阀门技术之阀门密封

更 新:2021-01-12
摘 要:    阀门密封性原理密封就是防止泄漏,那么阀门密封性原理也是从防止泄漏研究的。阀门的种类繁多,但是基本的作用却是一致的,那就是连通或者截断介质流。因此,阀门的密封问题...

阀门密封性原理

密封就是防止泄漏,那么阀门密封性原理也是从防止泄漏研究的。阀门的种类繁多,但是基本的作用却是一致的,那就是连通或者截断介质流。因此,阀门的密封问题就显得十分突出。


为了确保阀门能很好地截断介质流,防止泄漏,就要确保阀门密封完好。由于阀门结构设计不当,密封接触面有缺陷,紧固件松动,阀体和阀盖之间不能紧密地配合等原因,造成阀门泄漏,严重影响阀门的密封性,造成泄漏问题。因此,气门密封技术是关系到气门性能和质量的重要技术,需要系统深入地研究。


阀门从产生到现在,其密封技术也经历了很大的发展。到目前为止,阀门密封技术主要体现在两大方面,即静密封和动密封。


所谓静密封,通常是指两个静止面之间的密封,静密封的密封方法主要是使用垫圈。


所谓动密封,主要是指阀杆的密封,即不让阀内的介质随阀杆运动而发生泄漏,动密封的密封方法主要是使用填料函。


阀门类型对密封解决方案的选择有很大影响。

升杆闸阀的开-关行程通常较长。如果操作较为频繁,此类长行程线性运动会给密封带来难度。多数情况下,此类阀门的操作频度不会超过每星期一次,甚至每年只操作一次。盘根压盖、阀杆和填料函之间的间隙非常重要。如果缝隙较大,线性运动会导致部分密封元件被挤入,或拖曳杂质微粒穿过密封元件。因此可在底部装一个清洁环,有些情况下顶部也可安装一个。


截止阀较常采用升杆加旋转运动模式,它的密封难度很大,因为阀杆会同时在两个方向上同时运动,盘根组会逐步接触到整个阀杆的表面。阀杆如有任何偏心或失圆,都可能导致盘根元件破损并泄漏。和闸阀的情况相似,线性运动会拖曳杂质微粒穿过密封元件,然后进入工艺流体。


球阀、蝶阀和旋塞阀都是常见的直角回转阀门。当阀杆相对于密封元件转动九十度,阀门即可完成从开到关的整个过程。这样的运动模式意味着很容易密封,因为它比其它类型阀门的行程小得多。与线性运动模式不同,直角回转运动不容易拖曳杂质微粒穿过密封元件。值得关注的是阀杆偏心问题,有些密封元件对于执行器对位不准很为敏感,甚至会导致阀杆密封性能降低。


直角回转阀的填料函有许多不同的设计,这往往会导致密封元件的选择范围受限制。很多情况下填料函都很浅,高压工况下很难实现紧密密封。


控制阀的阀杆密封难度通常是很大的,主要原因是操作频繁,而且阀杆密封应力不能太高。如果一台控制阀经历了100,000次阀杆循环操作,那么系统中其它类型的阀门往往只经历了1500次。高频度循环操作会导致密封元件磨损,随着时间推移会降低密封性能。为了优化流体控制性能,控制阀阀杆不能承受太大摩擦力,因此作用于控制阀的密封应力,明显低于手动阀门的密封应力。如果密封元件导致阀杆受到过大摩擦力,阀门的动作会滞后或出现速度偏差,并导致阀杆动作过大,流体控制性能降低。


线性控制阀的密封难度高于回转控制阀。和直角回转阀相似,回转控制阀的阀杆动作只有圆周运动一种模式,而且需要密封的阀杆表面积明显小于线性控制阀。


冶金特种阀的阀杆材质通常相对较软,选择密封元件时需注意这点。理想的情况是密封元件材质比阀杆材质更软,这样可以很大限度降低阀杆磨损。有些冶金特种阀的压盖螺栓屈服强度比较低,需要避免密封元件的载荷接近能够承受的很大应力。