通過(guò)對(duì)常用插板閥工作機(jī)理的分析，提出以定量計(jì)算插板閥0形密封圈密封壓緊力和壓縮變形量的方法進(jìn)行插板閥密封聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)的新思想，把0形密封圈分解為微小矩形橡膠彈簧的組合，建立物理模型，運(yùn)用積分的數(shù)學(xué)方法，成功的推導(dǎo)出0形密封圈的剛度計(jì)算公式，從而求解其密封壓緊力。最后以武鋼6#高爐DN2800眼鏡型插板閥為計(jì)算實(shí)例，證實(shí)了所提出的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法在該類插板閥的設(shè)計(jì)中是行之有效的。
  引言
  在鋼鐵工業(yè)中，插板閥的應(yīng)用是相當(dāng)普遍的。按結(jié)構(gòu)型式來(lái)區(qū)分，有扇形插板閥和眼鏡型插板閥等多種型式。插板閥的工作原理是在移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的閥板架上設(shè)置兩個(gè)閥板通道，其中的一個(gè)閥板通道制作成盲板型，而另外一個(gè)通道則制作成通孔型。在實(shí)際工作時(shí)，通過(guò)閥板架的橫移或旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使盲板型通道或通孔型通道切換時(shí)對(duì)準(zhǔn)管路中心來(lái)完成插板閥對(duì)管路的切斷和接通要求。無(wú)論是哪種類型的插板閥，在閥門切斷和接通的作業(yè)中，必然存在以下的動(dòng)作程序:首先是使插板閥的密封聯(lián)結(jié)脫開(kāi)，然后進(jìn)行通孔和盲板通道的切換，最后再恢復(fù)密封結(jié)。顯然，插板閥的密封聯(lián)結(jié)，既不屬于靜密封聯(lián)結(jié)，也不屬于動(dòng)密封聯(lián)結(jié)，它是一種特殊的密封聯(lián)結(jié)型式
  在插板閥密封聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要了解0形密封圈的壓縮變形量，以至于按需要的壓縮變形量來(lái)求解其密封壓緊力。換句話說(shuō)，準(zhǔn)確求解插板閥O形密封圈的密封壓緊力，以使得O形密封圈的壓縮變形量達(dá)到需要的要求，從而確保插板閥密封聯(lián)結(jié)的可靠性，這一點(diǎn)在插板閥的設(shè)計(jì)中有著非常大的實(shí)用價(jià)值。一方面可以防止O形密封圈的密封壓緊力過(guò)小而造成插板閥的密封聯(lián)結(jié)失效;另一方面也可以防止因密封壓緊力過(guò)大而造成O形密封圈的加速老化。
0形密封圈的密封機(jī)理是怎樣的呢?為了說(shuō)清這個(gè)問(wèn)題，把O形密封圈與平墊片作一比較，應(yīng)力狀態(tài)如圖l。圖la是平墊片工作時(shí)接觸應(yīng)力分布，分布是均勻的，如介質(zhì)內(nèi)壓p‘大于接觸壓力，則泄漏有可能發(fā)生。而O形密封圈的初始接觸壓力是不均勻的(圖lb)，工作時(shí)在內(nèi)壓作用一F沿作用力方向移動(dòng)，并改變其截面形狀，密封面上的接觸壓力也相應(yīng)變化(圖Ic)，其最大值p，將大于介質(zhì)壓力，所以不發(fā)生泄漏。
  這是0形密封圈用作靜密封的密封機(jī)理。這種借介質(zhì)本身壓力來(lái)改變O形密封圈接觸狀態(tài)使之實(shí)現(xiàn)密封的過(guò)程，稱之為“自封作用”。實(shí)踐證明，這種自封作用對(duì)防止泄漏是很有效的。目前一個(gè)0形密封圈可以封住高達(dá)400MPa的靜壓力而不發(fā)生泄漏。
  結(jié)束語(yǔ)
  在武鋼6#高爐DN2800眼睛型插板閥的工程設(shè)計(jì)中，利用提出的對(duì)插板閥密封聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)思想和分析結(jié)果，實(shí)際指導(dǎo)了該插板閥的工程設(shè)計(jì)，現(xiàn)在該插板閥作業(yè)狀況良好，這證實(shí)了所提出的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法在該類插板閥的設(shè)計(jì)中是行之有效的。在設(shè)計(jì)插板閥密封聯(lián)結(jié)時(shí)推薦:
  1、在對(duì)。形密封圈設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)選擇合適的線徑、硬度和作業(yè)壓縮比，可參考推導(dǎo)的經(jīng)驗(yàn)公式(9)求解0形密封圈的剛度和密封壓緊力合理選取安全系數(shù)，既保證插板閥密封聯(lián)結(jié)的可靠性，同時(shí)又不至于使O形密封圈作業(yè)時(shí)因內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大過(guò)早老化而失去彈性。
  2、對(duì)于圍繞直徑較大的O形密封圈，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將0形密封圈圍繞直徑的取值略小于其安裝溝槽的直徑，控制其拉伸率在3%一5%之內(nèi)。