當(dāng)閥門啟閉件的密封面與閥座的密封面緊密地結(jié)合在一起，并形成使管道內(nèi)的介質(zhì)不能通過的密封狀態(tài)時，閉路閥才能保證管道的進(jìn)口與出口隔斷。

閉路閥內(nèi)最常采用的是由剛性金屬密封面所組成的平面密封結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)屬于定期密封式的活動連接結(jié)構(gòu)。現(xiàn)以平面密封為例，研究密封面連接的密封性問題。

如果容器1，如圖1所示，充滿帶有一定壓力的液體和氣體，用蓋板2封住，于是，容器內(nèi)有介質(zhì)靜壓力作用，其值為

式中F_J–介質(zhì)靜壓力(N)；

A–介質(zhì)作用在蓋上的面積(mm²)；

p–容器內(nèi)介質(zhì)靜壓力(MPa)。

試想，為了使蓋板2保持圖示位置，必須在與容器和蓋板接觸面的垂直方向施加外力F=F_J，這樣也僅能保證端面貼合。只有當(dāng)密封面為理想平面時，介質(zhì)才不致從兩結(jié)合面間穿過。實(shí)際上加工表面總有一定的表面粗糙度，即與理想平面總有一些偏差，且各種精密加工方法只是減少而不能全部消除這些偏差。此外，在操作過程中也會產(chǎn)生偏差，如在壓力作用下的彈性變形等。

為了保證接觸面的密封性，必須在密封面間產(chǎn)生相互作用力，也就是用力使蓋板壓緊在容器上。當(dāng)作用力F>F_J時，在結(jié)合的密封面上會產(chǎn)生一定的比壓，依靠比壓使平面上已有的平面度產(chǎn)生變形。如果變形是在材料的彈性極限范圍內(nèi)，并產(chǎn)生不大的殘余變形時，那么接觸面每當(dāng)施加力F時，便可以保證其密封性。如果密封表面粗糙，平面度偏差大，則保證密封所施加的作用力就大，密封面上產(chǎn)生的殘余變形也大。

根據(jù)只有當(dāng)密封表面間的間隙小于介質(zhì)分子直徑時，才能保證介質(zhì)不滲漏的觀點(diǎn)，可以認(rèn)為，防止介質(zhì)滲漏的間隙值必須小至0.003μm。但是，即使經(jīng)過精密研磨的金屬表面的凸峰高度仍然會超過O.1μm，即比水分子直徑要大30倍。由此可見，上述解決密封的方法是行不通的。連接平面的密封性是在大量復(fù)雜的物理現(xiàn)象相互作用下保證的，而其中許多現(xiàn)象還研究得很膚淺。

目前關(guān)于密封連接的基本認(rèn)識是：絕對密封實(shí)際上是很困難的，經(jīng)過一定時間總會有若干介質(zhì)滲漏或蒸發(fā)。但是，密封連接良好時，滲漏介質(zhì)的數(shù)量極少，可以忽略不計。

通過由兩個接觸的金屬面形成的密封，所滲漏的介質(zhì)數(shù)量取決于：

①密封面的表面質(zhì)量：密封表面的微觀幾何形狀、平面度及與理想表面的偏差程度；

②密封面的寬度；

③密封面內(nèi)外的壓力差大??；

④密封面的材料及其處理狀態(tài)；

⑤工作介質(zhì)的性質(zhì)；

⑥密封面的親水性或憎水性；

⑦密封面間有無密封油脂；

⑧閉路閥的結(jié)構(gòu)；

⑨密封面上的比壓值。

在密封連接結(jié)構(gòu)工作的初始階段，通過連接處的介質(zhì)滲漏量是變化的。由于閉塞現(xiàn)象，通過問隙的滲漏量逐漸減少，在經(jīng)過一段時間后，其數(shù)量趨于恒定。如果由于縫隙閉塞，間隙被極性分子的附著層填滿時，在間隙不超過0.02mm時，介質(zhì)逐漸停止?jié)B漏。

為了分析通過密封面滲漏介質(zhì)的數(shù)量與接觸表面性質(zhì)之間的關(guān)系，提出如圖2所示的理論簡圖。

假設(shè)兩個結(jié)合的密封面表面承受載荷前的放大圖，如圖7-2a所示；和承受載荷后的放大圖，如圖7-2b所示。從圖中可以看出在后一種狀態(tài)下，凸峰頂部被稍許壓平，原有的間隙減小了，但表面間仍留有介質(zhì)可以通過曲折的縫隙。

假設(shè)，所形成通道直徑為d的毛細(xì)管，那么通過密封面連接處每毫米長的介質(zhì)流量為

式中q_v–體積流量(mm³/s)；

n–密封面周圍每1mm直線長度上的毛細(xì)管數(shù)目；

d–毛細(xì)管的直徑(mm)；

ρ–介質(zhì)的密度(mg／mm³ )；

η–介質(zhì)的動力粘度(Pa·s)；

p₁-p₂–密封面兩側(cè)的壓力差(MPa)。

如果取兩表面之間所形成的間隙為平溝槽，則通過密封周邊每毫米直線長度的介質(zhì)流量為

式中h–密封面之間的間隙(mm)；

ω–間隙充滿程度系數(shù)。

毛細(xì)管現(xiàn)象的影響，可以按介質(zhì)壓力，通過增大或減少壓力差的方法來調(diào)節(jié)，它取決于介質(zhì)密封表面的親水性或憎水性及間隙尺寸。

這些理論上的探索目前尚沒有達(dá)到可以實(shí)際應(yīng)用的地步，因為原始意圖僅僅是從實(shí)際條件中抽取的一部分因素。事實(shí)上，在保證連接的密封性中，有大量因素起著作用。在這些因素當(dāng)中，密封面之間比壓值的大小具有重大意義。利用公式(1)、式(2)是不可能計算到比壓值的影響。

上面說的是利用密封面間力的相互作用來保證連接的密封，絕大多數(shù)的連接都是根據(jù)這樣的條件進(jìn)行工作的。但是，柱塞密封不是采用一個表面壓緊另一個表面來保證密封性的，而是靠極小的間隙來保證密封的。柱塞閥、填料箱等就屬于這一類密封連接，分析這類密封的必要性還在于按圖2所示利用通過微小間隙的粘性介質(zhì)泄漏數(shù)據(jù)來評定連接的密封性。

根據(jù)現(xiàn)有概念，在壓力作用下，在平窄問隙內(nèi)的粘性介質(zhì)的運(yùn)動有以下性質(zhì)：與金屬表面接觸的液體層粘附在金屬表面上，并具有這些表面的速度。各單層的速度與該層距金屬表面的距離成正比地增加。因此，該液流具有由液體形成的平面的直線移動形式。同時，按其與金屬表面的距離有各種不同的速度。

當(dāng)密封連接較長、間隙較小及液體粘度較大時，液體就不容易滲漏。反之就容易滲漏。因此，理論簡圖和公式暫時還不可能給出設(shè)計人員可以利用的計算數(shù)據(jù)，所以在閥門制造業(yè)中還要用實(shí)驗的方法來研究影響流體連接密封性的各種因素，也就是研究通過密封面的泄漏量。

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