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【应用领域】

球阀阀座结构分析之软密封阀座

2022-03-01 15:40

普通式软密封阀座

球阀普通阀座(图1)的特点是在预紧力或流体压力作用下阀座与球体压紧,并使阀座材料产生弹塑性变形而达到密封,其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用下补偿球体圆度和表面微观不平度的能力。因此,阀座与球体之间必须具有足够大的密封比压。


(a)圆弧式(b)锥面式(c)带防火式(d)带内环式
图1 普通阀座

弹性式软密封阀座

弹性阀座(图2)借助于弹性元件,如金属弹簧架和弹簧等,在预紧力或流体压力下产生弹性变形,以补偿温差、压力和磨损等外界条件变化对球体密封性能的影响。


(a)单斜面式(b)双斜面双线式(c)V形线型自封式(d)特殊式
图2 弹性阀座

弹簧组合式软密封阀座

弹簧组合式阀座(图3)是沿阀门通道横向截面圆周均布一组压缩弹簧或仅用一只碟型弹簧的推力,始终保持阀座压紧球体而达到预紧状态。


(a)压缩弹簧式 (b)碟形弹簧式
图3 弹簧组合式阀座

活塞式阀座软密封阀座

活塞式阀座(图4)是依靠进口介质压力产生密封力,阀座被推动压紧球体,密封圈产生弹塑性变形实现密封。


(a)截断泄放阀座(b)双倍运动阀座(c)双级密封式阀座
图4 活塞式阀座

截断泄放阀座在阀腔内的压力异常升高到大于下游端压力时,形成的压差作用产生向外推力,克服弹簧力使阀座与球体脱离,实现阀腔的压力向下游排放,之后在弹簧的作用下,阀座重新与球体贴合。

双倍运动阀座是当中腔压力大于出口压力时,使阀座压紧球体,密封圈产生弹塑性变形实现密封。该阀使用时,一旦上游密封意外失效产生泄漏,下游阀座实现密封。

双级密封式阀座对于承受较大密封力的采用橡胶和塑料组合密封结构,橡胶主要起密封作用,塑料起支承和辅助密封双重作用。

特殊结构式软密封阀座

特殊结构式阀座(图5)有内或外调节式、波纹管式、注脂密封式、双推动式和组合式。


(a)内、外调节式(b)波纹管式(c)注脂密封式(d)双推动式(e)组合式
图5 特殊结构式阀座

内调节式阀座是阀座与球体之间的密封比压靠内调整螺母调节,其优点是没有向外的泄漏点。外调节式阀座是阀座与球体之间的密封比压靠外部调节螺塞压紧楔块使伸缩套产生位移进行调整。

波纹管式阀座一般采用电子束焊或氩弧焊与阀座和导向套相连。设计时,应保证阀座密封中心小于波纹管中径,此结构具有密封性可靠,弹性补偿范围大,三维空间灵活的特点。

注脂密封式阀座可以增加密封性能,减小阀座的摩擦和磨损,延长使用寿命,并防止球阀在使用过程中,因阀座损坏或火灾而造成事故。可在阀座上增设一组注脂孔。注脂密封仅起辅助密封作用或作为临时应急措施。

双推动式阀座是当N室与控制压力接通时,阀座与球体压紧并保持密封。当M室通控制压力而N室向外界排出压力时,阀座即后退,使之与球体脱离接触,阀座与球体之间的磨损和摩擦以及操作转矩更小,适合于高中压大口径球阀。组合式由弹簧组阀座与活塞式阀座组合而成。前者起主要密封作用,后者接通控制压力,起辅助密封作用。

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