閥桿填料密封補償?shù)姆治雠c設(shè)計
針對特殊工況的閥桿填料密封中,環(huán)境溫度和壓力的變化、密封環(huán)的壓實、工作期間的磨損引起的泄漏問題,根據(jù)密封原理,對閥桿填料密封和閥桿填料密封補償?shù)男问竭M行研究,提出了連續(xù)調(diào)整的方法,通過增加碟形彈簧補償裝置對閥桿填料密封進行了補償,給出了碟形彈簧設(shè)計計算方法,為閥桿填料密封設(shè)計提供一定的參考。
1、概述
閥門廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中,隨著工業(yè)技術(shù)進步,存在許多高溫和高壓工況,有的具有較強的毒性和腐蝕性,且為易燃易爆的介質(zhì)。閥門經(jīng)過長時間運行后,容易導(dǎo)致填料磨損,密封環(huán)的壓實,而引起泄漏,還有可能因環(huán)境溫度和壓力的變化,及彈性不足導(dǎo)致泄漏。介質(zhì)的泄漏不僅會造成一定的經(jīng)濟損失,而且會引起環(huán)境污染,甚至?xí)斐扇藛T傷亡事故。因此,閥門密封至關(guān)重要,對閥門閥桿填料密封補償結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有十分重大的意義。
2、閥桿填料密封原理分析
填料壓蓋對填料函內(nèi)填料進行軸向壓縮,填料的塑性使其產(chǎn)生徑向壓緊力,并與軸緊密接觸,同時,填料中添加潤滑劑。當(dāng)潤滑劑被擠出時,在接觸面間形成油膜。由于接觸狀態(tài)不均勻,接觸部位出現(xiàn)邊界潤滑狀態(tài),未接觸的凹部形成小油槽,有較厚的油膜。真空技術(shù)網(wǎng)(http://bjjyhsfdc.com/)認(rèn)為當(dāng)軸與填料相對運動時,接觸部位與不接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮,起到阻止液流泄漏的作用。
常見的閥桿填料密封結(jié)構(gòu)如圖1(a) 所示,填料壓蓋對填料施加軸向壓力,由于填料的塑性其產(chǎn)生徑向力,并與閥桿緊密接觸,但這種接觸并不是均勻的。填料徑向壓力的分布與介質(zhì)壓力的分布情況如圖1(b) 所示,從圖中可以看出徑向壓緊力是由內(nèi)向外按指數(shù)規(guī)律增加,介質(zhì)壓緊力由內(nèi)向外按指數(shù)規(guī)律減少,可能出現(xiàn)密封填料局部過度密封,靠近壓蓋的2 ~3 圈填料處徑向壓緊力最大。
圖1 填料密封結(jié)構(gòu)
5、結(jié)語
引起閥門閥桿處泄漏的因素很多,對于閥門在長時間運行后所出現(xiàn)的泄漏,采用碟形彈簧補償式結(jié)構(gòu),能自動補償填料磨損,防止過度預(yù)緊或預(yù)緊不足,提高填料密封使用的壽命。