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浙江摩根閥門有限公司

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關(guān)于閥門密封技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析與展望

2016-8-30 閱讀(670)

閥門是一種應(yīng)用十分廣泛的機(jī)械零件,在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中的作用越來越顯著,無論是的科技領(lǐng)域還是日常的普通生活都離不開它。正是因?yàn)殚y門應(yīng)用的廣泛性,使得閥門的種類非常多,結(jié)構(gòu)也不盡相同,這樣也給閥門的維護(hù)保養(yǎng)帶來一定的問題。閥門的種類雖然繁多,但是基本的作用卻是一致的,那就是連通或者截?cái)嘟橘|(zhì)流。因此,閥門的密封問題就顯得十分突出。

 

要保證閥門能夠良好的截?cái)嘟橘|(zhì)流,不發(fā)生泄漏,就要保證閥門的密封完好。而造成閥門泄漏的原因很多,包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不合理、密封接觸面有缺陷、緊固零件發(fā)生松動(dòng)、閥體與閥蓋間的配合不緊密等等,所有這些問題都可能導(dǎo)致閥門密封不好,從而產(chǎn)生泄漏問題。所以,閥門密封技術(shù)是關(guān)系到閥門性能和質(zhì)量的一項(xiàng)重要技術(shù),需要進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。

 

閥門的分類和結(jié)構(gòu)

 

閥門的種類繁多,劃分起來不是那么容易,既可以按照原理劃分,也可以按照作用來劃分,還可以按照結(jié)構(gòu)來劃分,甚至可以結(jié)合起來進(jìn)行劃分,不管哪種劃分方法,都改變不了閥門的用途。目前上常用的分類方法是將閥門劃分為這些種類,即閘閥、球閥、碟閥、截止閥、安全閥、減壓閥、節(jié)流閥、旋塞閥、調(diào)節(jié)閥等。在這些閥門中,閘閥、球閥、碟閥、截止閥就屬于截?cái)嚅y的種類,主要用于連通或者截?cái)嘟橘|(zhì)流;而減壓閥、節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥就屬于調(diào)節(jié)閥的種類,主要用于調(diào)節(jié)介質(zhì)流的流量、溫度和壓力等;而安全閥主要用于超壓的安全保護(hù)。

 

除了上述這些分類之外,還可以按照工作壓力進(jìn)行分類,此時(shí)可以分為真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥和超高壓閥等;如果按照介質(zhì)的工作溫度進(jìn)行分類,則可以劃分為高溫閥、中溫閥、常溫閥、低溫閥和超低溫閥;另外,如果按照閥體的材料進(jìn)行分類的話,則可以劃分為金屬材料閥門、非金屬材料閥門、金屬閥體襯里閥門。

 

閥門的種類雖然繁多,但是基本結(jié)構(gòu)卻差不多,大致上都可以由閥體、閥芯和閥座組成。這里以zui常用的調(diào)節(jié)閥為例,分析閥門的結(jié)構(gòu)組成。在調(diào)節(jié)閥的基本閥體結(jié)構(gòu)中,可以有直通式、角型結(jié)構(gòu)和Z型結(jié)構(gòu)三種類型;而在基本閥芯結(jié)構(gòu)中,則有拋物面結(jié)構(gòu)、籠式結(jié)構(gòu)和V型坡口三種類型;在基本閥座結(jié)構(gòu)中,則有堆焊式閥座、旋入式閥座、焊接式閥座和嵌入式閥座四種類型。這些不同的基本結(jié)構(gòu)組合在一起就構(gòu)成了種類繁多的閥門結(jié)構(gòu)。閥門的基本結(jié)構(gòu),見表1。

 

 

閥門密封技術(shù)的研究現(xiàn)狀

 

閥門的種類雖然繁多,但是密封問題都是*的,而且非常重要。閥門從產(chǎn)生到現(xiàn)在,其密封技術(shù)也經(jīng)歷了很大的發(fā)展。到目前為止,閥門密封技術(shù)主要體現(xiàn)在兩大方面,即靜密封和動(dòng)密封。所謂靜密封,通常是指兩個(gè)靜止面之間的密封,靜密封的密封方法主要是使用墊圈。所謂動(dòng)密封,主要是指閥桿的密封,即不讓閥內(nèi)的介質(zhì)隨閥桿運(yùn)動(dòng)而發(fā)生泄漏,動(dòng)密封的密封方法主要是使用填料函。下面對(duì)這兩種閥門密封技術(shù)分別加以詳細(xì)分析。

 

靜密封

 

靜密封是指在兩個(gè)靜止的截面之間形成密封,其密封方法主要是使用墊圈。墊圈的種類很多,經(jīng)常使用的墊圈包括平墊圈、O形圈、包墊圈、異形墊圈、波形墊圈和纏繞墊圈等幾大類,每種類型下面又可以根據(jù)使用材料的不同而進(jìn)一步進(jìn)行劃分。

 

①平墊圈

 

平墊圈就是平整的貼于兩個(gè)靜止截面之間的墊圈,一般根據(jù)使用的材料可以劃分為塑料平墊圈、橡膠平墊圈、金屬平墊圈和復(fù)合材料平墊圈,每種材料的平墊圈都有其適用的范圍。

 

②O形圈

 

O型圈是指斷面形狀呈O型的墊圈,由于其斷面形狀是O型,有一定的自緊作用,所以密封效果比平墊圈好。

 

③包墊圈

 

包墊圈是指將某種材料包裹在另一種材料上的墊圈,這樣的墊圈一般具有良好的彈性,可以增強(qiáng)密封效果。

 

④異型墊圈

 

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

 

⑤波形墊圈

 

波形墊圈是只具有波浪形狀的墊圈,這類墊圈通常是將金屬材料和非金屬材料組合起來構(gòu)成,一般具有壓緊力小,密封效果好的特點(diǎn)。

 

⑥纏繞墊圈

 

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

 

墊圈的制作材料主要包括三大類,即金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料。一般來說,金屬材料的強(qiáng)度高,耐溫性能強(qiáng),常用的金屬材料有銅、鋁、鋼等。非金屬材料的種類很多,包括塑料制品、橡膠制品、石棉制品、麻制品等,這些非金屬材料的使用廣泛,根據(jù)具體的需要來選用。復(fù)合材料的種類也很多,包括層合板、復(fù)合板等,也是根據(jù)具體需要選用,一般在波形墊圈和纏繞墊圈等上面使用的比較多。

 

動(dòng)密封

 

動(dòng)密封是指不讓閥內(nèi)的介質(zhì)流隨閥桿運(yùn)動(dòng)而泄漏的密封,這是一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中的密封問題,其密封方法主要是采用填料函。填料函的基本形式有兩種,即壓蓋式和壓緊螺母式。壓蓋式是目前使用得zui多的形式,一般從壓蓋的形式而言,可以分為組合式和整體式兩種,每種形式雖有區(qū)別,但是基本上都包含有壓緊用的螺栓。壓緊螺母式一般用于較小的閥門,由于這種形式的尺寸較小,所以壓緊力是受到限制的。

 

在填料函內(nèi),由于填料是直接與閥桿接觸的,所有要求填料的密封性好、摩擦系數(shù)小、能夠適應(yīng)介質(zhì)的壓力和溫度、并且耐腐蝕。目前比較常用的填料包括橡膠O型圈、聚四氟乙烯編織盤根、石棉盤根和塑料成型填料等,每種填料都有其適應(yīng)的條件和范圍,根據(jù)具體的需要來選取。

 

閥門密封技術(shù)的展望

 

隨著科技的不斷發(fā)展,對(duì)閥門的要求也越來越高,因此閥門密封技術(shù)也在不斷發(fā)展,新的密封材料和技術(shù)也在不斷出現(xiàn)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

 

①生料密封

 

何謂生料?就是高分子有機(jī)化合物在燒結(jié)成制品之前的材料。生料具有質(zhì)地柔軟的特性,可以產(chǎn)生單分子膜效應(yīng)。生料在使用時(shí)可以自由成形,并且只要一有壓力,就會(huì)形成一個(gè)均勻的環(huán)形膜,這個(gè)環(huán)形膜起到了密封作用。生料使用起來十分方便,可以做成一定的形狀,更換容易,密封效果良好。

 

②液體密封

 

液體密封是指利用液態(tài)密封膠來實(shí)現(xiàn)閥門密封的一種密封技術(shù),它一般用于靜密封。在液體密封中,主要利用了液態(tài)密封膠的單分子膜效應(yīng),使其在適當(dāng)壓力下像墊圈一樣地起作用。

 

③波紋管密封

 

波紋管密封是指利用波紋管實(shí)現(xiàn)閥門密封的一種密封技術(shù),它一般用于動(dòng)密封。在波紋管密封中,波紋管的兩端通常與別的零件固定在一起,因此當(dāng)閥桿運(yùn)動(dòng)時(shí),波紋管會(huì)產(chǎn)生伸縮,只要波紋管自身保持完好,介質(zhì)就不會(huì)發(fā)生泄漏,從而就可以實(shí)現(xiàn)閥門的密封。這種閥門密封技術(shù)主要應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)和原子能工業(yè)上面,針對(duì)無法使用填料密封的場(chǎng)合。

 

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展,閥門的應(yīng)用要求也會(huì)越來越高,閥門密封技術(shù)也會(huì)突飛猛進(jìn),更多的新材料和新技術(shù)也會(huì)運(yùn)用進(jìn)來,關(guān)于這方面的研究也會(huì)越來越深入。

 



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