試析閥門密封結構的改進與應用

張沙

摘 要:隨著我國工業(yè)科技的不斷發(fā)展,新型閥門工藝也開始被廣泛應用在工業(yè)中,而對于一些關鍵密封部件的技術也有了更高的要求。閥門作為在工業(yè)行業(yè)中最為常見的部件之一,在保證工業(yè)生產(chǎn)安全上有著非常重要的作用。本文通過對閥門密封結構的理論優(yōu)化與改進,并利用截止閥、蝶閥的密封結構改進實例與應用,對于閥門密封結構作簡單論述。

關鍵詞:閥門密封結構改進應用

中圖分類號:TG26 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0081-01

1閥門密封結構概述

在目前的閥門使用上,最為普遍的問題就是閥門的強度失效與密封失效。對現(xiàn)代閥門密封結構設計影響的因素有:在密封結構中包括了復雜特性的密封元件;工作狀態(tài)中密封結構所遇到的不穩(wěn)定狀況,例如溫度、密封介質特性、壓力等。所以在大部分情況下,閥門的設計人員往往使用傳統(tǒng)憑經(jīng)驗確定密封結構的辦法。而隨著科技的發(fā)展,行業(yè)領域內對于閥門的密封結構做了大量的分析與研究,提出了許多閥門密封結構相關的設計方法與改進方法,以最大程度優(yōu)化閥門密封結構的設計,改善閥門密封結構的有效性,并同時延長其使用壽命,提升工作效率。

閥門密封可分作接觸密封與非接觸密封。前者依靠密封力讓密封面能夠互相接觸同時嵌入,使其之間的間隙得以減少或者消除。而后者則是利用密封的組件對被密封的流體所產(chǎn)生壓力降實現(xiàn)密封效果,其在密封的時候,動靜件并不互相接觸。而在接觸密封中還能分成彈性與非彈性密封。前者彈性體采用高分子的彈性材料制作,可通過對變形的補償,保證密封的效果。而后者則是采用金屬或者石墨等非彈性的材料制作而成。

2 截止閥密封結構改進

2.1 問題分析

截止閥的閥盤、閥座的內密封面是硬密封型,在密封效果失去后,若送回生產(chǎn)廠家進行修復,則成本較高。而在一般日常生產(chǎn)中,閥門密封結構損壞的修復方法有

(1)利用研磨石或是砂紙同時加入適量的研磨劑對損傷部分進行研磨,但這個方法只適用于受損面較小的密封結構。

(2)在車床上對受損傷的密封元件進行車削加工,其缺點是耗費時間長且修復后的密封件在材質、強度、結構組織等方面均發(fā)生一定變化,使其后續(xù)使用效果并不理想。

2.2 密封結構改進

綜合對硬質密封結構不容易修復的特點進行考慮,在其閥盤的端面中心位置焊接全螺紋小螺栓一只,利用聚四氟乙烯或是橡膠板制作成與閥盤密封面同樣尺寸的密封墊,再通過對墊片的調整與螺母的壓緊裝置把密封墊在閥芯上進行固定,就可實現(xiàn)與相配套閥座的使用,即圖1。

2.3 改進效果

經(jīng)過對其改進后的反復試用效果良好,基本上沒有對閥門流道的介質流速產(chǎn)生影響,密封結果良好,從而有效解決了因閥門密封面損壞且不易修復所產(chǎn)生的影響生產(chǎn)的問題。

(1)當閥門再次出現(xiàn)內漏情況時,只要將磨損的密封墊進行更換就能完成修復,成本得到節(jié)約。

(2)軟質密封墊和硬質閥座的密封面形成了密封的接合面,從改進前剛性的硬密封面變成軟硬接合密封面,與此同時加大了密封的面積。

(3)當閥座的密封面產(chǎn)生較小損傷情況時,可利用調節(jié)閥門的絲桿開啟度將軟質密封墊壓緊,以作補償。

2.4 改進注意點

(1)在閥盤上所焊接的螺栓不能過長,不然則會因螺栓的過長因而抵住了閥體的內流道,形成密封面架空的情況,就發(fā)揮不了其密封的作用;在組裝過程中要重點對絲桿開度進行檢查并調整,以確保密封面能夠嚴絲合縫。

(2)其調整墊要選擇合適的,襯墊的厚度應該稍小于或等于閥盤的密封面高度,以使軟密封墊和閥盤的密封面處在一個平面之上緊密貼合。

(3)在螺母旋緊以后適當作放松處理,以防止壓緊的螺母發(fā)生脫落的情況。

3蝶閥密封結構改進

3.1 問題分析

目前的蝶閥密封結構均處于蝶板的正向受壓狀態(tài)之下時,其密封效果較好,而當介質反向對蝶板施壓時,其密封效果就出現(xiàn)一定的瑕疵,這個問題在大口徑閥門上特別突出。在供水管網(wǎng)的應用上,其閥門在關閉時的受壓狀態(tài)是不穩(wěn)定的。在蝶板受壓時,不管它的剛性再好、配合的間隙再小也都會造成因受力而變形,從而產(chǎn)生相對位移,而這種變化將直接對閥門密封性與啟閉力矩產(chǎn)生影響,最終影響閥門的正常使用壽命。

3.2 密封結構改進

對蝶閥的結構設計上做了幾個方面的改進,以保證雙向金屬型密封蝶閥的雙向密封效果:

(1)對下閥軸和閥體的固定使用較緊的過渡配合,以減少其配合間隙,從而改變蝶板的受力支承點,進而降低蝶板的受壓變形量。

(2)使用雙偏心的球面結構和彈性薄壁的金屬圈結構配合作為密封副,以實現(xiàn)對其位移的補償與彈性變的補償。在閥門處在開啟的狀態(tài)時,其將完全脫離而不會形成磨損,它采用不銹耐酸鋼,避免了銹蝕情況的發(fā)生。當閥門處在關閉的狀態(tài)時,因蝶板是球面的結構,使密封副的調整范圍較寬,蝶板正向受壓,導致彈性的金屬密封圈一同位移的狀態(tài)下,內徑變大,比壓值上升,幅度較小,蝶板反向受壓,彈性的金屬密封圈一同位移的狀態(tài)下,內徑縮小,比壓值下降,但同時可以保證其最低密封的比壓值,從而確保其反向密封的效果。

3.3 改進效果

因其改進保證了結構的設計,使雙向金屬的密封蝶閥使用壽命延長,可達普通蝶閥的3至5倍,同時有效減少使用單位閥門的更換頻率,對使用單位的成本起到了很好的降低作用,加之因其開啟力矩的變化較小,所以閥門的開啟顯得輕便且開啟的圈數(shù)少,減少了相應的工作強度,提升了工作效率。

參考文獻

[1] 郭振.閥門密封結構的改進及應用.[J].小氮肥.2011,39(11).