液壓知識

閥門的密封(fēng)原理，液壓閥密(mì)封技術如何改(gai)進

作者：南昌尚辰材料制造有限责任公司(急速版)
發布時(shi)間：2025-12-05
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　　閥門密(mi)封性原理

　　閥門(mén)種類繁多，可是(shì)基本的作用則(ze)是一緻的，那便(biàn)是連通或者截(jié)斷介質流。因而(er)，閥門的密封問(wen)題就顯得十分(fen)明顯。

　　要保證閥(fa)門能夠良好的(de)截斷介質流，不(bu)發生洩漏，就要(yao)保證🍓閥門的密(mi)封完好。而造成(chéng)閥門洩漏的原(yuán)因很多，包括結(jie)構設🌍計上的不(bú)合理、密封接觸(chu)面有🛀缺陷、緊固(gù)零件✏️發生松動(dòng)、閥體與閥蓋間(jian)的配合不密不(bu)可分等等，所有(you)這些問題都将(jiang)會導緻閥門密(mi)封不好，進而産(chǎn)生洩漏問題。所(suo)以，閥門密封技(ji)術是關系到閥(fá)門⛷️性能和質量(liang)的一項重要技(jì)術，須要進行系(xi)統深入的研究(jiu)。

　　閥門從産生(shēng)到現在，其密封(feng)技術也經曆了(le)很大的發🐕展。到(dao)目前為止，閥門(men)密封技術主要(yào)體現在兩大方(fang)面，即靜密封和(he)動密封。

　　所謂靜(jing)密封，通常是指(zhi)兩個靜止面之(zhī)間的密封，靜密(mi)封的密封方法(fǎ)主要是使用墊(niàn)圈。

　　所謂動密封(fēng)，主要是指閥杆(gǎn)的密封，即不讓(ràng)閥内的介質随(sui)閥杆⚽運動而發(fa)生洩漏，動密封(feng)的密封方法⚽主(zhǔ)要是使用填料(liao)函。

　　1.靜密封

　　靜密(mi)封是指在兩個(gè)靜止的截面之(zhi)間形成密封，其(qi)🛀🏻密👅封方法主要(yao)是使用墊圈。墊(niàn)圈的種類很多(duō)，經常使用🚶的墊(niàn)圈包括平墊圈(quān)、O形圈、包墊圈、異(yi)形墊圈、波形墊(niàn)圈和纏繞墊圈(quān)等幾大類，每種(zhong)類❗型下面又可(ke)以根據使用材(cai)料的不同而進(jìn)⛹🏻‍♀️一步進行劃分(fèn)。

　　①平墊圈。平墊圈(quan)就是平整的貼(tiē)于兩個靜止截(jie)面之間的墊圈(quān)，一般根據使用(yòng)的材料可以劃(hua)分為塑料⭐平墊(niàn)圈、橡膠平墊圈(quan)、金屬平墊圈和(hé)複合材料平墊(nian)圈，每種材料的(de)平墊圈都有其(qi)适用的範圍。

　　②O形(xíng)圈。O型圈是指斷(duan)面形狀呈O型的(de)墊圈，由于其斷(duan)面🈲形狀是O型，有(yǒu)🐪一定的自緊作(zuò)用，所以密封效(xiào)果比平墊圈好(hao)。

　　③包墊圈。包墊圈(quan)是指将某種材(cai)料包裹在另一(yi)種材🏃‍♂️料上的墊(niàn)圈，這樣的墊圈(quān)一般具有良好(hao)的彈性，可以增(zēng)強密封效果。

　　④異(yi)型墊圈。異型墊(niàn)圈是指那些形(xing)狀不規則的墊(niàn)圈🤩，包🙇‍♀️括橢圓形(xíng)墊圈、菱形墊圈(quān)、齒輪型墊圈、燕(yàn)尾型墊圈等✊，這(zhè)些♻️墊圈🙇‍♀️一般有(yǒu)自緊作用，大多(duō)在高中壓閥門(men)中使用。

　　⑤波形墊(niàn)圈。波形墊圈是(shi)隻具有波浪形(xing)狀的墊圈，這類(lei)墊圈🌈通常是将(jiang)金屬材料和非(fēi)金屬材料組合(he)起來構成，一般(bān)具有壓緊力小(xiǎo)，密封效果好的(de)特點。

　　⑥纏繞墊圈(quān)。纏繞墊圈是指(zhi)把很薄的金屬(shu)帶和非金屬帶(dài)🈲緊貼在一起、纏(chan)繞形成的墊圈(quān)，這類墊圈具有(you)良好的彈❌性和(he)🙇🏻密封性。

　　墊圈的(de)制作材料主要(yào)包括三大類，即(jí)金屬材料、非金(jin)屬材🌐料🥰和🥰複合(hé)材料。一般來說(shuo)，金屬材料的強(qiáng)度高，耐溫性能(néng)強，常用的金🧑🏾‍🤝‍🧑🏼屬(shu)材料有銅、鋁、鋼(gang)等。非金屬材料(liao)的種類很多，包(bao)括塑料制品、橡(xiang)膠制品、石棉制(zhì)品、麻制品等，這(zhe)些非金屬材料(liao)的使用廣泛，根(gēn)據🚩具體的須要(yào)來選用。複合材(cái)料的種類也很(hěn)多，包括層合闆(pan)、複合闆等，也是(shì)根據具體須要(yao)選用，一般在波(bō)形墊圈和纏繞(rào)墊圈等上面使(shǐ)用的比較多。

液(yè)壓閥

　　動(dong)密封是指不讓(ràng)閥内的介質流(liu)随閥杆運動而(ér)洩漏的密封，這(zhè)是一個相對運(yùn)動流程中的密(mì)封問題，其密封(feng)方⛱️式主要是采(cǎi)用填料函。填料(liào)函的基本形式(shì)有兩種，即壓蓋(gai)式和壓緊螺母(mǔ)式。壓蓋式是目(mù)前使用得較多(duo)的形式，一般從(cóng)壓蓋的形式而(er)言，能夠☂️ 分為組(zǔ)合式和整體式(shi)兩種，每個形式(shi)雖有差别，但是(shì)大部分都包含(han)有壓緊用的螺(luó)栓。壓緊螺母式(shi)一般用于較小(xiǎo)的閥門，由于這(zhe)種形式的尺寸(cùn)較小，因此壓緊(jin)力是受到限制(zhì)的。

　　在填料函内(nei)，由于填料是直(zhi)接與閥杆接觸(chu)的，所有要💛求填(tian)料的密封性好(hao)、摩擦系數小、能(neng)夠适應介質的(de)壓力和溫度、并(bing)且✔️耐腐蝕。目前(qian)比較常用的填(tian)料包括橡膠O型(xíng)圈、聚四氟乙烯(xi)編織盤根、石棉(mian)盤根和塑料成(chéng)型填料等，每個(ge)填料都有其适(shi)應的條件和範(fàn)圍，根據具體的(de)需要來選取。

　　密(mi)封便是防止洩(xiè)漏，那麼閥門密(mi)封性原理也是(shì)從防止洩漏研(yan)究的。造成洩漏(lou)的因素主要有(yǒu)兩個，一個是影(yǐng)響密封性能的(de)最主要的因素(su)，即密封副之間(jiān)存在着間隙，另(ling)一個則是密封(fēng)副的兩側之間(jian)存在着壓差。閥(fa)門密封性原理(lǐ)也是從液體的(de)密封性🙇🏻、氣體的(de)密封性、洩漏通(tong)道的密封原理(lǐ)👨‍❤️‍👨和閥門密封副(fù)等四個方面來(lái)分析的。

　　液體的(de)密封性

　　液體的(de)密封性是通過(guo)液體的粘度和(he)表面張力來進(jìn)🔞行。當閥🌈門洩漏(lòu)的毛細管充滿(man)氣體的時候，表(biao)面張力可能對(dui)液體進行排斥(chì)，或者将液體引(yǐn)進毛細管内。這(zhe)樣就形成了相(xiang)切角。當相切角(jiǎo)小于90°的時候，液(yè)體就會被注入(ru)毛細管内，這樣(yang)就會發生洩漏(lou)。發🌈生洩漏的原(yuan)因在于介質📧的(de)不同性質。用不(bu)同介質做試驗(yan)，在條🈲件✔️相同的(de)情況下，會得到(dào)不同的結果。

　　能(néng)夠用水，用空氣(qì)或用煤油等。而(ér)當相切角大于(yú)90°時，也會發🤟生洩(xie)漏。因為與金屬(shǔ)表面上的油脂(zhī)或蠟質薄膜☔有(you)關系。一旦這❗些(xie)表面的薄膜被(bei)溶解掉，金屬📱表(biao)面的特性就發(fa)生了變化，原🈲來(lái)被排🔱斥的液體(tǐ)，就會侵濕表面(miàn)，發生洩漏。針對(duì)上㊙️述情況，根據(ju)泊松公式，能夠(gòu) 在減少毛細管(guan)直徑和介質粘(zhan)度較大的情況(kuàng)下，來實現防👨‍❤️‍👨止(zhǐ)洩漏或減少洩(xie)漏量的目的。

　　根(gēn)據泊松公式，氣(qi)體的密封性與(yǔ)氣體分子和氣(qi)體的粘性有關(guan)。洩漏與毛細管(guan)的長度和氣體(tǐ)的粘度成反比(bǐ)，與毛細管的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼直(zhi)徑和驅動力成(chéng)正比。當毛細管(guan)的直🌏徑和氣體(ti)分子的平均自(zì)在度相同時，氣(qi)體分子就會✌️以(yi)自由的🔴熱運動(dong)流進毛細管。因(yin)此，當我們在做(zuò)閥門密封試驗(yàn)的時候，介質一(yi)定要用水才能(neng)起到密封的🏃‍♀️作(zuo)用，用空氣即氣(qì)體就不能起到(dào)密封的作用。

　　即(jí)使我們通過塑(su)性變形方式，将(jiang)毛細管直徑降(jiàng)到氣體分子以(yi)下，也仍然不能(neng)阻止氣體的流(liú)動。原因在于氣(qì)體仍然能夠通(tōng)過金屬壁擴散(sàn)。因此我們在做(zuò)氣體試驗時，一(yī)定要比液體試(shì)驗更加的嚴格(ge)。

洩漏通道的密(mì)封原理

　　洩漏通(tōng)道的密封原理(lǐ)

　　閥門密封由散(sàn)布在波形面上(shàng)的不平整度和(he)波峰📱間距離的(de)波紋度構成粗(cū)糙度兩個部分(fèn)組成。在我國大(da)部分的金屬材(cai)💃料彈性應變力(lì)都較低的情況(kuàng)🌂下，如果要達到(dào)密封的❗狀态，就(jiu)需要對金屬材(cái)料的壓縮力提(ti)更高的要求，即(ji)材料的壓縮力(lì)要超過其彈性(xìng)。因此，在進行閥(fá)門設計時，密封(fēng)副結合一定的(de)硬度差來匹💁配(pèi)，在壓力的作用(yòng)下，就會産生一(yī)定程度的塑性(xìng)📱變形密封的效(xiào)果。

　　如果密封表(biao)面都是金屬材(cái)料，那麼表面不(bú)平整的凸出點(dian)就🚶會最早的出(chū)現，在最初隻需(xu)用較小的載荷(hé)就可以👉使這些(xie)不平整的凸出(chū)點産生塑性變(biàn)形。當接觸面增(zeng)大時，表面的不(bú)平整就會變成(chéng)塑性-彈性變形(xíng)。這時處在凹處(chù)的兩面粗糙度(dù)就會存在。需要(yao)施加能使底層(ceng)材料産生嚴重(zhòng)塑性變形的載(zǎi)荷時，并且使得(dé)兩表面接觸緊(jin)密🚶，沿着連續線(xiàn)和環向方向才(cái)能📧使這些尚存(cun)的通徑密合。

　　閥門(men)密封副是閥座(zuo)和關閉件在互(hù)相接觸時進行(hang)關✌️閉的那一部(bù)分。金屬密封面(mian)在使用流程中(zhong)，容易🧑🏾‍🤝‍🧑🏼受到夾入(rù)介質✂️，介質♌腐蝕(shí)，磨損顆粒，氣蝕(shi)和沖刷的損害(hài)的⛷️。比如磨損顆(kē)粒🔞。如果磨損顆(ke)粒比表面的不(bú)🔆平整度小🛀🏻，在密(mì)封面磨合時，其(qí)💰表面精度🔞就會(hui)得到改善，而不(bu)會變壞。相反，則(ze)會使表面精度(dù)變壞。因此在選(xuan)擇磨損⛹🏻‍♀️顆㊙️粒時(shi)，要綜合考🌈慮其(qí)材料，工況，潤滑(hua)性和對密封面(miàn)的腐蝕情況等(děng)因素。

　　如同磨損(sǔn)顆粒一樣，我們(men)在選擇密封件(jian)時，要綜合考慮(lü)影響其性能的(de)各種因素，才能(néng)起到防洩漏的(de)功能。因此，必須(xū)選擇那些抗腐(fu)蝕，抗擦傷和耐(nai)沖刷的材料。否(fou)則，缺少任何一(yi)項要求，就會使(shǐ)其密封性能大(da)大降低。

　　液壓支(zhi)架中各種液壓(yā)閥的使用期限(xiàn)很低，解決的途(tu)徑和辦法是提(tí)高系統的過濾(lü)精度和提高乳(rǔ)化液的質量💞，但(dan)收效不大。經過(guò)研究可知，密封(fēng)技術是提高液(yè)壓支架中液壓(ya)閥使用期限的(de)💛關鍵。

　　液壓閥密(mì)封元件損壞的(de)主要因素是工(gōng)作液中的❗雜質(zhi)，。這🐕些雜質在密(mì)封元件間研磨(mó)，使閥産生洩漏(lou)。因此🐕，國外♌曾提(tí)出相應等級的(de)液壓元件，應采(cai)用相㊙️應精度的(de)過濾💛器。但液壓(ya)支架用閥，工作(zuò)環境十分惡劣(lie)。實踐證明減少(shao)支架液壓❤️系統(tong)液體的污染雜(zá)質，是十分困難(nan)的，有人曾經設(she)想在乳化液泵(beng)站采🏒用高壓過(guò)濾♍器，另外在每(mei)台支架進口處(chu)增加小型過濾(lǜ)器。但🌈在工作中(zhong)迅速被堵塞，形(xíng)成斷流。

　　但實際(ji)上室内型式試(shì)驗與礦井具體(ti)工作中結果相(xiàng)差♋很大。為🚶此，需(xu)要使用新型的(de)、抗污染能力強(qiáng)的、适合于礦井(jing)工🍓作中✊條件的(de)密封副。影響密(mì)封效果的主要(yao)原因是閥芯和(hé)閥座的接觸比(bi)壓、不平度及壓(ya)差。當閥芯與閥(fá)座📱的接合面以(yi)P力壓緊，工作中(zhong)液⭕體分子以F力(li)擠入，密封材💃料(liao)會産生彈❤️性變(bian)形。如果密封副(fu)總抗力大于分(fen)子排斥力，則密(mì)封有效，不然會(hui)形成洩漏。

　　早期(qi)的液壓支架，運(yùn)動副之間沒有(you)其他密封措施(shī)，是金屬直接接(jiē)觸密封，即要求(qiu)密封副接觸平(ping)面吻合，具有較(jiao)高的📱加工精度(dù)，不然必須加大(da)密封副的結合(hé)力，使接觸💛表面(miàn)産生塑性變形(xíng)，堵塞洩漏入口(kǒu)。

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