控制阀软阀座密封件的改进.pdf

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1992年第4期
:35
控制软座密封件的改进
TH134
前直
肖振
体和阀座之间采用不同的角度来实现线接触密
在现代动力工厂中通过控阀门的压力降封的。采用这种方法时,驱动装置的推力是作用
越来越高,使阀广在各种严峻王沉下长期存在在一个很小的窄条上,因此在岡座上所产生的
的泄漏问题趣来越受到人们的关注。流体控制应力也只是作用在很小的面积上、其局部应力
门的泄漏造成的经济损失很大,它不仅造成值很大。这种座接触表面的微观结构中存在
能源的浪费,更重要的是由于泄漏会引起密封着许多各种各样的凸峰和凹沟(图2),为了实
面的冲蚀和气蚀、并由此引起阀订很快失效和现关闭时阀座完全不泄漏,其关闭力必须很大。
损坏,使整个生产过程中断。
以足够使那些凸峰部位压入到阀座表面里去,
本文介绍一种无泄漏阀门的使用范例。这只有这样才能保証塞体四周各部位形成完全密
是在给水泵再循环系统中,该阀在整个使用过封接触。这种密封接触方式虽然能够做到,但要
程中大多是处于关闭状态,通过阀门的压力降想保证在几次重复关闭中都能实现可靠的密封
很大。阀门在这种工祝条件下,如果产生泄清就是不可能的。如果一-且出现了泄漏,则很快就会
会出现一条泄道。当阀门密封件表面出现这种在密封面上发生冲蚀和气蚀现象、特別是『丁
泄道时,由于焖订前后的压差很大,流体就会以用在压力降很大的情况下,这种现象更会很快
很高的流速冲刷阀座表面,即使泄漏通道相当出现
徽小,也会由于流体高速冲刷而产生严軍磨蚀,
使密封表面很快地出现使沟,造成阀门功能失
效
在现代工厂中,单级给水泵再循环系统阀
门泄漏所遊成的能量损失是相当可观的,大约
每年浪费10万美元。如果再将因丁报废而造
成的停工维修带来的损失考虑进去,则会大大
姐过这个数值。
人们发现金属阍座的阀了已经不能适应这
种使用要求,而过去采用的软密封阀座也只能
图1金阍座密封状況
有效地被用在少数的情况。这主要是受到密封
.觎体2.座环3.峦封部位4.节流套5.塞体
材料本身的限制和软阀座在流体中冲刷作用下
难以定位的影响。
为解决这方面的难题,近些年来人们在软
密封结构设计方面进行了很多努力,也取得了
些进展和成功。现将一种新颖的能保证关闭
图2金属座观结构
性能的软阍座密封结构介绍如下,它能在阀门
、座2世通道
长期愧用中保证泄清北为零
3.表面粗檐度16~32英寸4.塞体5.密封部位
2.金对金属的座密封
虽然采用硬质合金或硬化金属阀座能够具
当前在阀座密封方面有两种常用的方式,有良好的耐冲蚀能力,但在压力降为125bar
即金属对金属和金属对软材料阀座的密封。
(12.5MPa)的工况下,要想找到一种能保证不
金属对金属的密封结构(图1)是在密封塞泄漏的金属座材料是很难的
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从另外一?方石?崾想做训一点不泄漏,必密封副在同轴度方面的较小偏差,所以对于
须要使关『塞体和座的配合十分理想这也座和塞体的制造位置精度要求可以较低
是很难小到的,因为前的械加工能力不可
但是,这种形式的软座结构也有一些弊
能制造出这的理想表面
端?首先是难于限定关闭力的大小、即使当关闭
当前,金属时金属密封的座结构应用十件接触到弹性阙座时,关闭动作也不能适时停
分广泛,而[大多数都能获得满意效果,但是把止?因而使弹性材料容易出现永久性变形。尤其
这种密封副结构使用在力差很大的场合时,是当阀门长期处于关闭时,岡座长期受到过載
就会出现众多的问题。其中主要的一点是这种压力前使其出现永久性变形、一旦开启后再关
工况使用条件下,必须要符合 ANSI B16.304中闭时就容易失效
关于6级泄漏标性要求,而金属密封副对于这
其次,在阀门开启过程中,由于阀座最外层
样的标准是很难达到的(參见附录A中的允许表面起到节流作用,而此时软座要承受很大
泄漏率,该泄漏率浧上述标准坝定的)。正是基的压力降,使得阀门在刚一打开的短时间内出
于这种原国,使得阀们制造家开始转向对弹现介质的高速流动。这将使阀座表面产生冲蚀
性软材料的关法?相继研究出一些不同材质的造成软阙座表面的迅速破坏。
阀座密封副,它们可以满足在较高压力降下的
早期研制使用的这种软阙座结构,在现代
6级泄漏标准要荥和有足的够的寿命
工厂中的一般工况下,仅仅能维持几次开关,而
3,早期的軟座结构
且只限于使用在公称通径50um以下和压力降
所谓软座结樹是将蝉村料与关件做小于175bar(]7、5Mpa)的情祝。在公称通径和
密封配合(图3)。当門『处于关闭状态时,塞体压力降大于上述参数的条件下,是会很快发生
的凸起表面嵌入到弹性村中,该处的弹性材问题的,较大口径的阀座往往很快出现沟蚀,并
料则变形包围住塞体表面,由此来确保可靠的且由于高流速和大流量的原因还会造成阀座嵌
密封效果,同时阀杆不致于受到过大的推力、入部位的脱离,而使整个座损坏
由此可见,阀门在关闭时仅用适当的力就可以
4.自压式软阳座结构
确保密封,而弹性村料本身也能够持久地支承
随着动密封技术和所用材料的不断发展,
住这个关闭力,这一点对于开启长期处于关闭人们也试图将这些技术和材料应用在门密封
的阀门特別有意义。
件上。实践证明在有些场合下压力平和软
座的应用得到了成功。
图4为自压式密封件的典型结构,它是一
种软阀座的平式单阀座。在这种结构设计中
是用一种弹性密封座来代替支承套中的金属阀
座、并在其中安置了一个支承弹簧。其工作原理
是这样的:当在体内腔表面有压力作用时,密
封阀座膨胀,使其与壳体和塞体底部接触,这祥
就可以利用阀体内部介质的压力实现自E密
封。从图4可以明显看出,U形弹簧嵌入在软网
↓守
座之内.在其受内压作用撑开时,可使阚座与
1.节套2.体.艸ド判t,坏5.阳体
体和塞体紧紧相连,并实现6的标准審封。这
由于软阀座表面通不易戈生永久性变种U形的弹簧密封座不仅能提供一定的初
形,所以能保证塞体和阀座多次重复启闭时的始密封力,而且当層门开启时阈座的外缘能够
密封性。此外因为弹性材料的座能够修正保证离开塞体下端,使介质畅通