蝶阀密封的探讨

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)http://www.sojiaren.com/ 作者:唐丽君

一、密封理论

  密封的功能是防止泄漏。造成泄漏的原因有两方面:一是密封面上有间隙;二是密封两侧有压力差。消除或减小任一因素都可以阻止或减少泄漏。但就一般设备而言,消除间隙是防止泄漏的主要途径。

  1.填料密封机理

  填料装入填料腔内,经压盖对其做轴向压缩,当轴与填料有相对运动时,由于填料的塑性,使其产生径向力,并与轴紧密接触。与此同时填料中浸渍的润滑剂被挤出,在接触面间形成油膜。由于接触状态并不是十分均匀,接触部位便出现“边界润滑”状态,称之为“轴承效应”,而未接触的凹部形成小油槽,有较厚的油膜,接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫,起阻止泄漏的作用,此称为“迷宫效应”。这就是填料的机理。显然良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”,也就是说要维持良好的润滑和适当的压紧。若润滑不良,或压得过紧都会使油膜中断,造成填料和轴之间干摩擦,最后导致烧轴或出现严重磨损。

  为此,需要经常对填料的压紧程度进行调整,以便填料中的润滑剂在运行一段时间后流失,同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛,显然,这样经常挤压填料,最终将使浸渍剂枯竭,所以定期更换填料是必要的。此外为了维持液膜和带走摩擦热,有意让填料处有少量泄漏是必要的。一般转轴用填料密封允许泄漏量可参照表1。

蝶阀密封的探讨

  2.填料尺寸计算

  填料尺寸可按下列公式计算:

S=(D-d)/2=(1.4~2)d1/2

  式中D——填料箱内壁直径,单位为mm;

  d——轴径,单位为mm。

  经上面公式计算后,进行圆整,然后选择合适的填料。可参照表2。

蝶阀密封的探讨

  3.柔性石墨填料

  柔性石墨填料是将天然石墨中的杂质去除,通过氧化处理,使石墨层间膨胀,从而得到柔性石墨的母材——膨胀石墨粒子。其膨胀后体积可达到原石墨体积的80~200倍,然后加工成方形填料。为了便于安装,填料可开方形切口(与轴成45°),相邻间的切口要错开。轴的表面粗糙度Ra=6.3~3.2μm,对于泵轴的密封,最好低于1.6μm,以免引起填料在工作过程中的过热磨损,填料的总长度为轴径的1.0~1.5倍。安装填料圈应为松动滑动配合,以手感舒适为宜,不宜过紧。最好在配合面上涂上一层润滑油。起动前压盖不宜压的太紧,起动后再慢慢调整压盖螺栓至“不漏”或“微漏”即可。

  4.填料的合理装填与使用

  1)清洁填料内腔,检查表面是否有划伤毛刺现象。

  2)用百分表检查轴在密封部位的径向圆跳动量,其公差应在允许范围内。

  3)填料腔内应涂填料剂或与介质相适应的润滑剂。

  4)对成卷包装的填料,使用时应先取一根与轴径同尺寸的木棒,将其缠绕在上面,再用刀切断,切口可以是平的,但最好成45°斜面。

  5)填料应逐根填装,不可一次装填几根。当填料根数为4~8根时,装填时应使接口相互错开90°;两根填料错开180°;3~6根错开120°,以防通过切口泄漏。

  6)最后一根装完后,应用压盖压紧,但压力不宜过大。同时转动主轴,使装配后的压紧力趋于抛物线分布。然后略微松动一下压盖,装填即算完毕。

  7)进行运转试验,以检查是否达到密封要求和验证发热程度。若不能密封,可将填料压紧一些;若发热过大,将它放松一些。

  8)应经常检查泄漏情况,如发现泄漏超过允许值时,应及时压紧调整。

  9)轴的磨损、弯曲、偏心是造成泄漏的主要原因。应定期检查轴承的使用情况,并尽可能将填料装在轴承不远处,轴的允许径向圆跳动量最好在 以下。

  10)软硬不同的填料使用时会有良好的效果,但装填时硬填料应在深部,软填料应在压盖附近。

  11)填料应定期更新。拆装时应注意不得划伤填料箱内壁和轴的表面。

  12)当填料与填料腔尺寸不符时,严禁用锤子把填料敲扁。

二、实际应用

  1.事实分析

  生产实践中,经常出现蝶阀轴头泄漏的情况。无论填料的形式和结构有多大区别,都可以归结为以下几点原因:

  1)轴及填料箱内腔的表面粗糙度没有达到图样要求。

  2)填料本身允许有一定的泄漏量(参照上述密封理论)。

  3)填料箱内腔和轴表面所涂润滑剂不均匀。

  4)装填时敲击使填料变形。

  5)装填顺序有问题,不符合软填料在压盖附近,硬填料在深部的要求。但如果采用艾志厂家所提供的装填方法,最外圈填料的作用应为抗磨损作用,那么软填料应适当的再增加1~2圈。

  2.解决方案

  根据以上分析的原因,下面提出几种解决方案,并通过试验手段验证最佳方案。

  (1)方案一仍旧采用原来的结构形式,但需要提高关联件的表面粗糙度,要求将轴及填料箱的表面粗糙度都提高到3.2μm以上,另在理论计算的基础上,适当增加填料的圈数。填料装填时,严格按照正确的装填方法进行装填,如图1所示。

蝶阀密封的探讨

  (2)方案二若方案一不能达到密封,或者很难达到密封,可在填料的最外层加一合适尺寸的橡胶圈,试验密封效果,如图2所示。

蝶阀密封的探讨

  (3)方案三采用双层密封,如图3所示,并采用图示装置进行试验,图中填料1可采用普通填料,可以随时更换,填料2采用优质填料,装填好后尽量不更换,并通过计算,选择合理调整垫片将填料2压好。

蝶阀密封的探讨

三、结论

  蝶形阀门的轴端密封不仅形式取决于密封材料的选择,更在于它的加工和组装调整精度。

参考文献

  [1]成大先.机械设计手册[M].4版.北京:化学工业出版社,2002.

  蝶阀密封的探讨为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/valve/butterfly-valve/093996.html

  与 蝶阀 相关的文章请阅读:

  蝶阀http://www.chvacuum.com/valve/butterfly-valve/