浮動(dòng)球球閥密封原理，球閥如何進(jìn)行密封？

時(shí)間: 2019-12-25 13:35:12 瀏覽次數(shù)：

浮動(dòng)球球閥的密封原理浮動(dòng)球球閥如何密封: 浮動(dòng)球球閥的啟閉件是一個(gè)球體,中間有一個(gè)與管道通徑相等的通孔,進(jìn)口端和出口端各置一個(gè)用聚四氟乙烯制造的密封座,并被包容在一個(gè)

浮動(dòng)球球閥的密封原理

浮動(dòng)球球閥如何密封:

浮動(dòng)球球閥的啟閉件是一個(gè)球體,中間有一個(gè)與管道通徑相等的通孔,進(jìn)口端和出口端各置一個(gè)用聚四氟乙烯制造的密封座,并被包容在一個(gè)金屬的閥體內(nèi),當(dāng)球體內(nèi)的通孔與管線通道重合時(shí),閥門處于開啟狀態(tài),當(dāng)球體內(nèi)的通孔與管線通道垂直時(shí),閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，閥門從開啟至關(guān)閉,或者從關(guān)閉至開啟球體回轉(zhuǎn)90°角行程(圖 1)。

圖1球閥密封原理

當(dāng)球閥處于關(guān)閉位置時(shí),進(jìn)口端的介質(zhì)壓力作用在球體上,產(chǎn)生一個(gè)推動(dòng)球體的力,使球體緊壓出口端的密封座,在密封座的錐面上產(chǎn)生一個(gè)接觸應(yīng)力,形成一個(gè)接觸帶,接觸帶單位面積上的作用力稱為閥門密封的工作比壓,當(dāng)這一比壓大于密封所必需的比壓時(shí),閥門就獲得了有效的密封。

這種不是靠外力的密封方式,由介質(zhì)壓力密封的,稱為介質(zhì)自密封。

在設(shè)計(jì)中,應(yīng)滿足:qb≤ q≤[q],式中qb--密封必需的比壓,與密封材料和球體的加工精度有關(guān),MPa;[q]——密封材料的許用比壓([gJPTFE = 20,[q]尼龍= 40),MPa。

應(yīng)該指出,傳統(tǒng)的閥門如截止閥,閘閥,中線蝶閥,旋塞閥是靠外部施加的力,作用在閥座上來獲得可靠的密封,這種借外力施加而獲得的密封,稱之為強(qiáng)制密封。

外部施加的強(qiáng)制密封力帶有隨意性和不確定性,不利于閥門的長期使用。球閥的密封原理是作用在密封座上的力,由介質(zhì)的壓力產(chǎn)生的。這一作用力是穩(wěn)定的,是可以控制的,由設(shè)計(jì)時(shí)確定。

①為了保證球體在關(guān)閉位置時(shí),能產(chǎn)生質(zhì)的作用,力事先在閥門裝配時(shí),球體必須緊貼密封座,而且需要過盈,產(chǎn)生一個(gè)預(yù)緊比壓,這個(gè)預(yù)緊比壓為0.1倍工作壓力且不小于2 mpa。這個(gè)預(yù)緊比壓的獲得,完全靠設(shè)計(jì)的幾何尺寸來保證。如果設(shè)球體和進(jìn)口、出口密封座組合后的自由高度為一個(gè),左,右閥體組合后內(nèi)腔容納球體,密封座的寬度為B,則裝配后產(chǎn)生必需的預(yù)緊比壓所需的過盈為C,必滿足:a - b = C,這個(gè)C值必須由零件加工的幾何尺寸來保證。

可以設(shè)想這個(gè)過盈C是很難確定和保證的。過盈值的大小直接決定閥門的密封性能和操作力矩。

②應(yīng)該特別指出,早期國產(chǎn)的浮動(dòng)球球閥(圖2)由于裝配時(shí)過盈值難于控制,常常用墊片調(diào)整,很多制造商甚至在手冊中把這一墊片稱為調(diào)整墊。這樣裝配時(shí)主、副閥體的連接平面之間存在間隙,這一間隙的存在,由于使用中介質(zhì)壓力波動(dòng)和溫度的波動(dòng),以及外部管線載荷作用,會(huì)使螺栓松弛,引起閥門外漏。

圖2球閥的基本結(jié)構(gòu)

1一密封座;2 -副閥體;3 -閥桿;4 -球體;5、10 -墊片;6 -主閥體;7 -手柄;8填料;9 -防靜電結(jié)構(gòu)

③當(dāng)閥門處于關(guān)閉位置時(shí),進(jìn)口端的介質(zhì)力作用在球體上,會(huì)使球體的幾何中心產(chǎn)生一個(gè)微小的位作移,與出口端閥座緊密接觸,增加密封帶上的接觸應(yīng)用力,從而獲得可靠的密封;而進(jìn)口端閥座與球體相接觸的預(yù)緊力將減小,影響進(jìn)口密封座的密封性能,這種球閥結(jié)構(gòu),就是在工作狀態(tài)下,球體幾何中心。

時(shí)小位移的球閥,稱之為浮動(dòng)球球閥。

浮動(dòng)球球閥是出口端密封座密封,進(jìn)口端閥座是否有密封功能是不確定的。

④浮動(dòng)球球閥結(jié)構(gòu)是雙向的方向,即兩個(gè)介質(zhì)流動(dòng)方向均可密封。

⑤球體相接的密封座是高分子材料制造的,球體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可能產(chǎn)生靜電,如無特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一-防靜電設(shè)計(jì),則靜電可能在球體上積聚。

⑥對于由兩個(gè)密封座組成的閥門,閥腔可能積聚介質(zhì),某些介質(zhì)可能由于環(huán)境溫度和使用工況變化而異常升壓,引起閥門壓力邊界的破壞,應(yīng)予以注意。

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