密封就是防止泄漏(lòu),那麽閥(fá)門(mén)密封性原理也是從防止泄(xiè)漏研究的。造成泄漏的因素主要有兩個,一個是影(yǐng)響密(mì)封性(xìng)能的最主要的因素,即密封(fēng)副之間存(cún)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(qì)體(tǐ)的密封性、泄漏通道的密封原理和閥(fá)門密封副等四個方(fāng)麵來分(fèn)析(xī)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(lái)進行。當閥門泄漏的毛細管充滿氣體的時候(hòu),表麵張力可能對液體進行排斥,或者將液體引(yǐn)進毛細管內。
這樣就形成了相切角。當相切角小於90°的時候,液體就會被注入(rù)毛細(xì)管內,這樣就會(huì)發生泄(xiè)漏。發生泄漏的原因在於介質的不同性質。用不同介(jiè)質做試驗,在條件相(xiàng)同的情況下,會得出不同的結果。
可以用水,用空(kōng)氣或用(yòng)煤油等。而當相切角大於90°時,也會發生(shēng)泄漏。因為與金屬表麵(miàn)上的油(yóu)脂或蠟質薄膜有(yǒu)關係。
一旦這(zhè)些(xiē)表麵的薄膜被溶解掉,金屬表麵的特性就發生了變化,原來被排(pái)斥的液體,就會侵濕表麵,發(fā)生泄漏。針對(duì)上(shàng)述情況,根據泊鬆公式,可以在(zài)減少毛(máo)細管直徑和介(jiè)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。
氣體的密封性
根據(jù)泊鬆公(gōng)式,氣體的密封性與氣體分子和氣體的(de)粘性有關。泄漏與毛細管的長度和氣體的粘度成反比,與毛(máo)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(jiù)會以自由的熱運動流進毛細(xì)管。因此(cǐ),一般閥門廠家在生產閥門時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(bú)能起到密封(fēng)的作用。
即使我們通過塑性變形方式,將(jiāng)毛細管直徑降到氣體分子以下,也仍然不能阻止氣(qì)體的流動。原因在於氣體仍然(rán)可以通過金屬壁擴(kuò)散。所以(yǐ)我們在做氣體試驗時,一定要比液(yè)體試驗更加的嚴格。
泄漏(lòu)通道的密封原理
閥門密封由散布在波形麵上的不平整(zhěng)度和(hé)波峰間距離(lí)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(biàn)力都較低的情況下,如果要達到密封的狀態,就需要(yào)對金屬材料的壓縮力提(tí)更高的要求,即材料的壓縮力(lì)要超過其彈性。
因此,閥(fá)門廠家在進行閥(fá)門設計時,密封副結合一定的硬度差來匹配,在壓力的作用(yòng)下(xià),就會產生一定程度的塑性變(biàn)形密封的效果。
如果密封(fēng)表麵都是金屬材(cái)料,那麽表麵不平整的凸出點就會最早的出現,在最初隻需用較小的載荷就可以使這些不平整的凸出點產生(shēng)塑性變形。當接觸(chù)麵增大時,表麵(miàn)的不平整就會變成塑性-彈性變形。這(zhè)時處在凹處的兩麵粗糙度就會存在。
需要(yào)施加能(néng)使底層材料(liào)產生嚴重塑性(xìng)變形的載荷時,並且使得兩表麵接觸緊密(mì),沿著連續線和環向方向才能使(shǐ)這些尚存的通徑密合。
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(de)那一部分。金屬密封麵在使用過程中,容易受到夾入介質,介質(zhì)腐(fǔ)蝕,磨損顆粒,氣蝕和衝刷的損(sǔn)害的。比(bǐ)如磨損顆(kē)粒。
如果磨(mó)損顆粒比表麵的(de)不平整度小,在密封麵磨合(hé)時,其表麵精度(dù)就會得到改善,而不會變壞。相反,則會使表(biǎo)麵精(jīng)度變壞。因此在選擇磨損顆粒(lì)時,要綜合考慮(lǜ)其(qí)材料,工況,潤滑性和對密(mì)封麵的腐蝕情況等因素。
如同磨損顆粒一樣,我們在選擇密(mì)封件時,要綜合考慮影響其性能的各種因素,才能起(qǐ)到防泄漏的功能。因此,必須選擇那些抗腐(fǔ)蝕(shí),抗擦傷(shāng)和耐衝刷的材料。否則,缺少任何(hé)一項要求(qiú),就會使其密封性能大大降低。