Почему затворные вентили с мягким уплотнением могут обеспечивать нулевую утечку


Время выпуска:

Aug 13,2025

Основной принцип, благодаря которому затворные вентили с мягким уплотнением могут достигать "нулевой утечки" (обычно это означает достижение наивысшего уровня утечки, указанного в API 598 и других стандартах, таких как уровень VI), заключается в их уникальной конструкции уплотнения и характеристиках материала. Основные причины следующие:

Применение эластичных уплотнительных материалов:
Основной материал: уплотняющая поверхность седла затворных вентилей с мягким уплотнением (иногда также используется для уплотнительных поверхностей затвора) изготавливается из неметаллических материалов с высокой эластичностью и хорошей упругостью, наиболее распространенными из которых являются резина (например, NBR, EPDM, VITON и т. д.) или политетрафторэтилен.
Микроскопическое заполнение: эти мягкие материалы подвергаются упругой деформации под давлением затвора при закрытии клапана. Эта деформация может заполнить любые микронеровности (царапины, следы обработки, небольшие деформации и т. д.) на контактной поверхности между затвором и седлом клапана, образуя непрерывную, бесшовную уплотняющую линию или уплотняющую ленту. Этого трудно достичь с жестким уплотнением (металл по металлу), поскольку микроскопические выступы и вмятины на металлической поверхности трудно полностью соединить.
Адаптивность: мягкие материалы предъявляют относительно низкие требования к точности обработки уплотняющей поверхности и могут лучше адаптироваться к небольшим отклонениям, которые могут возникнуть в процессе производства и сборки.
Оптимизированная конструкция уплотнения:
Губчатое уплотнение/уплотнение сжатием: многие высокопроизводительные конструкции затворных вентилей с мягким уплотнением используют конструкцию "губчатого уплотнения". Седло клапана спроектировано с одной или несколькими гибкими "губами". Когда затвор опускается и закрывается, он сначала контактирует с губой и сжимает ее внутрь, вызывая деформацию. По мере увеличения силы закрытия край губы прижимается к уплотняющей камере, образованной затвором и корпусом клапана, что приводит к линейному контакту или контакту узкой полосы, и в области контакта образуется очень высокое уплотняющее давление (давление на единицу площади).
Уплотнение с помощью О-образного кольца/эластомера: мягкие уплотняющие седла обычно не жестко крепятся к корпусу клапана, а встраиваются в подвижное кольцо седла клапана с эластичными элементами (такими как О-образные кольца или эластомерная прокладка), расположенными за кольцом. Это обеспечивает возможность аксиальной или радиальной плавающей компенсации для седла клапана. При закрытии или под воздействием давления системы седло клапана может совершать небольшие перемещения, непрерывно сжимая затворную пластину, обеспечивая равномерное распределение уплотняющей силы и автоматически компенсируя возможный незначительный износ или тепловое расширение и сжатие.
Высокое уплотняющее давление при низком рабочем крутящем моменте: мягкие материалы могут создавать достаточную упругую деформацию при относительно низком рабочем крутящем моменте, образуя высокое уплотняющее давление. В отличие от этого, жесткие уплотнения требуют очень большого крутящего момента закрытия для создания достаточной пластической деформации или очень высокого контактного давления на твердой металлической поверхности для уплотнения (что может также потребовать точной шлифовки и подгонки).
Достижение стандарта "нулевой утечки":
Уплотнение API 598 уровня VI: в промышленных стандартах, таких как API 598, существует строгая классификация утечки клапанов. Уровень VI является наиболее строгим требованием к утечке воздуха (обычно требуется, чтобы количество вытекающих пузырьков в минуту было однозначным или нулевым при определенном давлении). Конструкция мягкого уплотнения с ее превосходной эластичной способностью уплотнения может легко соответствовать или даже превосходить стандарт уровня VI. Однако большинство затворных вентилей с жестким уплотнением обычно могут достигать только класса IV (подходит для запорных вентилей) или класса V (требуется специальная шлифовка и более высокое испытание на давление).
Испытание на пузыри: в приложениях, требующих "нулевой утечки", клапаны с мягким уплотнением хорошо работают при испытании на пузыри, поскольку даже крошечные пузырьки не могут пройти через уплотненное соединение, полностью заполненное и сжатое эластичными материалами.
По сравнению с ограничениями затворных вентилей с жестким уплотнением:
Микроскопическая утечка: поверхность жесткого уплотнения (металл/металл) всегда имеет определенную степень шероховатости и вершин и впадин на микроскопическом уровне. Даже после точной шлифовки двум твердым поверхностям чрезвычайно трудно полностью прилегать друг к другу, не оставляя каналов для прохождения жидкости, особенно для сред с низкой вязкостью, таких как газы. Это называется "микроскопической утечкой".
Тепловая деформация и износ: изменения температуры или износ во время использования могут увеличить зазор между жесткими уплотняющими поверхностями, увеличивая риск утечки. Мягкие уплотнения обладают лучшей способностью компенсации теплового расширения, сжатия и незначительного износа благодаря эластичности материала.
Высокие требования к точности и стоимость: достижение низкой утечки (например, класса V) жестких уплотнений требует чрезвычайно высокой точности обработки (шлифовка) и гладкости поверхности, что дорого стоит. Мягкое уплотнение обеспечивает более высокие уровни уплотнения относительно более экономично.

sale@cnbestvalve.com     WhatsApp: +8613333075295