浅谈管道球阀密封结构.pdf

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1、～G罨n石油，化I通用机槭IGMinPctr．1eum＆Chem"Bl

2、ndustrj,开维l阀门集团公司(浙江温州325105)张清明浙江隆成阀门有限公司(温州325105)张磊【搞■l介绍T密封阀座的密封原理和功能．重点分析目前典型的管道球阀阎座的密封结构彤式、特点；论逆7密甘闻座的结构设计方法和计算过程H厦阀座的常用材料。l关曩饲l舞封原理和功能阀座结构彩式软、硬密封闻座设计与计算常用材料球阀一．前育球阀的主要功能是切断或接通管道中的流体通道．球阀的作用原理是借助手柄或其他驱动装置在阀杆上端施加一定的转矩传给球俸，使它旋转90‘来启闭阀门

3、。管道球阀是长输管道上使用的具有特殊功能的阀门，它必须满足长输管道工业对其密封功能提出的苛刻要求：零泄漏、抗氢断裂(HIC)、长寿命，防火防静电、双截断和排放(DBB)以厦双隔离和排放(DIB—l，DIB一2)等功能。选材和阀座密封结构的设计是决定阀门密封功能优劣的关键。而阀座的密封原理依其结构而异，常用的阀座密封可分为固定阀座浮动球体和固定球体浮动阀座两大娄。固定阀座浮动球体，是在流体压力作用下球体在境体流动方向产生位移，使它与阀后阀座密封而更紧密地接触，形成单面密封。固定球体浮动阀座．使流体压力不能使球体产生位移，而是阀座惜助于弹簧或流体推

4、力压向球体，建立密封比压。=，典型的阀座密封结构1密封原理对于阗座密封面与球体的接触型密封，其密封的基本性能原理是：在预紧力和／或介质压力作用下，产生密封力．使阀座与球体压紧．密封圈产生弹塑性变形来弥补球体相对变形以及球体的圆度误差和表面粗槌40黑絮撬。㈣。度，使密封面上的间隙减小到小于流体的分子直径时，才能保证流体不绔漏。2普通式阀座普通阀座的特点是．在预紧力或流体压力作用下，阀座与球f#压紧，并使阀座材料产生弹塑性变形而达到密封，其密封效果取决干阀座在流体压力或预紧力的作用下．能够补偿球体圆度误差和表面微观不平度的程度．因此，阀座与球体之间

5、必须具有足够大的密封比压口h，并应满足以下条件：Qb<0≤【Q】，如图1所示。c)*∞^§m目自【d)*自4}m月目田1普通式阀座3弹性式阀座弹性阀座除了与普通阀座一样外，由于阀座本身的特殊结构或借助干弹性元件．如金属弹簧架、弹簧等方法，在预紧力或流体压力下产生弹性变形．以补偿温差、压力．磨损等外界条件变化对球俸密封性能的影响，如图2所示。姻哂蹰～姆一r、、●＼姆翁《a)$≈i**目m(b)日#i&＆#＆月Ⅸ姻姻(o)v，嘴g自自*n8日＆(d)#镕#＆目＆围2弹性式阀座4弹簧组合式阀座弹簧组合阀座是沿阀门通道横向截面圆周均布一组压缩弹簧或仅用

6、一只碟形弹簧的推力．始终保持阀座压紧球体而达}0预紧状态．如图3所示。fb)《g**n☆月＆田3弹簧组合式阀座5活塞式闻座(1)双截断泄放阀座(DBB)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；一旦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l

7、珂腔的压力向下游排放，之后在弹簧的作用下，阀座重新与球体贴台，如图4所示。石袖，他I通用机槭GMlGMinPetroleum＆ChemicalIndHs竹l田4双截断泄放阀座(2)双隔离泄放阀座(DIB)进口压力产生

8、的密封力，使阔座压紧球体，密封圈产生弹塑性变形实现密封t当中腔压力大于出I=l压力时，使阀座压紧球体，密封圈产生弹塑性变形实现密封。它在使用时，一旦上游密封意外失教产生泄漏，就下游阀座实现密封，如图5所示。围5双隔离泄放阀座(3)双重密封式阀座对于承受较大密封力的橡胶密封阀座．采用慷腔和塑料组合密封结构．橡腔主要起密封作用，塑料起支承和辅助密封双重作用，如图6所示。圉6双重密封式阀座6特殊结构型阀座(I)内、外调节式阀座内谰式阀座，是阀座与球体之间的密封比压．靠内调整螺母调节的，它的优点是没有向外的泄漏点。外调式阀座，是阀座与球体之间的密封比压

9、，靠外部调节螺塞来压紧楔块使伸缩套产生位移来实现的调整，如图7所示。(2)波纹管式阀座波纹管一般采用电子柬焊或。。，．署慧：景嘿41、乜甜l石油，化I通甩机械I“”inPemdeum＆‘hFmh“，Indu』tOfb)"I目^目№围7内外调节式阀座氩弧焊，与阀座和导向套相难，设计时．应保I正阀座密封中心小干波纹管中，圭，具有密封性可靠．掸性}h偿范围大．井且在三维空间活动灵活自如．如图8所示。围8波纹管式阀座(3)注脂密封式阀座为了增加密封性能．减小阀座的摩擦和嘻损．延长使用寿命，井防止球阀在使用过程巾，困阀座损坏或火灾而造成事艘，可在阀座上增

10、

11、殳一组注脂孔。注B自密封但起辅助密封作用或作为IINH应急措施．如图9所示。m9注脂密封式闻座(4)双推动式阀座当Ⅳ室与摔制『正力接通时，阀座与球体