自力式減壓閥靜壓密封

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之前介紹黃銅帶表消聲減壓閥使用注意事項，現在介紹自力式減壓閥靜壓密封作為液壓系統中的重要元件， 減壓閥的作用是使出口壓力低于進口壓力，保持出口壓力穩定，不受入口壓力和流量的影響；一旦發生泄漏，不僅影響生產的正常進行，還造成液壓油的損失，污染環境；在船用液壓系統中，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。一種自力式調壓閥屬于減壓閥,尤其涉及一種用于氧氣減壓和穩壓的自力式調壓閥。特點是所述閥芯上設呈倒凸形的減壓閥口與閥套的矩形減壓閥口相對應,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， 發現減壓閥的壓力調節腔內部油液在連接套和閥體的連接處有外滲現象；在對減壓閥拆開維修過程中， 發現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
經過和相關專家共同分析后發現， 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型自力式壓力調節閥無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源引入執行機構控制閥芯位置，改變兩端的壓差和流量，使閥前（或閥后）壓力穩定。具有動作靈敏，密封性好，壓力設定點波動力小等優點，廣泛應用于氣體、液體及蒸汽介質減壓穩壓或泄壓穩壓的自動控制。本系列產品有單座（ZZYP）、套筒（ZZYM）、雙（ZZYN）、三種結構；執行機構有薄膜式、活塞式二種；作用型式有減壓用閥后壓力調節(B型)和泄壓用閥前壓力調節（K型）。產品公稱壓力等級有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；壓力分段調節從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構

圖1 減壓閥連接套和閥體之間的密封結構

(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， 否則，O型圈在周向方向容易變為橢圓形， 導致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，發現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動，由于O型圈的硬度相對于密封面來說比較小，容易產生劃痕，從而產生滲漏現象。

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該圍繞這4個問題。
產品特點
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥減壓閥自力式壓力調節閥無需外加能源，能在無電無氣的場所工作，既方便又節約了能源。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生了質疑。既是動壓應該流速（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：當介質處于靜態時測得的壓力值為靜壓，而當介質處于流動狀態時測得的壓力值為動壓。我們以水作為介質，來討論靜壓和動壓的物理內涵。確定上述定義是否正確
壓力分段范圍細且互相交叉，調節精度高。
壓力設定值在運行期間可連續設定。
對閥后壓力調節，閥前壓力與閥后壓力之比可為10：1～10：8。
橡膠膜片式檢測，執行機構測精度高、動作靈敏。
采用壓力平衡機構，使調節閥反應靈敏、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量以及提高O型圈的壓縮量， 在一定程度上可以預防油液的滲漏；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型圈的規格為φ24.5mm×φ2mmmm，壓縮量為25％。端面密封的優點在于：O型圈與密封面充分接觸，提高了密封效果，如圖3所示。

改進后的密封結構圖

圖3 改進后的密封結構圖

(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量得到提高，保證O型圈的密封質量。

(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，避免了劃痕的產生。

連接標準

法蘭標準：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
結構長度按BG12221-98
執行機構信號接口：內螺紋M16×1.5
※ 閥體法蘭及法蘭端面距離可按用戶的標準制造。如：ANSI、JIS、DIN等。

4、結束語

按照以上改造措施改進過的20臺產品，在2008年2～12月的10個月的使用期間沒有發生滲漏現象，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境問題，而且減少了設備的停機維護時間，提高了設備的工作效率，降低了使用成本，為后續類似滲漏問題打下了堅實基礎。與本產品相關論文：斯派莎克蒸汽減壓閥在化纖管路應用