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浮動球球閥密封原理，球閥如何進行密封？

時間: 2019-12-25 13:35:12 瀏覽次數(shù)：
浮動球 球閥 的密封原理 浮動球球閥如何密封: 浮動球球閥 的啟閉件是一個球體,中間有一個與管道通徑相等的通孔,進口端和出口端各置一個用聚四氟乙烯制造的密封座,并被包容在一個

浮動球球閥的密封原理

 

浮動球球閥如何密封:

 
浮動球球閥的啟閉件是一個球體,中間有一個與管道通徑相等的通孔,進口端和出口端各置一個用聚四氟乙烯制造的密封座,并被包容在一個金屬的閥體內(nèi),當球體內(nèi)的通孔與管線通道重合時,閥門處于開啟狀態(tài),當球體內(nèi)的通孔與管線通道垂直時,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
圖1球閥密封原理
 
當球閥處于關(guān)閉位置時,進口端的介質(zhì)壓力作用在球體上,產(chǎn)生一個推動球體的力,使球體緊壓出口端的密封座,在密封座的錐面上產(chǎn)生一個接觸應力,形成一個接觸帶,接觸帶單位面積上的作用力稱為閥門密封的工作比壓,當這一比壓大于密封所必需的比壓時,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)計中,應滿足: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,稱之為強制密封。
 
外部施加的強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)計時確定。
 
①為了保證球體在關(guān)閉位置時,能產(chǎn)生質(zhì)的作用,力事先在閥門裝配時,球體必須緊貼密封座,而且需要過盈,產(chǎn)生一個預緊比壓,這個預緊比壓為0.1倍工作壓力且不小于2 mpa。這個預緊比壓的獲得,完全靠設(shè)計的幾何尺寸來保證。如果設(shè)球體和進口、出口密封座組合后的自由高度為一個,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)生必需的預緊比壓所需的過盈為C,必滿足:a - b = C,這個C值必須由零件加工的幾何尺寸來保證。
 
可以設(shè)想這個過盈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應該特別指出,早期國產(chǎn)的浮動球球閥(圖2)由于裝配時過盈值難于控制,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)壓力波動和溫度的波動,以及外部管線載荷作用,會使螺栓松弛,引起閥門外漏。

圖2球閥的基本結(jié)構(gòu)
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當閥門處于關(guān)閉位置時,進口端的介質(zhì)力作用在球體上,會使球體的幾何中心產(chǎn)生一個微小的位作移,與出口端閥座緊密接觸,增加密封帶上的接觸應用力,從而獲得可靠的密封;而進口端閥座與球體相接觸的預緊力將減小,影響進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。
 
時小位移的球閥,稱之為浮動球球閥。
 
浮動球球閥是出口端密封座密封,進口端閥座是否有密封功能是不確定的。
 
④浮動球球閥結(jié)構(gòu)是雙向的方向,即兩個介質(zhì)流動方向均可密封。
 
⑤球體相接的密封座是高分子材料制造的,球體轉(zhuǎn)動時,可能產(chǎn)生靜電,如無特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計一-防靜電設(shè)計,則靜電可能在球體上積聚。
 
⑥對于由兩個密封座組成的閥門,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,應予以注意。

 


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