通過對常用插板閥工作機(jī)理的分析，提出以定量計算插板閥0形密封圈密封壓緊力和壓縮變形量的方法進(jìn)行插板閥密封聯(lián)結(jié)設(shè)計的新思想，把0形密封圈分解為微小矩形橡膠彈簧的組合，建立物理模型，運用積分的數(shù)學(xué)方法，成功的推導(dǎo)出0形密封圈的剛度計算公式，從而求解其密封壓緊力。最后以武鋼6#高爐DN2800眼鏡型插板閥為計算實例，證實了所提出的設(shè)計思想和設(shè)計方法在該類插板閥的設(shè)計中是行之有效的。

　　引言

　　在鋼鐵工業(yè)中，插板閥的應(yīng)用是相當(dāng)普遍的。按結(jié)構(gòu)型式來區(qū)分，有扇形插板閥和眼鏡型插板閥等多種型式。插板閥的工作原理是在移動或轉(zhuǎn)動的閥板架上設(shè)置兩個閥板通道，其中的一個閥板通道制作成盲板型，而另外一個通道則制作成通孔型。在實際工作時，通過閥板架的橫移或旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使盲板型通道或通孔型通道切換時對準(zhǔn)管路中心來完成插板閥對管路的切斷和接通要求。無論是哪種類型的插板閥，在閥門切斷和接通的作業(yè)中，必然存在以下的動作程序:首先是使插板閥的密封聯(lián)結(jié)脫開，然后進(jìn)行通孔和盲板通道的切換，最后再恢復(fù)密封結(jié)。顯然，插板閥的密封聯(lián)結(jié)，既不屬于靜密封聯(lián)結(jié)，也不屬于動密封聯(lián)結(jié)，它是一種特殊的密封聯(lián)結(jié)型式

　　在插板閥密封聯(lián)結(jié)的設(shè)計中，經(jīng)常需要了解0形密封圈的壓縮變形量，以至于按需要的壓縮變形量來求解其密封壓緊力。換句話說，準(zhǔn)確求解插板閥O形密封圈的密封壓緊力，以使得O形密封圈的壓縮變形量達(dá)到需要的要求，從而確保插板閥密封聯(lián)結(jié)的可靠性，這一點在插板閥的設(shè)計中有著非常大的實用價值。一方面可以防止O形密封圈的密封壓緊力過小而造成插板閥的密封聯(lián)結(jié)失效;另一方面也可以防止因密封壓緊力過大而造成O形密封圈的加速老化。

0形密封圈的密封機(jī)理

　　0形密封圈的密封機(jī)理是怎樣的呢?為了說清這個問題，把O形密封圈與平墊片作一比較，應(yīng)力狀態(tài)如圖l。圖la是平墊片工作時接觸應(yīng)力分布，分布是均勻的，如介質(zhì)內(nèi)壓p‘大于接觸壓力，則泄漏有可能發(fā)生。而O形密封圈的初始接觸壓力是不均勻的(圖lb)，工作時在內(nèi)壓作用一F沿作用力方向移動，并改變其截面形狀，密封面上的接觸壓力也相應(yīng)變化(圖Ic)，其最大值p，將大于介質(zhì)壓力，所以不發(fā)生泄漏。

　　這是0形密封圈用作靜密封的密封機(jī)理。這種借介質(zhì)本身壓力來改變O形密封圈接觸狀態(tài)使之實現(xiàn)密封的過程，稱之為“自封作用”。實踐證明，這種自封作用對防止泄漏是很有效的。目前一個0形密封圈可以封住高達(dá)400MPa的靜壓力而不發(fā)生泄漏。

　　結(jié)束語

　　在武鋼6#高爐DN2800眼睛型插板閥的工程設(shè)計中，利用提出的對插板閥密封聯(lián)結(jié)的設(shè)計思想和分析結(jié)果，實際指導(dǎo)了該插板閥的工程設(shè)計，現(xiàn)在該插板閥作業(yè)狀況良好，這證實了所提出的設(shè)計思想和設(shè)計方法在該類插板閥的設(shè)計中是行之有效的。在設(shè)計插板閥密封聯(lián)結(jié)時推薦:

　　1、在對。形密封圈設(shè)計的時候，應(yīng)選擇合適的線徑、硬度和作業(yè)壓縮比，可參考推導(dǎo)的經(jīng)驗公式(9)求解0形密封圈的剛度和密封壓緊力合理選取安全系數(shù)，既保證插板閥密封聯(lián)結(jié)的可靠性，同時又不至于使O形密封圈作業(yè)時因內(nèi)部應(yīng)力過大過早老化而失去彈性。

　　2、對于圍繞直徑較大的O形密封圈，設(shè)計時應(yīng)將0形密封圈圍繞直徑的取值略小于其安裝溝槽的直徑，控制其拉伸率在3%一5%之內(nèi)。