球阀阀座结构分析
1、概述
球阀的主要功能是切断或接通管道中的流体通道。球阀的工作原理是借助驱动装置在阀杆上端施加一定的转矩传给球体,使其旋转90°,完成开启或关闭阀门的动作。球阀阀座的密封原理依其结构而异,常用的阀座结构可分为固定阀座浮动球体与浮动阀座固定球体两大类。当阀座固定球体浮动时,在流体压力作用下球体在流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,即在该密封面上的比压增大,形成单面密封,同时,阀前阀座密封面上的比压相应减小,往往不保证密封。当阀座浮动球体固定时,流体压力不能使球体产生位移,而是阀座借助于弹簧或流体推力压向球体,建立密封比压。
2、结构
2.1、软密封阀座
(1)普通式
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
(2)弹性式
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
4、结语
阀座和密封圈是球阀的关键部件。密封圈应具有优良的稳定性, 较小的摩擦系数, 不易老化, 密封性能好。阀座应具有一定的强度和刚度, 间隙适中, 受压时不易变形。金属密封阀座应满足高温、高压、强腐蚀、超低温、零泄漏、长寿命、防火安全和耐压耐磨等功能。
参考文献
〔1〕 陆培文. 实用阀门设计手册〔M 〕. 北京: 机械工业出版社, 2002.
〔2〕 周明衡. 管路附件设计选用手册〔M 〕. 北京: 化学工业出版社, 2004.
〔3〕 章华友. 球阀设计与选用〔M 〕. 北京; 北京科学技术出版社, 2004.
