進(jìn)口高溫金屬硬密封球閥的密封結(jié)構(gòu)分析
球閥按密封結(jié)構(gòu)主要分為軟密封和硬密封，硬密封的球閥耐高溫，耐磨，耐高壓，密封難度也大很多，因此對(duì)硬密封球閥的密封結(jié)構(gòu)以及制造工藝的要求很高。我們主要結(jié)合當(dāng)今世界比較代表性的硬密封球閥的品牌美國(guó)威盾VTON高溫硬密封球閥的密封結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行剖析。
一、高溫硬密封球閥的概述
1、閥座材料采用聚四氟乙烯(或填充聚四氟乙烯)的稱為軟密封球閥,其使用溫度不超過(guò)200℃。閥座材料采用金屬制作的稱為硬密封球閥或高溫球閥,其使用溫度高于250℃。近年來(lái)為了滿足高溫工況的需要,國(guó)內(nèi)外球閥生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)優(yōu)化高溫球閥密封結(jié)構(gòu),使其啟閉扭矩明顯降低,使用壽命大大延長(zhǎng),操作性能顯著提高。
2、高溫硬密封球閥閥體表面采用*的噴涂技術(shù)，通過(guò)對(duì)各種不同工況條件的處理，硬度可達(dá)HRC78。閥座密封面的處理，硬度可達(dá)HRC72。球體和閥座進(jìn)行配對(duì)研磨，球閥整個(gè)密封面的所有密封區(qū)域均經(jīng)過(guò)精密研磨。適合于高溫高壓的水、蒸汽、石油、煤炭、纖維、稠性和腐蝕性介質(zhì)，以及帶顆粒的介質(zhì)。金屬密封球閥有浮動(dòng)球和固定球兩種結(jié)構(gòu)金屬閥座環(huán)與球面接觸，通過(guò)作用在閥座環(huán)上均勻的彈簧負(fù)荷使閥座環(huán)與球面形成密封。
3、高溫硬密封球閥的密封特點(diǎn)主要是采用金屬密封副,其優(yōu)點(diǎn)是適用溫度范圍廣,各種金屬的熱膨脹系數(shù)相差不大,只要選用得當(dāng),可以達(dá)到基本一致,有利于協(xié)調(diào)溫差變形。缺點(diǎn)是材料硬度高,達(dá)到密封所必須的比壓高,即使采用預(yù)緊力達(dá)到密封,但因密封比壓大,閥座和球體之間的磨損也很大,而且由于金屬密封面摩擦系數(shù)較大,導(dǎo)致球閥的啟閉力矩較大。因此,高溫球閥大多采用彈性密封副,其性能可靠,彈性補(bǔ)償能力強(qiáng),適用溫度范圍廣,并對(duì)浮動(dòng)球球閥和固定球球閥都適用。
二、高溫硬密封球閥的結(jié)構(gòu)分析
(1)浮動(dòng)球高溫硬密封球閥密封結(jié)構(gòu)
圖1所示硬密封高溫球閥由閥體、球體、閥桿、金屬閥座及閥座與閥體間的柔性石墨密封圈組成。兩個(gè)閥座以閥桿軸心為對(duì)稱中心嵌入閥體,閥座可在閥體嵌入槽中滑動(dòng),閥座與閥體之間的密封靠柔性石墨密封圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于柔性石墨密封圈可壓縮變形,該結(jié)構(gòu)球閥在一定溫度范圍內(nèi)使用不會(huì)因球
體受熱膨脹卡住不能動(dòng)作,此結(jié)構(gòu)硬密封球閥可用于溫度不超過(guò)343℃的工況。
(2)固定球高溫硬密封球閥密封結(jié)構(gòu)
圖5所示高溫球閥常用在某些高參數(shù)工況下。該閥主要由閥體、球體、閥座、上閥桿、下閥桿、螺旋彈簧、壓板、閥座與閥體間密封圈組成。球體由上、下閥桿支撐定位,在介質(zhì)壓力作用時(shí),球體無(wú)閥體軸線方向的位移。兩閥座可在閥體槽中滑動(dòng),當(dāng)球體受熱膨脹時(shí)球體推動(dòng)閥座在閥體槽中滑動(dòng)并壓縮彈簧變形,使球體不致卡死不能動(dòng)作。應(yīng)用中螺旋彈簧可用碟形彈簧取代,亦可將閥桿與球體制作成一體式結(jié)構(gòu)形式。
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