阀门填料函计算方式浅析*刘兴玉,胡靖元,史文祥,蒋鹏(中国船舶重工集团公司 第七二五研究所,河南 洛阳摇 471000)摘摇 要:简述了阀门填料函的密封原理,介绍了填料函的尺寸选择及填料压紧力与摩擦力的计算方式,对阀门设计制造具有一定的借鉴意义。关键词:阀门;填料函;密封;计算中图分类号:TH136摇 摇 摇 摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 摇 摇 摇 文章编号:1007-4414(2014)05-0160-02Analysis of Calculation method for Valve Stuffing BoxLIU Xing-yu,HU Jing-yuan,SHI Wen-Xiang,JIANG摇 Peng(Luoyang Ship Material Research Institute, Luoyang Henan摇 471000,China)Abstract: The sealing principle of valve stuffing box was described, and size selection of stuffing box, calculation methods forpacking force and friction force were also introduced in this article. There would be certain significance to the design and man鄄ufacturing of valve.Key words: valve; stuffing box; sealing; calculation0摇 引摇 言填料密封是用填料堵塞泄漏通道,阻止泄漏的一种古老密封型式。 填料密封主要使用在于动密封,也能应用于静密封。 它大范围的应用于泵、压缩机、制冷机、搅拌机以及各种阀门、阀杆的旋转密封 [1] 。 填料函结构设计的是否合理必然的联系到产品的使用性能。因此,在填料函结构设计中,填料函的尺寸选择、填料压紧力与摩擦力的计算是产品设计的关键组成部分。笔者就阀门填料函设计中的计算方式进行简单介绍,以期对从事阀门设计与制造的同行们起到借鉴意义。1摇 阀门填料函密封原理阀门填料较常选用的是含有碳纤维或石棉的软质填料,为了减小摩擦力,一般在填料中加入适当的润滑剂。 填料压盖对填料函内的填料进行轴向压缩,填料的塑性变形使其产生径向压力,并与抱紧阀杆。同时,填料中加入的润滑剂被挤出,在接触面间形成油膜。 由于接触状态不均匀,接触部位出现边界润滑状态,未接触的凹部形成小油槽,有较厚的油膜层。 当阀杆与填料有相对运动时,接触部位与不接触部位组成一道不规则的迷宫,从而起到阻止介质泄漏的作用 [2] 。2摇 填料函尺寸选择填料函尺寸最重要的包含填料高度 H 和填料宽度 S(见图 1),这两个尺寸的选取主要是依据设计压力、密封口径、使用温度等因素来确定。对低压不甚重要的产品,填料高度 H 一般取 3~5 S,对密封要求较严的高压介质取 10 S 以内。 填料宽度一般取 S=(0. 9 ~2. 5) d c ,式中 d c 表示阀杆直径。填料宽度对阀门密封和填料拆卸都有很大影响。填料越过宽,填料越容易受力不均,需要的填料压紧力就越大;反之,较易达到密封,但同时易造成阀杆振摆,磨损快,寿命短。 因此,阀门设计时应选择正真适合的填料宽度。目前,很多国家的填料函尺寸都已经标准化,阀门填料函尺寸可以参照相关文献或标准做计算或选取 [3-6] 。图 1摇 填料函密封示意图1. 阀杆摇 2. 填料压盖摇 3. 填料函3摇 填料压紧力计算为了能够更好的保证填料的密封性,必须使填料函下部的填 0 6 1 经验交流摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2014 年第 5 期 (第 27 卷,总第 133 期) 机械研究与应用* 收稿日期:2014-09-10作者简介:刘兴玉(1986-),男,河南商丘人,工程师,主要是做新产品研究开发方面的工作。