闸阀填料密封的原理和压紧力

闸阀填料密封的原理和压紧力

填料密封是将填料装填在阀杆与填料函之间，防止介质向外渗漏的一种动密封结构。

一、结构分类

闸阀填料密封按填料密封结构分，有压盖式，O行密封圈，波纹管式等；按填料函内部结构可分为一般式，分流环式，内紧式等；按使用填料材料分有非金属填料，金属填料和复合填料。

闸阀中，使用最多的是压缩填料，它是按不同的填料，将各种密封材料组合制成绳状，环状密封件。近年来出现了一种柔性石墨填料和膨胀聚四氟乙烯填料，它具有非常优异的密封性能，越来越多地营业在闸阀的填料密封中。

二、填料的安装形式

填料的记住安装形式

1、浸油石棉填料是浸油石棉填料填装形式，为了压紧填料而不使油渗出，并提高使用效果，第一圈和最后一圈应安装石棉绳填料。

2、柔性石棉填料是柔性石棉填料填装形式。柔性石墨填料的质地较软，刚度很小。为了防止介质直接冲刷石墨填料和防止因压紧填料的预紧力将石墨填料挤出填料函，第一圈一般装填编织柔性石墨填料；为了避免柔性石墨与空气接触，防止压盖损坏石墨填料，最好一圈也是编织柔性石墨填料。柔性石墨的密封性能十分优良，一般天3到4全就猪狗了，如果填料函较深，为了节省石墨填料，可填充其他填料或金属圈。

3、高温用填料是适应高温填料下的填料填装形式，介质温度在350摄氏度以下时，填料前三圈装石棉填料，第四圈装铝填料；350摄氏度以上时，前四圈装填石棉填料，第五圈装铝填料，以后交叉装填，最好装填石棉填料。

4、V形自密封填料是V形自密封填料组合形成。下填料安放在填料函的地步，中填料安放在中间，约2到4全，上填料安放在上部，有上填料上门还装有金属垫圈。

5、带有分流环填料是安装有隔环填料函安装形式，这种形式用于高温高压，强酸介质的重要填料函，隔环上下的填料视介质的性质而定。

填料的安装还有其他的形式，随着新材料，新技术的不断开发，填料的组合形式也不断更新，介质的参数越来越高，特殊的填料也慢慢地有了。有的闸阀分别设置上，下填料函，下填料函设在阀盖的下部，填料靠自紧机构压紧，这种形式常用在深冷，强腐蚀介质的重要场合。

三、闸阀密封的原理

闸阀填料原理有轴承和迷宫两种效应。

1、轴承效应原理是由于压盖施加在填料上的载荷，使填料产生塑料和弹性变形，在做轴向压缩的同时，也产生径向力，与阀杆及填料函孔紧密结合。当阀杆与填料做相对运动时，由于填料的自润滑作用或产生的油膜，使填料与阀杆直接边界保持润滑状态，延迟填料与阀杆的磨损，较长期的保持紧密结构，阻止介质渗漏。

2、迷宫效应原理是填料与阀杆相接触有一定的深度，由于制造误差的存在，在阀杆运动时，不可避免的在填料与阀杆之间产生微小，不规则的运动间隙，使填料与阀杆的接触长度上形成迷宫现象，起着节流和防止介质泄漏的作用，这种作用称为迷宫效应。填料在阀杆运动中，依靠它的可塑性和回弹性，填补运动间隙，使填料保持与阀杆的紧密贴合，维持迷宫效应。

轴承效应和迷宫效应是填料维持密封的原理。这两种效应使密封良好，不发生泄漏。因此，填料密封必须有良好的润滑和适当的压紧载荷。

四、闸阀压盖压紧力的确定

压盖的压紧力与介质压力和其他因素有关，注意是介质压力，压紧力与介质压力成正比例关系。保持密封填料压紧力的计算方法有很多种。填料高度一般与介质压力成正比，压力高所用的填料圈数多些。因此，认为填料越多越好是不正确的。在实际应用中，填料圈数过多，由于填料摩擦力，压紧填料的力不易传到下部填料，填料函中下面的几圈填料因压紧力不够，而不能很好的密封，反而增加了填料对阀杆的摩擦力，致使操作力矩增大。