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球閥閥座結構分析之軟密封閥座

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普通式軟密封閥座

球閥普通閥座(圖1)的特點是在預緊力或流體壓力作用下閥座與球體壓緊,并使閥座材料產生彈塑性變形而達到密封,其密封效果取決于閥座在流體壓力或預緊力的作用下補償球體圓度和表面微觀不平度的能力。因此,閥座與球體之間必須具有足夠大的密封比壓。


(a)圓弧式(b)錐面式(c)帶防火式(d)帶內環式
圖1 普通閥座

彈性式軟密封閥座

彈性閥座(圖2)借助于彈性元件,如金屬彈簧架和彈簧等,在預緊力或流體壓力下產生彈性變形,以補償溫差、壓力和磨損等外界條件變化對球體密封性能的影響。


(a)單斜面式(b)雙斜面雙線式(c)V形線型自封式(d)特殊式
圖2 彈性閥座

彈簧組合式軟密封閥座

彈簧組合式閥座(圖3)是沿閥門通道橫向截面圓周均布一組壓縮彈簧或僅用一只碟型彈簧的推力,始終保持閥座壓緊球體而達到預緊狀態。


(a)壓縮彈簧式 (b)碟形彈簧式
圖3 彈簧組合式閥座

活塞式閥座軟密封閥座

活塞式閥座(圖4)是依靠進口介質壓力產生密封力,閥座被推動壓緊球體,密封圈產生彈塑性變形實現密封。


(a)截斷泄放閥座(b)雙倍運動閥座(c)雙級密封式閥座
圖4 活塞式閥座

截斷泄放閥座在閥腔內的壓力異常升高到大于下游端壓力時,形成的壓差作用產生向外推力,克服彈簧力使閥座與球體脫離,實現閥腔的壓力向下游排放,之后在彈簧的作用下,閥座重新與球體貼合。

雙倍運動閥座是當中腔壓力大于出口壓力時,使閥座壓緊球體,密封圈產生彈塑性變形實現密封。該閥使用時,一旦上游密封意外失效產生泄漏,下游閥座實現密封。

雙級密封式閥座對于承受較大密封力的采用橡膠和塑料組合密封結構,橡膠主要起密封作用,塑料起支承和輔助密封雙重作用。

特殊結構式軟密封閥座

特殊結構式閥座(圖5)有內或外調節式、波紋管式、注脂密封式、雙推動式和組合式。


(a)內、外調節式(b)波紋管式(c)注脂密封式(d)雙推動式(e)組合式
圖5 特殊結構式閥座

內調節式閥座是閥座與球體之間的密封比壓靠內調整螺母調節,其優點是沒有向外的泄漏點。外調節式閥座是閥座與球體之間的密封比壓靠外部調節螺塞壓緊楔塊使伸縮套產生位移進行調整。

波紋管式閥座一般采用電子束焊或氬弧焊與閥座和導向套相連。設計時,應保證閥座密封中心小于波紋管中徑,此結構具有密封性可靠,彈性補償范圍大,三維空間靈活的特點。

注脂密封式閥座可以增加密封性能,減小閥座的摩擦和磨損,延長使用壽命,并防止球閥在使用過程中,因閥座損壞或火災而造成事故。可在閥座上增設一組注脂孔。注脂密封僅起輔助密封作用或作為臨時應急措施。

雙推動式閥座是當N室與控制壓力接通時,閥座與球體壓緊并保持密封。當M室通控制壓力而N室向外界排出壓力時,閥座即后退,使之與球體脫離接觸,閥座與球體之間的磨損和摩擦以及操作轉矩更小,適合于高中壓大口徑球閥。組合式由彈簧組閥座與活塞式閥座組合而成。前者起主要密封作用,后者接通控制壓力,起輔助密封作用。

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