(1)对压紧装置的要求
①在密封垫压紧过程中,阀瓣不得产生横向运动,否则会擦伤密封垫,影响密封效果。
②压紧位置要恒定,阀门关闭时压痕有重合性。
③密封界面上的压力要均衡,压紧程度必须可调。压紧机构要能自锁,否则需要用动力维持压紧状态,耗费能源。
④对于单向封闭的阀门,初始压力取值较小时, 应允许阀瓣在大气压力作用下继续压紧。
(2)常用的压紧方式
①螺旋压紧图22-14所示为真空阀门螺纹受力分析图,当旋转手轮时螺杆向下移动,使封头压紧到阀座上,压紧后靠螺纹摩擦力实现机构自锁。自锁条件是螺纹升角A小于螺母与阀杆的摩擦角手轮反方向旋转时,螺杆上升,阀门便开启。
②斜面压紧图22-15为采用斜面压紧装置的简图。若阀瓣上的斜面向左滑动,则胶垫被压紧。当斜面升角小于斜面材料摩擦角时,压紧后能自锁。因普通钢材摩擦角|0=5°43',所以当斜面升角A<5°43z时才自锁。但是阀瓣的横向移动距离太大,例如胶垫需要被压缩1. 5mm时阀瓣就必须在接触垫圈后横向移动15mm,这显然是不允许的。所以用连板转至死点位置实现自锁才合理。 通过杠杆把阀瓣压紧,实现密封。反之,当偏心距转到下方,则借助于弹簧(未画出)和杠杆把阀瓣拉起,阀门打开。圆偏心轮制造简单,应用普遍。曲线偏心轮制造复杂。由于偏心距不能太大,因而直接用偏心轮压紧距离受到限制。
③链板压紧这种机构广泛用于真空插板阀中, 尤其是较大通径的超高真空金属密封,需要较大的密 力,用链板压紧可得到较大的增力。
④偏心轮压紧这种机构相当于曲斜面压紧 (图22-16),当偏心距转至上方[图22-16 (a)]时,如图22-16 (b)所示,p是偏心轮与压紧表面间摩擦角,p是偏心轮转轴与轴承间的摩擦角,A是偏心轮压紧点的升角:当ASp+p时,机构自锁。 在真空阀门中,通常采用偏心轮压到“极点”来保证自锁,极点就是A=0的始点和终点,这样既使传动行程zui大,又能达到压紧时增力较大的效果。
⑤弹簧压紧由于阀门关闭时,往往有大气压力作用,因此常利用弹簧的作用力将阀盖压紧,使阀门处于关闭状态。当线圈通电时,衔铁被吸上,阀盖提起,阀门打开,此时弹簧受到更大的压缩。可见, 采用这种压紧装置时,要求弹簧初始压力必须大于密封力。由于电磁线圈不宜做得过大,衔铁行程有限, 因此电磁力压紧装置多用于小口径真空阀门。
⑥动力压紧当阀门密封力较大时可采用液力压紧和高压结构。动力压紧可采用直接压紧,也可采用杠杆压紧。
阀门在开启和关闭过程中,阀瓣运动状态有着不同的形式:有的直开直闭;有的翻转开闭;有的同时具有上述两种运动。使阀瓣运动的手段有手动、磁动、电动、气动和液动。
阀瓣传动机构有两个职能:*个职能是使阀瓣压紧垫圈,保证可靠的密封,承担这个职能的机构零配件称为主件。由于主件受力较大要考虑强度、刚度和稳定性问题。第二个职能是使阀瓣开启后有较大的通导能力,承担这个职能的零件称为辅件。辅件就是 帮助主件使阀门按所需位置开启。因辅件受力不大, 不考虑强度、刚度等问题。
有些阀门主件和辅件合二为一,成为普通机械传动,其气动(液动)的活塞力、手柄作用力、电磁吸力以及电动功率按普通机械设计方法计算。