閥桿填料密封補償的分析與設計

　　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(shí)、工作期間的磨損引起的泄漏問(wèn)題，根據密封原理，對閥桿填料密封和閥桿填料密封補償的形式進(jìn)行研究，提出了連續調整的方法，通過(guò)增加碟形彈簧補償裝置對閥桿填料密封進(jìn)行了補償，給出了碟形彈簧設計計算方法，為閥桿填料密封設計提供一定的參考。

　　1、概述

　　閥門(mén)廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域中，隨著(zhù)工業(yè)技術(shù)進(jìn)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(mén)經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間運行后，容易導致填料磨損，密封環(huán)的壓實(shí)，而引起泄漏，還有可能因環(huán)境溫度和壓力的變化，及彈性不足導致泄漏。介質(zhì)的泄漏不僅會(huì )造成一定的經(jīng)濟損失，而且會(huì )引起環(huán)境污染，甚至會(huì )造成人員傷亡事故。因此，閥門(mén)密封至關(guān)重要，對閥門(mén)閥桿填料密封補償結構的設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填料進(jìn)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(shí)，填料中添加潤滑劑。當潤滑劑被擠出時(shí)，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://likelearn.cn/）認為當軸與填料相對運動(dòng)時(shí)，接觸部位與不接觸部位組成一道不規則的迷宮，起到阻止液流泄漏的作用。

　　常見(jiàn)的閥桿填料密封結構如圖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向外按指數規律增加，介質(zhì)壓緊力由內向外按指數規律減少，可能出現密封填料局部過(guò)度密封，靠近壓蓋的2 ～3 圈填料處徑向壓緊力最大。

圖1 填料密封結構

　　5、結語(yǔ)

　　引起閥門(mén)閥桿處泄漏的因素很多，對于閥門(mén)在長(cháng)時(shí)間運行后所出現的泄漏，采用碟形彈簧補償式結構，能自動(dòng)補償填料磨損，防止過(guò)度預緊或預緊不足，提高填料密封使用的壽命。