自力式減壓閥靜壓密封

                        上海申弘閥門有限公司

之前介紹黃銅帶表消聲減壓閥使用注意事項，現(xiàn)在介紹自力式減壓閥靜壓密封作為液壓系統(tǒng)中的重要元件， 減壓閥的作用是使出口壓力低于進口壓力，保持出口壓力穩(wěn)定，不受入口壓力和流量的影響；一旦發(fā)生泄漏，不僅影響生產(chǎn)的正常進行，還造成液壓油的損失，污染環(huán)境；在船用液壓系統(tǒng)中，減壓閥作為主要控制元件，其密封的重要性更是不言而喻的。一種自力式調(diào)壓閥屬于減壓閥,尤其涉及一種用于氧氣減壓和穩(wěn)壓的自力式調(diào)壓閥。特點是所述閥芯上設(shè)呈倒凸形的減壓閥口與閥套的矩形減壓閥口相對應(yīng),其閥口的中心軸線與閥套矩形減壓閥口中心軸線在同一直線上,倒凸形減壓閥口上部倒角為R5-R10,利于小流量向大在減壓閥的運行過程中， 發(fā)現(xiàn)減壓閥的壓力調(diào)節(jié)腔內(nèi)部油液在連接套和閥體的連接處有外滲現(xiàn)象；在對減壓閥拆開維修過程中， 發(fā)現(xiàn)連接套的連接螺紋上有凝固的緊固膠形成凹凸面，而且O型圈已經(jīng)變形，形成泄漏通道，嚴重影響了連接套和閥體之間的密封性。

1、密封問題的分析
經(jīng)過和相關(guān)專家共同分析后發(fā)現(xiàn)， 該減壓閥的連接套和閥體之間的密封主要是依靠連接套和閥體內(nèi)壁之間的O型圈進行周向密封（見圖1），該密封一旦實效，其外泄漏是不可避免的。對泄漏部位拆卸進行檢查并分析后， 認為連接套和閥體之間的密封存在以下問題。
ZZY型自力式壓力調(diào)節(jié)閥無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動力源引入執(zhí)行機構(gòu)控制閥芯位置，改變兩端的壓差和流量，使閥前（或閥后）壓力穩(wěn)定。具有動作靈敏，密封性好，壓力設(shè)定點波動力小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于氣體、液體及蒸汽介質(zhì)減壓穩(wěn)壓或泄壓穩(wěn)壓的自動控制。本系列產(chǎn)品有單座（ZZYP）、套筒（ZZYM）、雙（ZZYN）、三種結(jié)構(gòu)；執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式、活塞式二種；作用型式有減壓用閥后壓力調(diào)節(jié)(B型)和泄壓用閥前壓力調(diào)節(jié)（K型）。產(chǎn)品公稱壓力等級有PN16、40、64；閥體口徑范圍DN20～300；泄漏量等級有II級、IV級和VI級三檔；流量特性為快開；壓力分段調(diào)節(jié)從15～2500Kpa。可按需要組合滿足用戶工況要求。
自力式減壓閥靜壓密封連接套和閥體之間的密封結(jié)構(gòu)

圖1 減壓閥連接套和閥體之間的密封結(jié)構(gòu)

(1) 閥體密封面不密封。由于減壓閥的連接套和閥體之間主要依靠螺紋連接；為了防止螺紋松動，在減壓閥組裝時，在連接套外螺紋上涂抹緊固膠，緊固膠溢流到O型圈的環(huán)密封面上， 緊固膠凝固后在密封面上形成了凹凸不平的表面，形成泄漏通道，使O 形圈內(nèi)外密封不嚴，為油液的滲漏留下了隱患（見圖2）。

密封面凹凸不平

圖2 減壓閥密封面凹凸不平

(2) O型圈壓縮量偏低，造成O形圈密封失效。目前，連接套和閥體之間的O型圈的規(guī)格為φ31.47mm×φ1.78mm， 密封槽深度為1.6mm，O型圈的壓縮率為10.1％，遠低于正常理論靜密封壓縮率15％～30％，不能對密封面進行有效密封，從而造成密封失效。

(3) 密封形式本身的缺陷。減壓閥連接套和閥體之間的密封*依靠O型圈的周向壓縮在周向進行密封，雖然該密封形式應(yīng)用普遍，但是對裝配操作要求嚴格。在裝配時， 需要O型圈和周向密封面保持垂直狀態(tài)， 否則，O型圈在周向方向容易變?yōu)闄E圓形， 導(dǎo)致O型圈和密封面不能有效接觸，終密封失效。對O型圈檢查后，發(fā)現(xiàn)O型圈的外圓周有劃痕，形成油液外滲通道。

(4) O型圈和密封面的摩擦力過大。由于在安裝過程中，O型圈隨著密封面一起轉(zhuǎn)動，由于O型圈的硬度相對于密封面來說比較小，容易產(chǎn)生劃痕，從而產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。

連接套和閥體之間的密封存在的上述4個問題，是影響減壓閥連接套和閥體之間油液滲漏的重要因素，因此解決問題的措施也應(yīng)該圍繞這4個問題。
產(chǎn)品特點
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥減壓閥自力式壓力調(diào)節(jié)閥無需外加能源，能在無電無氣的場所工作，既方便又節(jié)約了能源。壓力表測得的壓力是動壓，靜止時為靜壓。但在測試減壓閥出口壓力時發(fā)生了質(zhì)疑。既是動壓應(yīng)該流速（流量）越大動壓越大，可是減壓閥流量越大測得的壓力越小，流量再加大時，出口壓力降為零了。這時動壓、常有這樣的說法：當(dāng)介質(zhì)處于靜態(tài)時測得的壓力值為靜壓，而當(dāng)介質(zhì)處于流動狀態(tài)時測得的壓力值為動壓。我們以水作為介質(zhì)，來討論靜壓和動壓的物理內(nèi)涵。確定上述定義是否正確
壓力分段范圍細且互相交叉，調(diào)節(jié)精度高。
壓力設(shè)定值在運行期間可連續(xù)設(shè)定。
對閥后壓力調(diào)節(jié)，閥前壓力與閥后壓力之比可為10：1～10：8。
橡膠膜片式檢測，執(zhí)行機構(gòu)測精度高、動作靈敏。
采用壓力平衡機構(gòu)，使調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏、控制。
主要零件材料

主要零件材料
閥體：ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti 、ZGCr18Ni12Mo2Ti
閥芯：1Cr18Ni9Ti 、Cr18Ni12Mo2Ti 
閥座：1Cr18Ni9Ti 、Cr18Ni12Mo2Ti 
閥桿：1Cr18Ni9Ti 、Cr18Ni12Mo2Ti 
膜蓋：A3、A3鋼涂四氟乙烯 不銹鋼 
填料：丁腈、乙炳、氟、耐油橡膠
2、解決密封問題的措施
針對以上對減壓閥油液滲漏的分析， 從4個方面提出解決問題的措施。

(1) 提高密封表面質(zhì)量。把連接套和閥體密封面上的緊固膠清除干凈，檢查表面粗糙度，復(fù)查密封面尺寸；提高O型圈和密封面的密封效果。

(2) 保證O形圈的壓縮量。把連接套和閥體之間的O型圈的尺寸由φ31.47mm×φ1.78mm 改為φ31mm×φ2mm，使O型圈的壓縮量由10.1％增加到20％，從而提高了O型圈的密封面的面積。

(3) 增加端面密封。雖然采取了以上提高密封面質(zhì)量以及提高O型圈的壓縮量， 在一定程度上可以預(yù)防油液的滲漏；但是，并不能從根本上解決O型圈滲漏的隱患；因此，在以上措施的基礎(chǔ)上，在連接套和閥體的軸向方向再增加端面密封，安裝槽的深度為1.5mm，O型圈的規(guī)格為φ24.5mm×φ2mmmm，壓縮量為25％。端面密封的優(yōu)點在于：O型圈與密封面充分接觸，提高了密封效果，如圖3所示。

改進后的密封結(jié)構(gòu)圖

圖3 改進后的密封結(jié)構(gòu)圖

(4) 降低O型圈和密封面之間的摩擦力。在裝配連接套和閥體時，用清潔的潤滑油涂抹在O型圈和密封面上，降低摩擦阻力，防止O型圈被劃傷。

3、改造后的密封效果
(1) 連接套和閥體的密封面質(zhì)量得到提高，保證O型圈的密封質(zhì)量。

(2) O型圈的壓縮量得到提高，密封效果進一步提高。

(3) 增加端面密封，從根本上解決了減壓閥滲漏的問題。

(4) 降低了裝配過程中O型圈和密封面的摩擦力，避免了劃痕的產(chǎn)生。

連接標(biāo)準(zhǔn)

法蘭標(biāo)準(zhǔn)：鑄法法按BG9113-88、JB/79-94
法蘭密封面型式：PN16凸面
PN40、64為凹凸、閥體為凹面
結(jié)構(gòu)長度按BG12221-98
執(zhí)行機構(gòu)信號接口：內(nèi)螺紋M16×1.5
※ 閥體法蘭及法蘭端面距離可按用戶的標(biāo)準(zhǔn)制造。如：ANSI、JIS、DIN等。

4、結(jié)束語

按照以上改造措施改進過的20臺產(chǎn)品，在2008年2～12月的10個月的使用期間沒有發(fā)生滲漏現(xiàn)象，基本達到零泄漏的效果，不僅解決了由于液壓油泄漏造成的環(huán)境問題，而且減少了設(shè)備的停機維護時間，提高了設(shè)備的工作效率，降低了使用成本，為后續(xù)類似滲漏問題打下了堅實基礎(chǔ)。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：斯派莎克蒸汽減壓閥在化纖管路應(yīng)用