密封就是防止泄漏,那麽閥(fá)門密封性原理也是從防止泄漏研(yán)究的。造成泄漏的因素主要有兩個,一個(gè)是影響密封性能的最主要的因(yīn)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(fēng)性、泄(xiè)漏通道的密封原理和閥門密封副等四個方麵來分析的。
液體的密封性
液體的密封性是通過液體的粘度和表麵張力來進行。當閥門泄漏的毛細管充滿氣體的時候,表麵張力(lì)可(kě)能(néng)對液體進行(háng)排(pái)斥,或者將液體(tǐ)引進毛細管內。
這樣就形成了相切角(jiǎo)。當相切角小於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(shēng)泄漏的原因在於介質的(de)不同性質。用不同(tóng)介質做試驗,在條件相同的情況下,會得出(chū)不同的結(jié)果。
可以用水,用空氣或用(yòng)煤油等。而當相切角大於90°時,也會(huì)發生泄漏。因為與金屬表麵上的油脂或蠟質薄膜有關係。
一(yī)旦這些表麵的薄(báo)膜被溶解掉,金屬表麵的特性就發(fā)生了變化,原來被排斥的液體,就會侵濕表麵,發生泄漏。針對上述情況,根據泊鬆公式,可以在減少毛細管直徑和介質粘度較大(dà)的情況下,來實現防止泄漏或減少泄漏量的目的(de)。
氣體的密封性
根(gēn)據(jù)泊鬆公式,氣體的密封性與氣體分子和氣體的粘性有關。泄漏與(yǔ)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(lì)成正比。
當毛細管的直徑和氣(qì)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,一般閥門廠家在生產閥門時做閥門密封試驗的時候,介質(zhì)一(yī)定(dìng)要用(yòng)水才能起到密(mì)封的(de)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(xìng)變形(xíng)方式,將毛細管直徑降到氣體分子以(yǐ)下,也仍(réng)然不能阻(zǔ)止氣體(tǐ)的流動。原因在於(yú)氣體仍(réng)然可以通過金屬壁(bì)擴散。所以我(wǒ)們在做(zuò)氣體試驗時,一定要比液體試驗(yàn)更加的嚴格。
泄漏通道的密封原理
閥(fá)門(mén)密(mì)封由散布在(zài)波形麵上的不平整(zhěng)度和波峰間距離的波紋(wén)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(dōu)較低的情況下,如果要達到密封的狀態,就需要(yào)對金屬材料的壓縮(suō)力提更高的要(yào)求,即(jí)材料的壓縮(suō)力要超過其彈性。
因此,閥門廠家(jiā)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(dìng)程度的塑(sù)性(xìng)變形密封(fēng)的(de)效果(guǒ)。
如果密(mì)封表麵都是金屬材料,那麽表麵不平整的凸出點就會最早的出現,在最初隻需用(yòng)較小的載(zǎi)荷就可以使這些(xiē)不平整的凸出點產生塑性變形。當接觸麵增大時,表麵(miàn)的不平整就(jiù)會變成(chéng)塑性-彈性變形(xíng)。這時處在凹(āo)處的(de)兩麵粗糙度就(jiù)會存在。
需要施加(jiā)能使底層材料產生嚴重(chóng)塑性變形的載荷時,並且使得兩表麵接觸(chù)緊密,沿著(zhe)連續線和環向方向才能使這些(xiē)尚存(cún)的通徑密合。
閥門密(mì)封副
閥門密封(fēng)副是閥座和關閉件在互相接觸時進行關閉的那一部分。金屬密封麵在使(shǐ)用(yòng)過程中,容易受到夾入介質,介質腐蝕,磨(mó)損顆粒,氣蝕和衝刷的損害的。比如磨損顆粒。
如果磨損(sǔn)顆粒比表麵的不平整度小,在(zài)密封麵磨合時,其表麵精度就會得到改善,而(ér)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時,要綜合考慮(lǜ)其材料,工況,潤(rùn)滑性和對密封麵的腐蝕情況等因素。
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(cǐ),必須選擇那些抗(kàng)腐蝕,抗擦傷和耐衝刷的(de)材料。否則,缺少任何一項要求,就會使其密封(fēng)性能(néng)大大降低。