三偏心金属密封球阀的结构特点

　　三偏心金属密封球阀的设计思想，已改变球阀的介质密封原理，密封力由外部转矩产生，施加在阀座上，与管线介质压力无关。是一种强制密封，可以在两个启动方向上获得“零”泄漏。这是截止阀的密封原理在球阀上的一种尝试。而作为一种产品，金属密封球阀又去替代传统的金属密封截止阀和闸阀。

　　典型的结构如意大利Tomene Gas Technolog S.P.A所提供的产品，其商业名称为Konosphere球阀。结构如图1所示。

图1 三偏心金属密封球阀

　　这一结构是把密封环置于球体上，锥形密封阀座置于副阀体上。密封环通过背环由保持环固定在球体上，密封环的中心微小地偏离球体的回转中心，使密封环上产生不同长度的回转半径，这样密封环向密封座靠近时产生一个凸轮效应。另外密封座被固定在副阀体上，其锥面的中心线相对通道中心线偏离一个微小的角度，使密封环与密封座相接触的瞬间没有刮擦，没有摩擦。精心设计的密封环和密封座，使锥形密封带上的接触应力保持均匀一致，从而获得了一个可靠的“零”泄漏。

　　置于球体上的密封环并非是一个刚性的固定，而是在通道方向上具有微小弹性位移，这个位移是密封环的结构设计与环的材料提供的，增加了密封的可靠性。这一结构设计的动态关闭过程，可以这样设想:外部施加的转矩，通过机构给球体上密封环在整个圆周方向上提供一个均匀的力，使密封环和密封座紧密贴合，转矩继续增加，密封环的金属在挤压力作用下，产生了弹性变形，形成了一个可靠的密封系统。阀门开启的瞬间，在凸轮旋转的作用下，整个密封环脱开密封座，可以预计：

　　①关闭状态下，密封是可靠的；

　　②关闭瞬间或者开启瞬间，密封面之间没有摩擦和刮擦；

　　③开启或关闭过程的转矩为空载转矩。

　　显然，这样设计在密封面之间是没有刮削效果的，产品适用于洁净的流体，高温的场合。

　　图2所示球阀设计的材料:阀体A105，球体A105+ENP，轴A564 T630，密封环F316+石墨，密封座F316+WC，在制造工艺上的优点是三偏心的结构是在零件球体加工和密封座锥面加工中完成的。阀体的加工和普通阀门一样，简化了制造工艺。

图2 三偏心金属密封球阀