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摘 要:介绍了高温硬密封球阀的密封特点,分析了各种硬密封球阀的阀座结构形式及密封原理,提出了密封结构的改进途径。
关键词:硬密封球阀;密封结构
1概述
球阀由于具有流体阻力小、操作方便、启闭迅速、密封性好、可靠性高等特点,在短短的数十年里发展迅速,尤其在石油化工、长输管线及城市供暖等行业得到了广泛的应用。气动调节阀然而工业和民用领域大量使用的球阀是阀座材料为聚四氟乙烯(或填充聚四氟乙烯)的软密封球阀,其使用温度不超过200℃。由于在高于250℃条件下可作为球阀软密封阀座的高分子材料品种有限,高温球阀阀座基本上采用金属制作,即高温球阀密封通常采用硬密封形式。近年来为了满足高温工况的需要,硬密封球阀得到了迅速发展,国内外不少球阀生产企业在硬密封高温球阀构上做了不少工作,通过优化密封结构设计研究,高温球阀启闭扭矩明显低,寿命大大延长,使用性能显著提高。
2高温球阀硬密封结构研究
21 高温球阀的密封特点
高温球阀的密封特点主要是采用金属密封副,其优点是适用温度范围广,各种金属的热膨胀系数相差不大,只要选用得当,可以达到基本一致,有利于协调温差变形。缺点是材料硬度高,达到密封所必需的比压高,即使采用预紧力达到密封,但因密封比压大,阀座和球体之间的磨损也很大,而且由于金属密封面摩擦系数较大,导致球阀的启闭力矩较大。因此,高温球阀大多采用弹性密封结构,弹性密封结构性能可靠,弹性补偿能力强,适用温度范围广,并对浮动球和固定球结构球阀都适用。高温球阀在预紧力和流体压力的作用下,阀座与球体压紧,使阀座材料产生变形而达到密封。其密封效果取决于阀座在流体压力和预紧力的作用下,能够补偿球体不圆度和微观不平度的程度。因此,阀座与球体之间必须具有足够大的密封比压qb,且应满足以下条件:

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