超高压截止阀阀杆轴向密封力的分析


超高压截止阀在不同密封型式下轴向力的计算及其确定并加以论证,分析了超高压截止阀的密封机理和密封面加工精度对截止阀轴向力的影响以及密封副材料的选用。   
一、概述:超高压截止阀密封副材料通常为金属对金属,为了使截止阀关闭时密封严密,必须提高密封面的加工精度和粗糙度等级,并且对密封面施加非常大的轴向密封力。然而,轴向密封力并非越大越好。
有一种观点认为超高压截止阀( ≥300MPa)应为塑性法密封,且大都采用锥面线性密封。所谓塑性法密封,就是密封面的密封比压等于密封副软材料的屈服极限,使结合面紧密接触,利用软材料的塑变而堵塞硬件表面的不平处,形成近似理想平面,并产生等于软材料屈服极限的反力而保持密封。    。
二、轴向力分析:阀杆轴向力主要取决于密封面的总作用力,阀门设计中确定密封面总作用力的关键参数是密封比压。但是在超高压截止阀的锥面线密封情况下,其轴向力Q在无介质压力关闭时所产生的密封比压q是否可以大于密封副软材料的屈服极限δs,在有介质压力关闭时的密封比压q是否一定等于δs,本文将讨论q的合适值。   
三、密封面粗糙度对轴向力的影响:根据只有当密封表面间的间隙小于介质分子直径时,才能保证介质不渗漏的观点,可以认为,防止流体渗漏的间隙值必须小至0.003μm。
但是,即使经过精研, 金属表面上的凸峰高度仍然超过0.05μm,要达到理想平面,就必须对接触面施加一定的力,这个力的大小与密封副软材料的σs 及密封面的粗糙度有关。    当密封面上的比压q < 40MPa时,密封面的质量起着决定作用。例如在q = 65MPa时,随着粗糙度等级的越来越高,渗透量迅速减小,也就是说在q< 40MPa时,在同样一个渗漏量等级,粗糙度愈高所需要的q愈小,其轴向力越小。
    对于σs > 900MPa 密封副材料,在用于300MPa等级的超高压阀时,除了从线弹性断裂力学观点出发, [σ]从强度要求考虑, Ra 0.05μm以上,还要从密封机理上考虑。因此,对于σs 为900MPa的超高压截止阀用密封副,其密封面粗糙度必须在Ra 0.05μm以上。
而对于经HIP处理的WC硬质合金密封副来说,由于其性质较脆,要增大密封面上的比压来压缩密封面上的波峰,就会使轴向力增加很大,而且会使密封副产生断裂,因此,其密封面上粗糙度必须高于Ra 0105μm。只有在这个范围内,才能使用式的轴向力计算式。


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无脉动,无搅拌,不受剪切和挤压,适合输送敏感性介质,能输送高浓度、高粘度、高磨蚀性介质。能输送含纤维,含固体颗粒的介质,螺杆泵转子主要是由固定在泵体中的衬套以及安插在泵缸中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相啮合的螺杆在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔,造成吸排口之间的密封。
  螺杆泵应在吸排停止阀全开的情况下起动,以防过载或吸空。
螺杆泵虽然具有干吸能力,但是必须防止干转,以免擦伤工作表面。
假如泵需要在油温很低或粘度很高的情况下起动,应在吸排阀和旁通阀全开的情况下起动,让泵起动时的负荷最低,直到原动机达到额定转速时,再将旁通阀逐渐关闭。  螺杆泵转子工作时,两端分别作用着液体的吸排压力,因此对螺杆要产生轴向推力。
对于压差小于10千克力/cm2的小型泵,可以采用止推轴承。
此外,还通过主动螺杆的中央油孔将高压油引入各螺杆轴套的底部,从而在螺杆下端产生一个与轴向推力方向相反的平衡推力。螺杆泵转子和其它容积泵一样,当泵的排出口完全封闭时,泵内的压力就会上升到使泵损坏或使电动机过载的危险程度。
所以,在泵的吸排口处,就必须设置安全阀。螺杆泵转子的轴封,通常采用机械轴封,并可根据工作压力的高低采取不同的形式。


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单级悬臂式离心泵泵体的拆卸。拆下泵体的基座螺栓及后盖的禁固螺栓,即可拆下泵体。
泵体基座位于离心泵最下方靠近连轴器一侧,它与机座上的螺孔连接,容易生锈,因而在拆卸的时候要先把螺栓除锈以方便地角螺栓的拆卸。  单级悬臂式离心泵的泵盖拆卸。泵盖紧固螺栓位于泵体与泵盖连接处,将泵盖的螺栓拆除后,即可将泵盖从泵体上拆下,由于泵盖和泵体连接体之间很紧,长时间的使用会令其出现锈蚀现象,使泵体的拆卸十分的困难,这时候可对称均匀地拧紧泵盖上的两个顶丝,使泵盖退出,若泵盖上没有顶丝,可用手锤敲击同心螺丝刀,使螺丝刀上的刀口部分进入密封垫,将泵体和泵盖分离开,但这种方法一般不采用,会在泵体和泵盖结合面造成损伤磨损。
  单级悬臂式离心泵的叶轮及泵盖的拆卸。拆卸,拆卸叶轮的时候,用专用扳手卡住叶轮前端的轴头螺母,把叶轮螺母拆下,并用双手将叶轮从泵轴上拉出,然后把填料压盖的压紧螺母松开,以避免增加拆下泵盖时增加滑动阻力。最后,拆开连接泵体与泵盖的双头螺栓,用手锤沿着四周敲击泵盖,将其取下。


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