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浮动球球阀密封原理,球阀如何进行密封?
时间: 2019-12-25 13:35:12 浏览次数:
浮动球 球阀 的密封原理 浮动球球阀如何密封: 浮动球球阀 的启闭件是一个球体,中间有一个与管道通径相等的通孔,进口端和出口端各置一个用聚四氟乙烯制造的密封座,并被包容在一个

浮动球球阀的密封原理

 

浮动球球阀如何密封:

 
浮动球球阀的启闭件是一个球体,中间有一个与管道通径相等的通孔,进口端和出口端各置一个用聚四氟乙烯制造的密封座,并被包容在一个金属的阀体内,当球体内的通孔与管线通道重合时,阀门处于开启状态,当球体内的通孔与管线通道垂直时,阀门处于关闭状态,阀门从开启至关闭,或者从关闭至开启球体回转90°角行程(图 1)。

图1球阀密封原理
图1球阀密封原理
 
当球阀处于关闭位置时,进口端的介质压力作用在球体上,产生一个推动球体的力,使球体紧压出口端的密封座,在密封座的锥面上产生一个接触应力,形成一个接触带,接触带单位面积上的作用力称为阀门密封的工作比压,当这一比压大于密封所必需的比压时,阀门就获得了有效的密封。
 
这种不是靠外力的密封方式,由介质压力密封的,称为介质自密封。
 
在设计中,应满足:qb≤ q≤[q],式中qb--密封必需的比压,与密封材料和球体的加工精度有关,MPa;[q]——密封材料的许用比压([gJPTFE = 20,[q]尼龙= 40),MPa。
 
应该指出,传统的阀门如截止阀,闸阀,中线蝶阀,旋塞阀是靠外部施加的力,作用在阀座上来获得可靠的密封,这种借外力施加而获得的密封,称之为强制密封。
 
外部施加的强制密封力带有随意性和不确定性,不利于阀门的长期使用。球阀的密封原理是作用在密封座上的力,由介质的压力产生的。这一作用力是稳定的,是可以控制的,由设计时确定。
 
①为了保证球体在关闭位置时,能产生质的作用,力事先在阀门装配时,球体必须紧贴密封座,而且需要过盈,产生一个预紧比压,这个预紧比压为0.1倍工作压力且不小于2 mpa。这个预紧比压的获得,完全靠设计的几何尺寸来保证。如果设球体和进口、出口密封座组合后的自由高度为一个,左,右阀体组合后内腔容纳球体,密封座的宽度为B,则装配后产生必需的预紧比压所需的过盈为C,必满足:a - b = C,这个C值必须由零件加工的几何尺寸来保证。
 
可以设想这个过盈C是很难确定和保证的。过盈值的大小直接决定阀门的密封性能和操作力矩。
 
②应该特别指出,早期国产的浮动球球阀(图2)由于装配时过盈值难于控制,常常用垫片调整,很多制造商甚至在手册中把这一垫片称为调整垫。这样装配时主、副阀体的连接平面之间存在间隙,这一间隙的存在,由于使用中介质压力波动和温度的波动,以及外部管线载荷作用,会使螺栓松弛,引起阀门外漏。

图2球阀的基本结构
图2球阀的基本结构
 
1一密封座;2 -副阀体;3 -阀杆;4 -球体;5、10 -垫片;6 -主阀体;7 -手柄;8填料;9 -防静电结构
 
③当阀门处于关闭位置时,进口端的介质力作用在球体上,会使球体的几何中心产生一个微小的位作移,与出口端阀座紧密接触,增加密封带上的接触应用力,从而获得可靠的密封;而进口端阀座与球体相接触的预紧力将减小,影响进口密封座的密封性能,这种球阀结构,就是在工作状态下,球体几何中心。
 
时小位移的球阀,称之为浮动球球阀。
 
浮动球球阀是出口端密封座密封,进口端阀座是否有密封功能是不确定的。
 
④浮动球球阀结构是双向的方向,即两个介质流动方向均可密封。
 
⑤球体相接的密封座是高分子材料制造的,球体转动时,可能产生静电,如无特殊的结构设计一-防静电设计,则静电可能在球体上积聚。
 
⑥对于由两个密封座组成的阀门,阀腔可能积聚介质,某些介质可能由于环境温度和使用工况变化而异常升压,引起阀门压力边界的破坏,应予以注意。

 


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