單座調(diào)節(jié)閥軟密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1、1介紹調(diào)節(jié)閥（也稱(chēng)為控制閥controlvalve）是過(guò)程控制回路的終端控制元件，但也是系統(tǒng)過(guò)程控制回路中較為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)閥按調(diào)節(jié)型式可以分為調(diào)節(jié)型、調(diào)節(jié)切斷型和切斷型3類(lèi)，其中調(diào)節(jié)切斷型和切斷型的調(diào)節(jié)閥，泄漏量必須達(dá)到ASMEB16.104VI級(jí)（即氣泡級(jí)）的要求。調(diào)節(jié)切斷型調(diào)節(jié)閥通常采用軟密封結(jié)構(gòu)才能做到VI級(jí)泄漏量的要求。本文針對(duì)直行程調(diào)節(jié)閥中用量最多，多數(shù)廠家都在生產(chǎn)的單座調(diào)節(jié)閥的軟密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析探討。2

2、結(jié)構(gòu)分析2.1傳統(tǒng)的單座調(diào)節(jié)閥軟密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20世紀(jì)80年代開(kāi)始，隨著我國(guó)改革開(kāi)放政策的貫徹和落實(shí)，一些調(diào)節(jié)閥制造廠引進(jìn)了國(guó)外著名調(diào)節(jié)閥廠商的技術(shù)和產(chǎn)品，使我國(guó)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品的品種和質(zhì)量得到明顯提高。其中具有代表性的是日本山武公司的Cv3000系列調(diào)節(jié)閥，如Cv3000系列中的HTS單座調(diào)節(jié)切斷型調(diào)節(jié)閥（即軟密封）的典型結(jié)構(gòu)（圖1）。調(diào)節(jié)閥的軟密封環(huán)通過(guò)閥瓣頭和螺釘鑲嵌到閥瓣柄中，閥座通過(guò)螺紋連接擰緊在閥體上。1閥體2閥座3閥瓣頭4軟密封環(huán)

3、5螺釘6閥瓣柄圖1傳統(tǒng)單座調(diào)節(jié)閥軟密封結(jié)構(gòu)當(dāng)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，閥座的凸起表面嵌入到軟密封環(huán)中（軟密封環(huán)通常由聚四氟乙烯等彈性材料制成），該處的彈性材料變形包圍住閥座凸起表面，由此確?？煽康拿芊庑Ч?，同時(shí)閥桿也不至于受到過(guò)大的推力。由此可見(jiàn)，閥門(mén)在關(guān)閉時(shí)僅僅用適當(dāng)?shù)牧涂梢源_保密封，而彈性材料本身也能夠持久地支承住這個(gè)關(guān)閉力。這一點(diǎn)對(duì)于開(kāi)啟長(zhǎng)期處于關(guān)閉的閥門(mén)特別有意義。由于彈性材料表面不是發(fā)生永久性變形，所以能保證閥座和閥瓣多次重復(fù)啟閉

4、時(shí)的密封性。此外又因?yàn)榍度霃椥圆牧系拈y瓣能夠修正密封副在同心度方面的較小偏差，所以對(duì)于閥瓣和閥座的制造位置精度要求可以較低。改進(jìn)型軟密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也存在一定的缺點(diǎn)。首先，軟密封環(huán)一旦失效，金屬擋環(huán)也只能起到暫時(shí)的密封，必須要盡快更換。另外，如果介質(zhì)中帶有固體顆粒時(shí)，極容易卡在閥瓣和閥座中間，妨礙了閥座的密封，會(huì)引起泄漏，繼而由于介質(zhì)的高速?zèng)_刷而使閥座表面被沖蝕破壞。2.3新型軟密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了彌補(bǔ)上述結(jié)構(gòu)的不足，出現(xiàn)了如圖3所示的新型單座

5、調(diào)節(jié)閥軟密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。新型結(jié)構(gòu)中，密封副采用金屬密封和聚四氟乙烯彈性密封雙密封設(shè)計(jì)。金屬密封閥座可起支撐作用，防止軟密封環(huán)因壓力過(guò)大而被壓碎。軟密封環(huán)由彈性O(shè)形圈支撐并受到金屬壓圈的保護(hù)，附加的金屬壓圈免除了軟密封元件過(guò)載的危險(xiǎn)，這樣就是經(jīng)過(guò)50萬(wàn)次的開(kāi)關(guān)后還能做到氣泡級(jí)（VI級(jí)）密封，點(diǎn)滴不漏。圖4為閥門(mén)全關(guān)狀態(tài)，金屬密封與彈性密封同時(shí)作用，密封嚴(yán)密、可靠。圖5為閥門(mén)全開(kāi)狀態(tài)，彈性軟密封環(huán)恢復(fù)彈性。在閥門(mén)剛剛打開(kāi)的瞬間，在密封件外緣處