，一個是影（yǐng）響密封性能的zui主要的因素，即密封副（fù）之（zhī）間存在著間隙（xì），另（lìng）一個則是密封副的兩（liǎng）側（cè）之間存在著壓差。閥門密封性原理也是從液體的（de）密封性（xìng）、氣體（tǐ）的密封性、泄（xiè）漏通道的（de）密封原理和閥（fá）門密封副等四個方麵來分析的。

液體的密（mì）封性

     液（yè）體的密封性是通過液體的粘度和表麵張力來進行。當（dāng）閥門泄漏的毛細管（guǎn）充滿氣（qì）體的（de）時候，表麵張力可（kě）能對液（yè）體進行排斥，或者將液體引進毛細管內。這樣就形成了（le）相切角。當相切角小於90°的時候，液體就（jiù）會被注（zhù）入毛細管內，這（zhè）樣就會發生泄漏。發生（shēng）泄漏（lòu）的原因（yīn）在於介質的不同性質。用不同介質做試驗，在條件相同的（de）情況下，會得出不同的結果。

     可以用（yòng）水，用空氣或（huò）用（yòng）煤油等。而當相切角大於90°時，也會發生泄漏。因為與金屬表麵上的油脂（zhī）或蠟質薄膜（mó）有關係。一旦這些表麵的薄膜被（bèi）溶（róng）解掉（diào），金屬表麵的特性就發生（shēng）了變化，原（yuán）來被排斥的液體，就會侵濕表（biǎo）麵，發生泄漏。針對上述情況，根據泊鬆公式，可以在減少（shǎo）毛細管直徑和（hé）介質（zhì）粘度較大的情況下，來實現防止泄漏或減（jiǎn）少泄漏量的目的。

氣體的密封性

    根據泊鬆公式，氣體（tǐ）的密封性與氣體分子和氣體的粘性有關。泄漏與毛細管的長度和氣體的粘度成反比，與毛細管的直徑和驅動力成正比。當（dāng）毛細管的直徑和氣體分子的平均（jun1）自由度相同時，氣體分（fèn）子就會以自由的熱運動流進毛細管。因此，當我們在做閥門密封試驗的時候，介質一定要用水才能（néng）起到密封的作用，用空氣（qì）即氣（qì）體（tǐ）就不能起到密封的作用。

     即使我（wǒ）們通過塑（sù）性變形方式（shì），將毛細管直徑降到氣體分（fèn）子以下，也仍然不能阻（zǔ）止氣體的流動。原因在於氣體仍然可以通過金屬壁擴散。所以我們在做（zuò）氣體試驗時，一定要比液體試驗更加的嚴格（gé）。

泄露通道的密封原（yuán）理（lǐ）

      閥門密封由散布在（zài）波形麵上的不平（píng）整度和（hé）波峰間距離（lí）的波紋度構成粗糙度（dù）兩個部分組成。在我國大部分的金屬材料（liào）彈性應變力都較低的情況（kuàng）下，如（rú）果要達到密封的狀態，就（jiù）需要對金屬材料的壓縮力提更（gèng）高（gāo）的要求，即材（cái）料的壓縮力要超過其彈性。因此（cǐ），在（zài）進行閥門設計時，密封副結合一定（dìng）的硬度差來匹配，在壓力的作用下，就會產（chǎn）生一定程（chéng）度（dù）的塑性（xìng）變形密封的（de）效果。

     如果密封表麵都是金屬材料，那麽表麵不平整的凸出（chū）點就會zui早的出現，在zui初隻需用較小的載荷就可以使這些不平（píng）整的凸出點產生塑性變形。當接觸麵增大時，表麵（miàn）的不（bú）平整就（jiù）會變成塑性-彈性（xìng）變形。這（zhè）時處在凹處的兩麵粗糙（cāo）度就會存在。需要施加能使底層材料產生嚴重塑性變形的載荷時，並且使得（dé）兩表麵接觸緊密，沿著連續線（xiàn）和環向（xiàng）方向才能使這些尚存（cún）的通徑（jìng）密合。

閥門（mén）密封副

     閥門密封副是閥座和關閉件在互相接觸時進行關（guān）閉的那一部分。金屬密封麵在使用（yòng）過（guò）程（chéng）中，容易受到夾入介質，介（jiè）質腐蝕，磨損（sǔn）顆（kē）粒，氣蝕和（hé）衝刷的損害的。比如磨（mó）損顆粒。如果磨損顆粒比（bǐ）表麵的不平整度小，在密封麵磨合時（shí），其表麵精度就會得到改善，而不會變壞。相反，則（zé）會使表麵精度變壞。因此在選擇磨損顆粒（lì）時，要綜（zōng）合考慮其材料，工況，潤（rùn）滑性和對（duì）密封麵的腐蝕情況等（děng）因素。

     如同磨損顆粒一（yī）樣，我們在選擇密封件時（shí），要綜合考（kǎo）慮影響其（qí）性能的各種因素，才能起到防泄漏的功能。因此，必須選擇那（nà）些抗（kàng）腐蝕，抗擦傷（shāng）和耐衝（chōng）刷的材料（liào）。否則，缺少任何一項要求，就會使其密封性能大大（dà）降低。