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阀门密封件的原理

日期:2017-6-1 15:44:33 人气: 标签:阀门密封件的原理 密封件 密封性能 介质泄漏 专题:

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阀门密封件的原理

 

    密封件在阀门中也是十分关键的部件。阀门的密封性能是指阀门各密封部位阻止介质泄漏的能力,它是阀门最重要的技术性能指标。

    密封就是防止泄漏,阀门密封性原理也是从防止泄漏研究的。造成泄漏的因素主要有两个,一个是影响密封性能的最主要的因素,即密封副之间存在着间隙,另一个则是密封副的两侧之间存在着压差。阀门密封性原理也是从液体的密封性、气体的密封性、泄漏通道的密封原理和阀门密封副等四个方面来分析的。

1液体的密封性

    液体的密封性是通过液体的粘度和表面张力来进行。当阀门泄漏的毛细管充满气体的时候,表面张力可能对液体进行排斥,或者将液体引进毛细管内。这样就形成了相切角。当相切角小于90°的时候,液体就会被注入毛细管内,这样就会发生泄漏。发生泄漏的原因在于介质的不同性质。用不同介质做试验,在条件相同的情况下,会得出不同的结果。可以用水,用空气或用煤油等。而当相切角大于90°时,也会发生泄漏。因为与金属表面上的油脂或蜡质薄膜有关系。一旦这些表面的薄膜被溶解掉,金属表面的特性就发生了变化,原来被排斥的液体,就会侵湿表面,发生泄漏。针对上述情况,根据泊松公式,可以在减少毛细管直径和介质粘度较大的情况下,来实现防止泄漏或减少泄漏量的目的。

2.气体的密封性

    根据泊松公式,气体的密封性与气体分子和气体的粘性有关。泄漏与毛细管的长度和气体的粘度成反比,与毛细管的直径和驱动力成正比。当毛细管的直径和气体分子的平均自由度相同时,气体分子就会以自由的热运动流进毛细管。因此,当我们在做阀门密封试验的时候,介质一定要用水才能起到密封的作用,用空气即气体就不能起到密封的作用。即使我们通过塑性变形方式,将毛细管直径降到气体分子以下,也仍然不能阻止气体的流动。原因在于气体仍然可以通过金属壁扩散。所以我们在做气体试验时,一定要比液体试验更加的严格。

3.泄漏通道的密封原理

    阀门密封由散布在波形面上的不平整度和波峰间距离的波纹度构成粗糙度两个部分组成。在我国大部分的金属材料弹性应变力都较低的情况下,如果要达到密封的状态,就需要对金属材料的压缩力提更高的要求,即材料的压缩力要超过其弹性。因此,在进行阀门设计时,密封副结合一定的硬度差来匹配,在压力的作用下,就会产生一定程度的塑性变形密封的效果。如果密封表面都是金属材料,那么表面不平整的凸出点就会最早的出现,在最初只需用较小的载荷就可以使这些不平整的凸出点产生塑性变形。当接触面增大时,表面的不平整就会变成塑性-弹性变形。这时处在凹处的两面粗糙度就会存在。需要施加能使底层材料产生严重塑性变形的载荷时,并且使得两表面接触紧密,沿着连续线和环向方向才能使这些尚存的通径密合。

4.阀门密封副

    阀门密封副是阀座和关闭件在互相接触时进行关闭的那一部分。金属密封面在使用过程中,容易受到夹入介质,介质腐蚀,磨损颗粒,气蚀和冲刷的损害的。比如磨损颗粒。如果磨损颗粒比表面的不平整度小,在密封面磨合时,其表面精度就会得到改善,而不会变坏。相反,则会使表面精度变坏。因此在选择磨损颗粒时,要综合考虑其材料,工况,润滑性和对密封面的腐蚀情况等因素。如同磨损颗粒一样,我们在选择密封件时,要综合考虑影响其性能的各种因素,才能起到防泄漏的功能。因此,必须选择那些抗腐蚀,抗擦伤和耐冲刷的材料。否则,缺少任何一项要求,就会使其密封性能大大降低。

  
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