閥門密封的相關(guān)知識

一、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，一個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)管充滿氣體的時候，表面張力可能對液體進(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°的時候，液體就會被注入毛細(xì)管內(nèi)，這樣就會發(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，在條件相同的情況下，會得出不同的結(jié)果?？梢杂盟?，用空氣或用煤油等。而當(dāng)相切角大于90°時，也會發(fā)生泄漏。因為與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，就會侵濕表面，發(fā)生泄漏。針對上述情況，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)管的長度和氣體的粘度成反比，與毛細(xì)管的直徑和驅(qū)動力成正比。當(dāng)毛細(xì)管的直徑和氣體分子的平均自由度相同時，氣體分子就會以自由的熱運動流進(jìn)毛細(xì)管。因此，當(dāng)我們在做閥門密封試驗的時候，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。原因在于氣體仍然可以通過金屬壁擴散。所以我們在做氣體試驗時，一定要比液體試驗更加的嚴(yán)格。

3、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)成粗糙度兩個部分組成。在我國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)計時，密封副結(jié)合一定的硬度差來匹配，在壓力的作用下，就會產(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就會最早的出現(xiàn)，在最初只需用較小的載荷就可以使這些不平整的凸出點產(chǎn)生塑性變形。當(dāng)接觸面增大時，表面的不平整就會變成塑性-彈性變形。這時處在凹處的兩面粗糙度就會存在。需要施加能使底層材料產(chǎn)生嚴(yán)重塑性變形的載荷時，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。

4、閥門密封副

閥門密封副是閥座和關(guān)閉件在互相接觸時進(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，其表面精度就會得到改善，而不會變壞。相反，則會使表面精度變壞。因此在選擇磨損顆粒時，要綜合考慮其材料，工況，潤滑性和對密封面的腐蝕情況等因素。如同磨損顆粒一樣，我們在選擇密封件時，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，缺少任何一項要求，就會使其密封性能大大降低。

二、影響閥門密封的主要因素

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)就會發(fā)生變化。而且這種變化會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，一定要選擇具有彈性變形的密封件。同時，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因素。在相同的條件下，比壓太大會引起閥門的損壞，但比壓太小酒會造成閥門泄漏。因此，需要我們在設(shè)計時要充分考慮到比壓的合適度。

3、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，為了減少溫度對閥門密封性能的影響程度，我們在進(jìn)行密封副設(shè)計時，要把其設(shè)計成彈性閥座等具有熱補償性的閥門。粘度與流體的滲透能力有關(guān)。當(dāng)在相同條件下時，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，要去掉這層薄膜。因為這層很薄的油膜，會破壞表面的親水性，導(dǎo)致堵塞流體的通道。

4、密封副的質(zhì)量

　　密封副質(zhì)量主要是指我們要對材料的選擇，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，是其迷宮密封性能好。