雙面金屬密封浮動球閥

摘 要：介紹了雙面金屬密封浮動球閥的工作原理和結構特點，改進了閥座及填料壓蓋密封結構，提高了金屬密封浮動球閥的密封性能和使用壽命。

關鍵詞：動負載；雙面密封；活塞式密封結構閥座；密封性能；使用壽命。

1.概述

在石油、石化、電力、鋼鐵、食品等某些特殊工業領域，管道中輸送介質的工況非常惡劣，所以對閥門有很嚴格的要求，要求閥門密封能夠完全達到零泄漏，工作溫度長期在300～600℃，并且要求很短的啟閉時間。在這個非常苛刻的使用領域，單向金屬密封浮動球閥曾經被廣泛使用。在閥門的頻繁開啟和關閉過程中，很容易造成球體和閥座、閥桿和閥桿填料間的密封泄露。由于管道中輸送的介質可能是易燃、易爆、毒性或腐蝕性等對環境和社會危害性很大的介質，泄漏后容易發生不可預知的危險。故閥門一旦發生泄漏，就必須立即進行維修和更換。但為滿足實際生產需要，一般要求閥門的使用周期較長，閥門維修和更換周期的縮短，意味著會造成生產成本的急劇增加，所以用戶要求閥門的密封性能要好、使用周期要長。在這種背景下，我們經過多方面的研究和試驗，開發出了雙面金屬密封浮動球閥。

雙面金屬密封浮動球閥在普通金屬密封浮動球閥基礎上，對閥門的閥座結構及閥桿填料密封結構進行了改進。在保證閥門密封性能的同時，又提高了閥門的使用壽命，延長了維修和更換閥門的周期。

2.結構特點

雙面金屬密封浮動球閥（圖1）主要由閥體、閥蓋、球體、閥座、閥座填料、蝶簧座、閥座蝶簧、閥桿、閥桿填料、填料壓蓋、限位螺釘、壓蓋蝶形、手柄等部分組成。

2.1.動負載填料結構

雙面金屬密封浮動球閥（圖1）在原有普通金屬密封浮動球閥（圖2）基礎上，增加了一對壓蓋蝶簧13，使其與閥桿8、閥桿填料9、填料壓蓋10及限位螺釘12一起形成閥門的填料密封。

2.2.活塞式閥座結構

雙面金屬密封浮動球閥（圖1）前后閥座均采用活塞式密封結構，球體2和閥座3形成金屬密封副，閥座填料4和閥蓋5、閥體1及閥座3分別構成非金屬密封副，蝶簧支座6和蝶簧7構成閥座的預緊裝置，提供閥座的預緊比壓，保證閥門的密封。

3.工作原理

3.1.雙面金屬密封浮動球閥（圖1）是一種雙向流動控制閥，在管道輸送等工業領域中主要用于切斷和導通介質，全開全關。這種球閥具有固定球球閥的活塞式彈性閥座結構，結構非常緊湊。前后閥座按固定球球閥閥前閥座密封的原理設計。因此，進出口閥座均能密封，具有雙面密封的優點，適用于密封要求很高的場合。

當閥門關閉時，介質壓力推動進口閥座向球體及出口閥座靠緊，從而使進口閥座與球體、球體與出口閥座間同時均達到密封目的，能夠真正的實現硬密封浮動球閥的零泄漏。因為本閥門前后閥座結構相同，當管道中輸送介質反向流動時，閥門同樣也能達到進出口閥座雙面密封的目的。因此本閥門能夠不受介質流動方向的控制，可任意方向安裝。

另外，在啟閉過程中，球體沿閥體軸線轉動，因閥座前后蝶簧始終處于壓縮狀態，故進出口端閥座在蝶簧作用下始終能夠和球體緊密接觸，確保介質中的固體顆粒不能進入密封副間，避免了密封面非正常損傷，故此雙面金屬密封浮動球閥能夠適用于含固體顆粒雜質的工況。

3.2.普通金屬密封浮動球閥在閥門的泄露問題上往往集中在閥座的內漏方面，忽略填料外漏，隨著閥門開關次數的增加，往往閥門內漏還沒出現，填料與閥桿接觸的部位就出現磨損泄漏現象，大大縮短了閥門的使用壽命。

雙面金屬密封浮動球閥采用動負載填料結構，在限位螺釘下面加上一對壓蓋蝶簧13（圖1 ），增加填料的密封預緊力，當填料與閥桿接觸的部位出現磨損時，由于壓蓋蝶簧的存在，能夠時刻保證填料的密封，大大的延長了閥門的使用壽命。

4.結語

雙面金屬密封浮動球閥非常適合于石油、石化、電力、鋼鐵等某些特殊工業領域的苛刻工況。安裝空間小，雙保險的雙面密封，耐高溫，零泄漏，啟閉時間短。這些優點，讓雙面金屬密封浮動球閥在特殊使用領域有更廣泛的發展空間。

參考文獻：

[1] 陸陪文主編 實用閥門設計手冊 第2版。北京，機械工業出版社。2007年9月。

[2] 洪勉成 陸培文 高鳳琴主編 閥門設計計算手冊。北京，中國標準出版社。1994年7月。

[3] 美國石油學會 API 6D-2008 第23版 管線閥門。2008年10月。

作者簡介：

閻大勇（1976.4-）男，遼寧省葫蘆島市人，工程師，現從事閥門的新產品開發和技術工作。