高温球阀阀座密封结构分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)四川飞球( 集团) 有限责任公司 作者:黄志慧

1、概述

  金属密封球阀广泛应用于石油、化工、电力、制药、食品和轻工等行业,适用于控制高温或带有颗粒及纤维的流体介质。由于阀门使用温度不同,其阀座密封结构也不同。

2、O 形圈密封阀座

  O 形圈密封阀座( 图1) 是常用的一种阀座密封形式,适用于输送250℃ 以下的介质。当管道有介质通过时,在阀座和阀体之间采用阀座圈、O 形圈和螺旋弹簧,构成了金属密封球阀装置。O 形圈实现了阀体和阀座密封组件之间的密封,螺旋弹簧的预紧力推动阀座圈与球体接触,实现了阀座和球体的密封,同时也实现了球体和阀体之间的密封。此密封阀座具有自动泄压功能,不会因为阀体腔内介质的不稳定发生化学变化或相态变化而引起异常升温,阀门具有较强的安全性。阀门工作时只有一侧阀座起密封作用,故阀门的操作力矩相对较小,设计和加工较简单,密封效果也好。但O 形圈密封阀座不具有耐高温性能,当阀门输送的介质温度高于250℃时,O 形圈的密封性能就会失效,导致阀体和阀座密封装置间不能密封,造成阀门的泄漏,影响阀门的使用寿命。

3、压环填料密封阀座

  压环填料密封阀座( 图2) 通常适用于控制高温和带有颗粒或纤维的流体介质。在阀座和阀体之间设置阀座密封圈、阀座填料环、阀座压环和螺旋弹簧形成了阀座密封。在无介质压力的初始状态下,由螺旋弹簧提供预紧力,将阀座压环推向阀座填料环,阀座填料环内的填料压缩后形成密封,实现了阀体与阀座密封组件的初始密封。螺旋弹簧的预紧力同样传递给阀座密封圈,使阀座密封圈压紧球体,实现了球体与阀座之间的初始密封。当有介质通过时,介质的压力对阀座压环和阀座密封圈形成推力,进一步压缩阀座填料环内的填料,并使阀座密封圈紧密贴紧球体,形成工作状态下的密封。

 O 形圈密封阀座

1. 球体 2. 阀座 3. 阀座圈 4. O 形圈 5. 螺旋弹簧 6. 阀体

图1 O 形圈密封阀座

  阀座填料环内填充的柔性石墨材料能够承受250℃以上的高温,因此阀门能够在高温环境下使用。阀座填料环的横截面形状为楔形,易于压紧并形成密封。阀座密封圈及阀座压环上带有导向环,有效的起到了防尘、防杂质和防堆积的作用。但压环填料密封阀座设计制造相对复杂,操作力矩较大。

压环填料密封阀座

1. 球体 2. 阀座 3. 阀座密封圈 4. 阀座填料环 5. 阀座压环 6. 螺旋弹簧 7. 阀体

图2 压环填料密封阀座

4、结语

  O 形圈密封阀座与压环填料密封阀座通过合理的设计均能保证其实现有效的密封。根据不同的压力、温度和工况条件选取需要的密封结构,可以降低管线系统成本,延长阀门的使用寿命。

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