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截止閥的四種密封原理之錐面密封

2022/8/20 16:26:12??????點(diǎn)擊:

   根據(jù)截止閥密封副的材料不同,截止閥可使用金屬密封和非金屬密封。使用金屬密封及非金屬陶瓷密封時(shí),不但需要密封比壓高,而且需要四周均勻,以達(dá)到所需的密封性。根據(jù)以上要求,密封副的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有多種,其密封原理及密封力計(jì)算也不盡相同。

本篇我們介紹四種密封原理之二:錐面密封
  錐面密封是把密封面做成錐形,使接觸面變窄,這種密封在一定的密封力作用下,其密封比壓大大增加,更容易實(shí)現(xiàn)密封,與平面密封結(jié)構(gòu)相比較,所施加的密封力較小。由于密封面狹窄,關(guān)閉時(shí)不易使閥瓣正確地壓向閥座面,為了提高密封性能,必須對(duì)閥瓣進(jìn)行導(dǎo)向。閥瓣在閥體中導(dǎo)向時(shí),閥瓣受到流體的側(cè)向推力由閥體承受,而不是由閥桿來(lái)承受,這就進(jìn)一步增強(qiáng)了密封性能和填料密封的可靠性。錐形閥瓣用于大口徑閥門(mén)時(shí),因?yàn)楣艿缿?yīng)力的作用,使閥座孔的圓度產(chǎn)生一定的變形量,不容易實(shí)現(xiàn)密封。

  另一方面,錐形密封是在兩密封面有摩擦的情況下吻合,所以密封材料必須能耐擦傷。錐面密封和平面密封相比,受固體顆粒和介質(zhì)沉淀物的損傷相對(duì)較小,但也不宜在含有固體顆粒和介質(zhì)沉淀物的介質(zhì)中使用。其密封原理是當(dāng)介質(zhì)從閥瓣下方流入時(shí),所施加的密封力必須等于或略大于密封面上所產(chǎn)生的必需比壓和介質(zhì)向上的作用力之和(見(jiàn)下圖)。

截止閥錐面密封

式中 QMZ——施加于密封面上的總作用力,N;

  QMF——密封面上的密封力,N;

  QMJ——密封面上的介質(zhì)作用力,N;

  DMW——密封面外徑,mm;

  DMN——密封面內(nèi)徑,mm;

  fM——密封面摩擦因數(shù);

  α——密封面錐半角,(°);

  qMF——密封面必需比壓,MPa;

  bM——密封面寬度,mm;

  p——計(jì)算壓力,通常取公稱(chēng)壓力,MPa。

  當(dāng)介質(zhì)從閥瓣上方流入時(shí),所施加的密封力等于或大于密封面上所產(chǎn)生的必需比壓和介質(zhì)的作用力之差。

  為了改善錐形密封的強(qiáng)度而又不致?tīng)奚涿芊鈶?yīng)力,把密封面錐半角做成15°,這就提供了較寬的密封面,使閥瓣能更容易地與閥座吻合。為了達(dá)到較高的密封應(yīng)力,閥座密封面開(kāi)始與閥瓣接觸部分較窄,約3mm,其余留有的錐度部分可稍長(zhǎng)些。當(dāng)密封負(fù)荷增大時(shí),閥瓣滑入閥座的程度加深,因而增加了密封面寬度。這種密封面的設(shè)計(jì)不像窄密封面那樣容易受沖蝕損壞。此外,由于錐形面較長(zhǎng),使閥門(mén)的節(jié)流特性得到改善。

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