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关于阀门密封技术研究与展望

摘要：阀门是一种应用十分广泛的机械零件，在现代生产和生活中的作用越来越显著，无论是高端的科技领域还是日常的普通生活都离不开它。正是因为阀门应用的广泛性，使得阀门的种类非常多，结构也不尽相同，这样也给阀门的维护保养带来一定的问题。阀门的种类虽然繁多，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。要保证阀门能够良好的截断介质流，不发生泄漏，就要保证阀门的密封完好。而造成阀门泄漏的原因很多，包括结构设计上的不合理、密封接触面有缺陷、紧固零件发生松动、阀体与阀盖间的配合不紧密等等，所有这些问题都可能导致阀门密封不好，从而产生泄漏问题。所以，阀门密封技术是关系到阀门性能和质量的一项重要技术，需要进行系统深入的研究。
关键词：阀门密封技术；研究；展望
一、阀门的分类和结构
阀门的种类繁多，划分起来不是那么容易，既可以按照原理划分，也可以按照作用来划分，还可以按照结构来划分，甚至可以结合起来进行划分，不管哪种划分方法，都改变不了阀门的用途。目前国际上常用的分类方法是将阀门划分为这些种类，即闸阀、球阀、碟阀、截止阀、安全阀、减压阀、节流阀、旋塞阀、调节阀等。在这些阀门中，闸阀、球阀、碟阀、截止阀就属于截断阀的种类，主要用于连通或者截断介质流；而减压阀、节流阀、调节阀就属于调节阀的种类，主要用于调节介质流的流量、温度和压力等；而安全阀主要用于超压的安全保护。
除了上述这些分类之外，还可以按照工作压力进行分类，此时可以分为真空阀、低压阀、中压阀、高压阀和超高压阀等；如果按照介质的工作温度进行分类，则可以划分为高温阀、中温阀、常温阀、低温阀和超低温阀；另外，如果按照阀体的材料进行分类的话，则可以划分为金属材料阀门、非金属材料阀门、金属阀体衬里阀门。
阀门的种类虽然繁多，但是基本结构却差不多，大致上都可以由阀体、阀芯和阀座组成。这里以最常用的调节阀为例，分析阀门的结构组成。在调节阀的基本阀体结构中，可以有直通式、角型结构和Z型结构三种类型；而在基本阀芯结构中，则有抛物面结构、笼式结构和V型坡口三种类型；在基本阀座结构中，则有堆焊式阀座、旋入式阀座、焊接式阀座和嵌入式阀座四种类型。这些不同的基本结构组合在一起就构成了种类繁多的阀门结构。阀门的基本结构，见表1。
表1阀门的基本结构组成
二、影响阀门密封的主要因素
公认的衡量良好阀门的一种标准就是密封性能，密封对于阀门的作用至关重要。我们想知道，阀门密封性能受到哪些因素的影响？下面介绍其中。第一密封面质量，这对阀门密封性能起着一定决定性影响；第二密封面比压一定要合适，过小的密封面比压会产生泄漏，但过大的密封面比压又会毁坏阀门；第三，温度，其变化影响零件的尺寸、密封副的松弛度、气体的粘度（温度与气体粘度成正向变化）；第四，粘度，对流体的渗透产生影响，粘度与流体的渗透能力成反向变化；第五，表面的亲水性，它是指去除金属表面产生的薄膜（这层薄膜会使亲水性遭到破坏，流体阻塞不通）；第六，阀门关闭件的刚性，这种刚性是相对的，其实它还是具有一定的弹性作用。正因为这种弹性力，使得在一定压力时，它的外形会有所不同，也使得密封面之间力的改变。阀门制造时最好用较低刚性的密封面，使其变形弹性更大些。
三、关于阀门密封技术的研究
在阀门密封技术的长远发展中，阀门密封技术逐渐分为两类，在静止的截面之间进行的静密封以及不让阀内的介质随阀杆运动而泄漏的动密封。
1、静密封
静密封，顾名思义，进行密封的两个截面之间是静止的，其密封效果主要是通过各种各样的垫圈来达到的。
垫圈材料丰富多样。其一非金属材料，牛皮之类可能会渗透，一般使用还要涂上防渗透材料，正常采用较少；石棉和塑胶的使用相对来说比较普遍，市面上的有耐温耐压较好的石棉橡胶板，塑胶的耐腐蚀性比较强；橡胶耐油耐。其二强度高、耐温强的金属材料。其三复合材料，其种类很多，有层合板、复合板等几种，根据实际情况选用，使用较多的是波形及缠绕垫圈等。
2、动密封
动密封，是相对于静密封来说的，阀内的介质在阀杆相对运动过程时进行的密封行动。其密封效果主要是通过使用填料函。填料函有许多形式，其中基本形式有压盖式和压螺母式两种。第一种，最常见的是压盖式，再往下从压紧螺栓可细分为双头螺栓及活节螺栓等，从压盖可细分为整体式以及组合式。第二种，外形小巧的压紧螺母式，其也是用于较小的阀门，压紧力受到限制。为了阻止介质外漏，填料必须要达到一定要求。例如不易腐蚀、密封性好、适应温度和压力变化、摩擦小等。不同种类的填料具有各自的性质特点、优点、适用范围，市面上的填料有石棉盘根、聚四氟乙烯编织盘根、塑料成型填料等。
四、阀门密封技术的展望
随着科技的不断发展，对阀门的要求也越来越高，因此阀门密封技术也在不断发展，新的密封材料和技术也在不断出现。主要体现在以下几个方面：
1、生料密封
何谓生料？就是高分子有机化合物在烧结成制品之前的材料。生料具有质地柔软的特性，可以产生单分子膜效应。生料在使用时可以自由成形，并且只要一有压力，就会形成一个均匀的环形膜，这个环形膜起到了密封作用。生料使用起来十分方便，可以做成一定的形状，更换容易，密封效果良好。
2、液体密封
液体密封是指利用液态密封胶来实现阀门密封的一种密封技术，它一般用于静密封。在液体密封中，主要利用了液态密封胶的单分子膜效应，使其在适当压力下像垫圈一样地起作用。
3、波纹管密封
波纹管密封是指利用波纹管实现阀门密封的一种密封技术，它一般用于动密封。在波纹管密封中，波纹管的两端通常与别的零件固定在一起，因此当阀杆运动时，波纹管会产生伸缩，只要波纹管自身保持完好，介质就不会发生泄漏，从而就可以实现阀门的密封。这种阀门密封技术主要应用于化学工业和原子能工业上面，针对无法使用填料密封的场合。
结束语
阀门安全问题具有至关重要的作用，阀门密封技术应要适应环境不断革新，为国民生命财产安全提供保障。希望通过本文的论述为中国阀门密封技术研究者提供理论指引，更好地促进新材料与新技术在这方面的运用。
参考文献
[1]许紫洋、黄永锋.阀门密封技术的研究现状和展望[J].企业技术开发,2016
[2]彭洁林、朱华炳、邝先进.阀门密封的研究现状综述[J].机械制造与自动化,2018
[3]陈泉,郑中甫,李志翔.阀杆密封泄漏原因及解决方法[J].阀门,2006,(5).
[4]韩斐,宋笔锋,喻天翔,等.阀门可靠性技术研究现状和展望[J].机床与液压,2008,(9).
[5]彭旭东,王玉明,黄兴,等.密封技术的现状与发挥趋势[J].液压气动与密封,2009,(4).

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