阀门的密封设计
自密封阀门(word)
自紧密封设计与计算（一）自紧密封原理及密封结构设计按照密封原理，密封可分为两大类，即强制密封和自紧密封。
（1）阀门的强制密封拧紧中法兰螺栓，对密封垫片施加压紧力，预紧的垫片受到压缩，密封面上凹凸不平的微隙被填满。
这样就为阻止介质泄漏形成了初始密封条件——密封面上形成预紧比压。
当介质压力上升和操作阀门时，密封面上的预紧比压下降，垫片回弹，如果垫片具有足够的回弹能力，使密封面上的工作密封比压始终大于介质和操作比压时，则密封面保持良好的密封状态。
可见，强制密封的必要条件是在介质压力和操作力作用下密封面上仍能保持一定的残余压紧力，应强调指出的是：强制密封中介质压力总是驱动于减小预紧密封比压，降低密封性能。
强制密封的典型结构是平垫密封、缠绕垫密封和齿形垫密封等；通常用于低压、中压和中小口径的阀门。
（2）阀门的自紧密封升压前，先旋紧螺栓，使阀盖上升，使阀盖与楔形密封垫之间，以及阀体与楔形密封垫之间形成初始密封条件——密封面上的预紧比压。
当介质压力上升时，阀盖与楔形密封垫以及阀体与楔形密封垫之间的密封比压随压力的增加而逐渐增大。
在自紧密封中，密封面上的工作密封比压由两部分合成：一是与紧密封比压，二是由介质压力形成的比压。
应强调指出的是：自紧密封中介质压力总是趋于增加预紧密封比压，增加密封性能。
介质压力愈高，工作密封比压就愈大，密封性能愈好。
根据这一特点，自紧密封作为高压密封技术，常用于高温高压大口径阀门。
自紧密封中根据介质压力作用在密封垫上的力的方向又可分为：轴向自紧密封和径向自紧密封。
轴向自紧密封有：楔形垫组合密封（伍德密封）、楔形密封、平垫自紧密封、C形圈密封和O形圈密封。
径向自紧密封有：双锥密封、B形环密封、三角垫密封、八角垫（椭圆垫）密封及透镜垫密封。
以上各种自紧密封的结构形式、工作原理、应用范围见表1。
表1 自紧密封结构形式、工作原理及选用表（二）楔形垫组合自紧密封的设计与计算1.楔形垫组合自紧密封的结构设计典型的楔形垫组合密封结构的阀门如图大口径阀门楔形垫的外锥面上有的开有1~2条环形沟槽，楔形垫的几个锥面角度分别为：α=30°-35°，β=5°，γ=5°~10°阀盖和楔形垫之间按线接触密封设计，即阀盖与楔形垫接触部分密封面角度与楔形垫α之间相差1°~2°。
阀门的密封设计资料
阀门的密封设计资料1.密封类型阀门密封设计主要有两种类型，即静密封和动密封。
静密封通常指的是阀门的阀座和阀板之间的密封，动密封则是指阀门的阀杆与阀体之间的密封。
根据实际工作要求和介质特性，确定适用的密封类型。
2.密封材料选择合适的密封材料对于阀门的密封性能至关重要。
常见的密封材料有橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)等。
根据介质的特性和工作条件，选择耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性的密封材料。
3.密封结构密封结构是决定阀门密封性能的关键因素之一、常见的密封结构有填料密封、波纹管密封和金属密封等。
填料密封通常采用填料环或填料包填充在阀杆和阀体之间的间隙，可以实现良好的密封效果。
波纹管密封则利用波形结构的金属管将阀体与阀杆连接，具有较好的抗震动和抗冲击能力。
金属密封适用于高温、高压和腐蚀性介质。
4.密封性能测试阀门的密封性能是保证阀门正常工作的重要指标。
通过密封性能测试，可以评估阀门的密封性能，并进行相应的改进和调整。
常用的密封性能测试方法有气密性测试、气压试验和泄漏测试等。
根据不同的阀门类型和应用场景，选择合适的测试方法进行密封性能测试。
5.密封环境适应性阀门在使用过程中会受到环境因素的影响，如温度变化、振动、腐蚀等。
因此，密封设计需要考虑阀门在不同环境条件下的适应性。
例如，在高温环境下，需要选择耐高温的密封材料和合适的密封结构，以确保阀门正常工作。
6.密封材料选择与匹配密封材料的选择和匹配直接影响阀门的密封性能。
密封材料的选择应考虑介质的特性、工作温度和压力等因素。
在密封材料的匹配上，需要考虑到密封材料与阀门材料之间的相容性，避免出现互不相容的情况，以确保密封性能的稳定和可靠。
7.密封面设计8.密封预紧力控制密封预紧力是保证阀门密封性能的重要因素之一、过低的预紧力容易导致泄漏，过高的预紧力则容易导致阀门操作不灵活。
因此，密封预紧力的控制需要根据具体情况进行调整。
常见的控制方法包括弹簧预紧、气缸预紧和液压预紧等。
阀门的密封设计.精选PPT
优选阀门的密封设计
基本内容
一、闸阀阀座设计 二、闸阀闸板设计
一、闸阀阀座设计
（一）阀座的结构型式
1.整体式阀座 ✓ 阀座是在阀体上直接加工出来的. ✓ 常用结构型式见下表。
一、闸阀阀座设计
（一）阀座的结构型式
2.分离式阀座
✓ 由于结构、尺寸、加工工艺或密封面材料的 限制，不能在阀体上直接加工或堆焊出阀座 时，均可采用分离式阀座。
✓ 应该指出，当介质工作温度超过400℃时， 螺纹固定的座圈应施以密封焊或定位搭焊， 以防热变形引起阀座的泄漏；介质温度超过 560℃，应采用堆焊的整体式阀座。
（二）闸板密封面尺寸的确定 （二）闸板密封面尺寸的确定 （二）阀座密封面尺寸的确定 所谓档宽就是指阀座或闸板两密封面在其中心线上的距离。 闸板密封面宽度 应取得比阀座密封面宽度 闸板与阀体档宽及相应公差的计算 所谓档宽就是指阀座或闸板两密封面在其中心线上的距离。 （二）闸板密封面尺寸的确定 应该指出，当介质工作温度超过400℃时，螺纹固定的座圈应施以密封焊或定位搭焊，以防热变形引起阀座的泄漏； 对于非堆焊密封面，取与阀座内径相等。 除钴铬钨硬质合金密封面宽度不得小于2mm，一般不得小于5mm。 （二）闸板密封面尺寸的确定 阀座是在阀体上直接加工出来的. （二）闸板密封面尺寸的确定 密封面宽度估算（旧的计算方法） API600标准规定的最小磨损 （二）闸板密封面尺寸的确定
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
2.新的计算方法
✓ 根据新的阀门技术标准，闸板的密封面宽度是根据最 小磨损行程来确定，并对其数值做了规定。
✓ 最小磨损行程是指密封面的磨损，使闸板的关闭行程 增加（即关闭最终位置下移）而仍能够保证阀座密封 面与闸板密封面全面积接触得最小距离，它的标准在 相关标准中有规定，要求设计中有所保证，对于楔式 闸阀这个距离是指沿密封面宽度下移的距离。
《阀门的密封设计》课件
阀门是现代工业中非常重要的设备，而它的密封设计对于各种行业都至关重 要。在这个PPT课件中，我们将一步一步地介绍阀门的密封设计。
问题阐述
阀门泄漏
泄漏的阀门会带来不安全因素和环保问题。
使用寿命缩短
阀门泄漏或密封性不佳会缩短阀门的使用寿 命。
性能损失
阀门泄漏或密封性不佳会降低设备的性能。
效果
阀门运行正常，泄漏问题解 决
环境对阀门密封的影响减少， 性能得到恢复
总结
1 密封设计是阀门设计的重要部分
它直接影响到阀门的安全可靠性和性能。
2 密封设计需要结合实际情况
考虑介质、结构和环境等因素来选择材料和工艺。
3 密封设计需要管理和维护
需要定期检查和更换密封件，以保障阀门的正常运行。
维修成本增加
泄漏或损坏的阀门需要更频繁的维护，增加 了成本。
密封设计的重要性
1 保障设备正常运行
可靠的密封设计可以让阀门长期运行而不出现问题。
2 减少维修成本和停机时间
良好的密封设计可以减少阀门的维修次数，减少停机时间和维修成本。
3 确保环保要求得到满足
良好的密封性可以减少对环境造成的负面影响。
常见的阀门密封方式
闸阀
通过与密封面上嵌入的金属垫片的相互作用来实 现密封。
截止阀
通过活塞和密封环的相互作用来实现密封。
球阀
通过球体的旋转来实现密封。
蝶阀
通过圆盘在阀门管道中的旋转来实现密封。
密封设计的基本原理
1
接触式密封
通过密封面Leabharlann 实际接触来实现密封。2非接触式密封
通过一层压力波和密封面之间的空气隙来实现密封。
阀门的密封讲解
阀门的密封讲解阀门在工业领域中起到了关键的作用，其重要性不言而喻。
在阀门的设计和制造过程中，密封是一个至关重要的环节。
本文将就阀门的密封问题进行详细讲解。
一、密封的定义和作用密封是指使两个或多个相对工作部件之间的缝隙不透漏流体，并防止介质在工作压力下泄漏的技术手段。
阀门的密封技术是为了控制流体的流动、调节流量和防止泄漏。
二、密封分类根据阀门的工作原理和密封性能，阀门的密封可以分为以下几类：1. 针型密封针型密封是利用锥形阀芯与相应阀座之间的配合，通过阀芯上的一段锥形区域的与阀座上相应锥形区域的配合来实现自密封。
这种密封形式适用于中小口径、高压和高温的工况。
2. 弹性密封弹性密封是利用弹性材料进行密封，包括O形圈、承插式密封圈和波形密封圈等。
这种密封形式适用于低压和中低温的工况。
3. 金属密封金属密封是利用金属密封副之间的刚性配合来实现密封。
金属密封具有耐高压、耐高温和耐腐蚀等特点，适用于高压和高温的工况。
三、常见密封失效原因及解决方法阀门的密封失效可能导致介质泄漏或无法正常工作，以下是常见的密封失效原因及相应的解决方法：1. 渗漏渗漏是指介质从阀门泄漏出去，主要原因包括密封面不平整、密封面与阀芯不垂直、密封面损坏等。
解决方法包括修复密封面、调整阀芯位置以及更换损坏的密封面。
2. 漏气漏气是指阀门在气体介质中的泄漏现象，可能是因为阀门的密封设计不合理或密封材料老化等原因所致。
解决方法包括优化密封设计、更换密封材料等。
3. 泄露泄露是指阀门在液体介质中的泄漏现象，可能是由于密封面损坏、密封胶老化或介质侵蚀密封部件等原因导致。
解决方法包括更换密封面、更换密封胶或选择耐腐蚀性能更好的材料等。
四、密封测试和检测为了保证阀门的密封性能，需要进行密封测试和检测，常见的测试方法包括：1. 气密性测试气密性测试是指通过在阀门上加压或抽真空，检测阀门在不同压力下的气密性能。
测试方法包括气密性检测仪、气密性校验仪等。
阀门的密封形式(动密封、静密封)
阀门的密封形式（动密封、静密封）密封件在阀门中也是十分关键的部件。
阀门的密封性能是指阀门各密封部位阻止介质泄漏的能力，它是阀门最重要的技术性能指标。
阀门的密封部位有三处：启闭件与阀座两密封面间的接触处；填料与阀杆和填料函的配合处；阀体与阀盖的连接处。
其中前一处的泄漏叫做内漏，也就是通常所说的关不严，它将影响阀门截断介质的能力。
对于截断阀类来说，内漏是不允许的。
后两处的泄漏叫做外漏，即介质从阀内泄漏到阀外。
外漏会造成物料损失，污染环境，严重时还会造成事故。
对于易燃易爆、有毒或有放射的介质，外漏更是不能允许的，因而阀门必须具有可靠的密封性能。
如何解决密封问题不成轻忽，阀门跑、冒、滴、漏现象，尽年夜部门发生这里。
下面我们将计议阀门动密封、静密封问题。
1、动密封阀门动密封，主指阀杆密封。
不让阀内介质随阀杆运动而泄漏，是阀门动密封中心课题。
1）填料函形式阀门动密封，以填料函为主。
填料函基本形式是：（1）压盖式这是用最多形式。
统一形式又能许多细节区分。
例如，从压紧螺栓来说，可分T形螺栓（用于压力≤16千克/平方厘米低压阀门）、双头螺栓和活节螺栓等。
从压盖来说，可分整体式和组合式。
（2）压紧螺母式这类形式，外形尺寸小，但压紧力受限制，只使用于小阀门。
2）填料填料函内，以填料与阀杆直接接触并布满填料函，阻止介质外漏。
对填料有以下要求：（1）密封性好；（2）耐侵蚀；（3）磨擦系数小；（4）顺应介质温度和压力。
经常使用填料有：（1）石棉盘根：石棉盘根，耐温文耐侵蚀性能都很好，但零丁使用时，密封效果欠安，总是浸渍或附加其他材料。
油浸石棉盘根：它基本结构形式有两种，一种是扭制，另外一种是编结。
又可分圆形和方形。
（2）聚四氟乙烯编织盘根：将聚四氟乙烯细带编织为盘根，有极好耐侵蚀性能，又可用于深冷介质。
（3）橡胶O形圈：低压状态下，密封效果优秀。
使用温度受限制，如自然橡胶只能用于60℃。
（4）塑料成型填料：一般做成三件式，也可做成其他外形。
阀门的密封设计范文
阀门的密封设计范文首先，阀门的密封材料选择是密封设计的重要部分。
常见的阀门密封材料有橡胶、金属和填料等。
橡胶材料适用于低压和低温条件下的密封，而金属材料适用于高压和高温条件。
填料密封则是通过在阀门密封部位填充填料来实现密封效果。
密封材料的选择应根据流体介质、工作条件和使用要求进行合理的选择。
其次，阀门的密封结构设计是关键。
常见的阀门密封结构有平面密封、球面密封、锥面密封和螺纹密封等。
平面密封适用于一般流体介质，球面密封适用于高温和高压条件，锥面密封适用于高温和低压条件，螺纹密封适用于特殊要求的环境。
在密封结构设计中，还需要考虑阀座与阀瓣的匹配度和周围环境的影响，以确保良好的密封效果。
第三，阀门的密封面设计是决定密封质量的关键因素。
阀门的密封面设计包括阀门阀杆与填料之间的密封和阀瓣与阀座之间的密封。
阀杆与填料之间的密封通常使用填料密封，填料应选用适当的压缩性、耐磨性和耐腐蚀性的材料。
阀瓣与阀座之间的密封包括点密封和线密封两种形式，点密封通过在阀瓣和阀座接触面上设置多个小点来实现，线密封通过在阀座上设置密封线来实现。
密封面设计应确保密封件与密封面之间的接触质量，以防止泄漏。
另外，对于一些特殊要求的阀门，还需要考虑阀杆密封、填充密封和弹性密封等方面的设计。
阀杆密封主要是通过阀杆与填充之间的填充物来实现密封，填充物应具有一定的耐磨性和耐腐蚀性。
填充密封适用于一些高温和高压条件下的阀门，其密封效果是通过填充物在高温和高压环境下的膨胀来实现的。
弹性密封是一种利用弹性材料的变形来实现密封的方法，常用于蝶阀等应用。
总之，阀门的密封设计是确保阀门正常工作和防止泄漏的关键因素。
在密封设计中，需要根据阀门的工作条件、介质性质和使用要求等因素进行科学合理的选择，以确保阀门具有良好的密封性能。
同时，密封面、密封材料和密封结构也是密封设计的关键要素，需要重点考虑，以确保阀门的密封效果符合要求。
4阀门密封原理及影响密封效果的主要因素
阀门密封原理及影响密封效果的主要因素对阀门密封性能的要求，要防止泄漏角度出发。
根据其泄漏的不同部位和程度，导致阀门的泄漏情况不同，因此，需要提出不同的防漏措施。
一、阀门密封性原理密封就是防止泄漏，那么阀门密封性原理也是从防止泄漏研究的。
造成泄漏的因素主要有两个，一个是影响密封性能的最主要的因素，即密封副之间存在着间隙，另一个则是密封副的两侧之间存在着压差。
阀门密封性原理也是从液体的密封性、气体的密封性、泄漏通道的密封原理和阀门密封副等四个方面来分析的。
1.液体的密封性液体的密封性是通过液体的粘度和表面张力来进行。
当阀门泄漏的毛细管充满气体的时候，表面张力可能对液体进行排斥，或者将液体引进毛细管内。
这样就形成了相切角。
当相切角小于90°的时候，液体就会被注入毛细管内，这样就会发生泄漏。
发生泄漏的原因在于介质的不同性质。
用不同介质做试验，在条件相同的情况下，会得出不同的结果。
可以用水，用空气或用煤油等。
而当相切角大于90°时，也会发生泄漏。
因为与金属表面上的油脂或蜡质薄膜有关系。
一旦这些表面的薄膜被溶解掉，金属表面的特性就发生了变化，原来被排斥的液体，就会侵湿表面，发生泄漏。
针对上述情况，根据泊松公式，可以在减少毛细管直径和介质粘度较大的情况下，来实现防止泄漏或减少泄漏量的目的。
2.气体的密封性根据泊松公式，气体的密封性与气体分子和气体的粘性有关。
泄漏与毛细管的长度和气体的粘度成反比，与毛细管的直径和驱动力成正比。
当毛细管的直径和气体分子的平均自由度相同时，气体分子就会以自由的热运动流进毛细管。
因此，当我们在做阀门密封试验的时候，介质一定要用水才能起到密封的作用，用空气即气体就不能起到密封的作用。
即使我们通过塑性变形方式，将毛细管直径降到气体分子以下，也仍然不能阻止气体的流动。
原因在于气体仍然可以通过金属壁扩散。
所以我们在做气体试验时，一定要比液体试验更加的严格。
3.泄漏通道的密封原理阀门密封由散布在波形面上的不平整度和波峰间距离的波纹度构成粗糙度两个部分组成。
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基本内容
• 一、闸阀阀座设计 • 二、闸阀闸板设计
一、闸阀阀座设计
（一）阀座的结构型式
1.整体式阀座 ✓阀座是在阀体上直接加工出来的. ✓常用结构型式见下表。
一、闸阀阀座设计
（一）阀座的结构型式
2.分离式阀座 ✓由于结构、尺寸、加工工艺或密封面材料
的限制，不能在阀体上直接加工或堆焊出 阀座时，均可采用分离式阀座。 ✓应该指出，当介质工作温度超过400℃时， 螺纹固定的座圈应施以密封焊或定位搭焊， 以防热变形引起阀座的泄漏；介质温度超 过560℃，应采用堆焊的整体式阀座。
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
2.新的计算方法
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
2.新的计算方法
➢ 因此确定的闸板密封面的最小宽度为：
(bM )min bM 最小磨损行程
➢ 表为GB12232，GB12234及 API600标准规定的最小磨损
公称通径 25～50 65～150
余量值。
LB Lk (bM bM ) sin
中心线距离＝
1 2
(bM
bM
பைடு நூலகம்
) cos
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
3.闸板与阀体档宽及相应公差的计算
✓ 对阀座和闸板规定适当的公差范围，以保证他们能够良好 的密封，得到最佳的密封性能，达到设计的最小磨损余量 行程。
✓ 闸板按其公差上限的最大尺寸与阀座按其公差下限的最小 尺寸相结合，阀板上移1mm。
200～300 350～450
500～600
最小磨损余量 2.3 3.3 6.4 9.7 12.7
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
2.新的计算方法
➢ 在设计过程中，考虑到闸板和阀座档宽的加工偏差， 装配的初始位置和关闭的位置可能下移，因而实际确 定的闸板密封面应比计算值在增加一点，而这个值就 决定了闸板和阀座的档宽的装配公差值。
二、闸板设计
（一）闸板的结构型式
二、闸板设计
（一）闸板的结构型式
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
1.密封面宽度估算（旧的计算方法）
✓
闸板密封面宽度 度bM
bM 应取得比阀座密封面宽
大。
(bM bM ) / bM 0.5 : 1.0
✓一般地，取
bM (1.5 : 2.5)bM
✓阀门设计手b册M 上 为(1.：5 : 2.0)bM
• 公称压力PN1.6～16MPa，公称通径DN50～500mm的球墨铸铁和 铸钢闸阀；公称压力PN4.0～16MPa，公称通径DN15～40mm的锻 钢闸阀，阀体密封面间距和楔角尺寸见下表和下图。
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
3.闸板与阀体档宽及相应公差的计算
➢ 正确设计，应使在闸板的理论关闭位置时闸板密 封面边缘（最低点）与阀座面封面下缘重合。
一、闸阀阀座设计
（二）阀座密封面尺寸的确定
阀座密封面内径的确定 ✓对于堆焊的密封，一般比阀座内径大4～5mm； ✓对于非堆焊密封面，取与阀座内径相等。
阀座密封面的宽度bM的确定
➢阀座密封面的宽度一般取公称通径的1/20～1/50。 ➢除钴铬钨硬质合金密封面宽度不得小于2mm，一 般不得小于5mm。
(bM )min bM 最小磨损行程 bM (bM )min
bM bM 最小磨损行程 DM N DMN (bM bM )
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
3.闸板与阀体档宽及相应公差的计算
• 所谓档宽就是指阀座或闸板两密封面在其中心线上的 距离。
• 对于楔式闸阀，其阀座的档宽LＫ已经标准化，可以由 阀门的公称通径DN，公称压力PN可以直接查到。
✓课本上为：
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
2.新的计算方法
✓ 根据新的阀门技术标准，闸板的密封面宽度是根据最小 磨损行程来确定，并对其数值做了规定。
✓ 最小磨损行程是指密封面的磨损，使闸板的关闭行程增 加（即关闭最终位置下移）而仍能够保证阀座密封面与 闸板密封面全面积接触得最小距离，它的标准在相关标 准中有规定，要求设计中有所保证，对于楔式闸阀这个 距离是指沿密封面宽度下移的距离。
✓ 闸板按其公差下限的最小尺寸与阀座按其公差上限的最大 尺寸相结合，闸板将比理想位置下移，但仍能保证其最小 磨损行程。
二、闸板设计
（二）闸板密封面尺寸的确定
3.闸板与阀体档宽及相应公差的计算 例：bM=6mm,试确定LB的上下偏差。已知对
应LK为60mm,偏差为0.20，半楔角为5度。