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閥門密封性原理解析

發布時間:2019-10-16 17:25閱讀次數:

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。

一、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行。當閥門泄漏的毛細管充滿氣體的時候,表面張力可能對液體進行排斥,或者將液體引進毛細管內。

這樣就形成了相切角。當相切角小于90°的時候,液體就會被注入毛細管內,這樣就會發生泄漏。發生泄漏的原因在于介質的不同性質。用不同介質做試驗,在條件相同的情況下,會得出不同的結果。

可以用水、用空氣或用煤油等。而當相切角大于90°時,也會發生泄漏。因為與金屬表面上的油脂或蠟質薄膜有關系。一旦這些表面的薄膜被溶解掉,金屬表面的特性就發生了變化,原來被排斥的液體,就會侵濕表面,發生泄漏。

針對上述情況,根據泊松公式,可以在減少毛細管直徑和介質粘度較大的情況下,來實現防止泄漏或減少泄漏量的目的。

二、氣體的密封性

根據泊松公式,氣體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。

當毛細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格。

三、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成粗糙度兩個部分組成。在我國大部分的金屬材料彈性應變力都較低的情況下,如果要達到密封的狀態,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,在進行閥門設計時,密封副結合一定的硬度差來匹配,在壓力的作用下,就會產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,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生塑性變形。當接觸面增大時,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生嚴重塑性變形的載荷時,并且使得兩表面接觸緊密,沿著連續線和環向方向才能使這些尚存的通徑密合。

四、閥門密封副

閥門密封副是閥座和關閉件在互相接觸時進行關閉的那一部分。金屬密封面在使用過程中,容易受到夾入介質,介質腐蝕,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。

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