針對聚氨酯澆注機電磁截止閥存在的問題，提出新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并對其密封性進行研究。分別以不銹鋼球與黃銅、不銹鋼球與聚四氟乙烯構(gòu)成的密封面進行試驗，研究密封寬度和密封面的粗糙度對密封性能的影響，并通過實驗的方法求出保證密封所需的密封比壓力的最佳值。

　　在聚氨酯注機中，電磁截止閥是一個非常重要的部件。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認為 它的工作性能,密封性能，都直接影響到到澆注機的真空度及計量配比的精度。然而計量配比精度又直接影響澆注機所澆注的產(chǎn)品質(zhì)量。計量截止閥歷經(jīng)從單向閥、氣動閥再到電磁閥的發(fā)展過程。單向閥具有結(jié)構(gòu)簡單、無運動密封要求、體積小、裝配靈活的特點；但其工作完全依靠彈簧的彈力，而彈簧的剛度卻不容易確定，若取較小剛度很難保證計量回程時快速關(guān)閉和關(guān)閉密封性(尤其是在工作一段時間后閥座已有磨損)；若取較大剛度，雖然保證單向閥的可靠性，但增加了計量泵工作壓力，導(dǎo)致閥座和鋼球在物料中迅速磨損。稍后出現(xiàn)的氣動截止閥， 雖然克服了以上缺但其存在運動部件密封問題，其密封性相對較差，并且存在澆注料對密封圈的腐蝕及石英砂沉積等問題，急需進行改進。

1、電磁截止閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　針對現(xiàn)有截止閥存在的優(yōu)缺點，以及在使用過程中常見的問題，我們對其進行了改進。在截止閥結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中主要考慮以下幾點因素：(1)解決因彈簧剛度而引起性能差的問題。(2)采用電磁結(jié)構(gòu)，且提高電磁結(jié)構(gòu)散熱性，防止線圈過熱燒壞。(3)解決截止閥密封性能差的問題。通過對以上幾點因素的分析，以及對不同方案進行比較和實驗后，選擇了如圖1 所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

圖1 電磁截止閥的結(jié)構(gòu)圖

2、電磁截止閥密封性的研究

　　2.1、實驗裝置

　　密封性能的研究是研究截止量閥的主要任務(wù)之一，即可靠的、耐久的密封。因為截止閥的主要失效形式就是密封的損壞，其可以引起整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，對密封性能研究是至關(guān)重要的。

　　電磁截止閥閥口通常采用接觸式密封，要具有良好的密封效果，密封面必須存在足夠大的密封比壓力，所需密封比壓力與密封材料、寬度、表面粗糙度及介質(zhì)壓力有關(guān)。本文通過如圖2 所示的實驗裝置對密封性能展開研究。通過減壓閥和壓力表調(diào)節(jié)澆注物料的物料的壓力，密封面的壓力由砝碼、推桿及球形閥的重量確定，量杯用于測試截止時的泄漏量。

圖2 電磁截止閥靜密封實驗裝置

　　2.2、密封材料與密封面泄漏量的關(guān)系

　　由于澆注的物料一般具有腐蝕性，因此本文對不銹鋼鋼球與黃銅及聚四氟乙烯配對構(gòu)成的常見耐腐蝕密封面進行測試。不同密封比壓力下，分別測試鋼球--黃銅、鋼球--聚四氟乙烯密封面的泄漏量ΔV，單位密封長度泄漏流量qL=(ΔV/2)πrt，式中r 為密封面的平均半徑，試驗結(jié)果如圖3 所示。

圖3 密封材料與密封面泄漏量的關(guān)系

　　通過圖3 可以得出，不同的密封材料在同一環(huán)境條件下泄漏量不同，其他因素不變，在同一密封比壓力下，通過鋼球--聚四氟乙密封面的泄漏流量比鋼球--黃銅密封面的泄漏量小，泄漏量隨著密封比壓力的不斷增大而逐漸減小，當無泄漏時即泄漏量為零，鋼球--聚四氟乙烯密封面的密封比壓力比鋼球--黃銅密封面小很多。

　　2.3、密封寬度及接觸表面粗糙度與密封性的關(guān)系

　　2.3.1、密封寬度與密封性的關(guān)系

　　分別選用3 種不同密封寬度的的密封面進行試驗，以此研究密封寬度與密封性的關(guān)系，實驗結(jié)果如圖4 所示。

圖4 密封寬度與密封性的關(guān)系

　　結(jié)果表明，增加密封寬度，密封比壓力減小，在同樣工作環(huán)境條件下閥口密封面的密封壓力降低，有助于有利于電磁截止閥的開啟。隨著澆注物料壓力逐漸增大所需密封比壓力也開始增大，但增大幅度逐漸降低.

　　2.3.2、密封接觸表面粗糙度與密封性的關(guān)系

　　分別選用3 種表面粗糙度不同的鋼球進行試驗，實驗結(jié)果如圖5 所示。

圖5 接觸表面粗糙度對密封性的影響

　　結(jié)果表明，不同的密封材料其表面粗糙度對密封性能的影響不同，但相對同一種材料而言，其表面粗糙度越高密封性能越差，表面粗糙度越低密封性能越好。

　　2.4、截止時密封力最優(yōu)值的確定

　　電磁截止閥的密封力最優(yōu)值是在保證截止閥在一定時間內(nèi)無泄漏并能夠?qū)崿F(xiàn)可靠密封的最小壓力。不同的密封材料，密封力最佳值也不一樣。我們利用以上裝置對聚四氟乙烯進行試驗來確定其封口壓力的最優(yōu)值，澆注原料的工作壓力可以通過調(diào)節(jié)氣壓泵的壓力來實現(xiàn)，在規(guī)定時間內(nèi)，觀察封口處物料泄漏情況，不斷調(diào)節(jié)密封壓力直至在規(guī)定時間內(nèi)無泄漏。反復(fù)試驗，統(tǒng)計數(shù)據(jù)并根據(jù)截止閥上的祛碼,推桿和球形閥重量得出密封面的接觸壓力，從而得出密封力的最優(yōu)值。密封比壓力最優(yōu)值為

P 最優(yōu)=(G/2)πbr

　　式中：G —密封面的接觸壓力；b —密封面的徑向?qū)挾�；r —密封面的平均半徑。

　　在實際生產(chǎn)中密封比壓力取1.2 倍的最佳值以保證密封的可靠性，但密封比壓力應(yīng)小于密封材料的許用比壓力。

3、結(jié)束語

　　通過對澆注機電磁截止閥的設(shè)計與研制，使截止閥的結(jié)構(gòu)得到簡化，使截止閥的密封性能與可靠性都得到了很大的提高，基本上解決了截止閥在生產(chǎn)中常見的問題，從而提高了澆注機的整體性能，澆注產(chǎn)品的質(zhì)量得到改善。為實際生產(chǎn)中電磁閥設(shè)計提供了理論依據(jù)。