試析閥門密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與應(yīng)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(yīng)用在工業(yè)中,而對于一些關(guān)鍵密封部件的技術(shù)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(jié)構(gòu)的理論優(yōu)化與改進(jìn),并利用截止閥、蝶閥的密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)實(shí)例與應(yīng)用,對于閥門密封結(jié)構(gòu)作簡單論述。

關(guān)鍵詞:閥門密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)應(yīng)用

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

1閥門密封結(jié)構(gòu)概述

在目前的閥門使用上,最為普遍的問題就是閥門的強(qiáng)度失效與密封失效。對現(xiàn)代閥門密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響的因素有:在密封結(jié)構(gòu)中包括了復(fù)雜特性的密封元件;工作狀態(tài)中密封結(jié)構(gòu)所遇到的不穩(wěn)定狀況,例如溫度、密封介質(zhì)特性、壓力等。所以在大部分情況下,閥門的設(shè)計(jì)人員往往使用傳統(tǒng)憑經(jīng)驗(yàn)確定密封結(jié)構(gòu)的辦法。而隨著科技的發(fā)展,行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)對于閥門的密封結(jié)構(gòu)做了大量的分析與研究,提出了許多閥門密封結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)方法與改進(jìn)方法,以最大程度優(yōu)化閥門密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),改善閥門密封結(jié)構(gòu)的有效性,并同時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)密封效果,其在密封的時(shí)候,動(dòng)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(bǔ)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(jié)構(gòu)改進(jìn)

2.1 問題分析

截止閥的閥盤、閥座的內(nèi)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(jìn)行修復(fù),則成本較高。而在一般日常生產(chǎn)中,閥門密封結(jié)構(gòu)損壞的修復(fù)方法有

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

(2)在車床上對受損傷的密封元件進(jìn)行車削加工,其缺點(diǎn)是耗費(fèi)時(shí)間長且修復(fù)后的密封件在材質(zhì)、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)改進(jìn)

綜合對硬質(zhì)密封結(jié)構(gòu)不容易修復(fù)的特點(diǎn)進(jìn)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(diào)整與螺母的壓緊裝置把密封墊在閥芯上進(jìn)行固定,就可實(shí)現(xiàn)與相配套閥座的使用,即圖1。

2.3 改進(jìn)效果

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

(1)當(dāng)閥門再次出現(xiàn)內(nèi)漏情況時(shí),只要將磨損的密封墊進(jìn)行更換就能完成修復(fù),成本得到節(jié)約。

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

(3)當(dāng)閥座的密封面產(chǎn)生較小損傷情況時(shí),可利用調(diào)節(jié)閥門的絲桿開啟度將軟質(zhì)密封墊壓緊,以作補(bǔ)償。

2.4 改進(jìn)注意點(diǎn)

(1)在閥盤上所焊接的螺栓不能過長,不然則會(huì)因螺栓的過長因而抵住了閥體的內(nèi)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(diǎn)對絲桿開度進(jìn)行檢查并調(diào)整,以確保密封面能夠嚴(yán)絲合縫。

(2)其調(diào)整墊要選擇合適的,襯墊的厚度應(yīng)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(gè)平面之上緊密貼合。

(3)在螺母旋緊以后適當(dāng)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(jié)構(gòu)改進(jìn)

3.1 問題分析

目前的蝶閥密封結(jié)構(gòu)均處于蝶板的正向受壓狀態(tài)之下時(shí),其密封效果較好,而當(dāng)介質(zhì)反向?qū)Φ迨簳r(shí),其密封效果就出現(xiàn)一定的瑕疵,這個(gè)問題在大口徑閥門上特別突出。在供水管網(wǎng)的應(yīng)用上,其閥門在關(guān)閉時(shí)的受壓狀態(tài)是不穩(wěn)定的。在蝶板受壓時(shí),不管它的剛性再好、配合的間隙再小也都會(huì)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(jié)構(gòu)改進(jìn)

對蝶閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做了幾個(gè)方面的改進(jìn),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(diǎn),進(jìn)而降低蝶板的受壓變形量。

(2)使用雙偏心的球面結(jié)構(gòu)和彈性薄壁的金屬圈結(jié)構(gòu)配合作為密封副,以實(shí)現(xiàn)對其位移的補(bǔ)償與彈性變的補(bǔ)償。在閥門處在開啟的狀態(tài)時(shí),其將完全脫離而不會(huì)形成磨損,它采用不銹耐酸鋼,避免了銹蝕情況的發(fā)生。當(dāng)閥門處在關(guān)閉的狀態(tài)時(shí),因蝶板是球面的結(jié)構(gòu),使密封副的調(diào)整范圍較寬,蝶板正向受壓,導(dǎo)致彈性的金屬密封圈一同位移的狀態(tài)下,內(nèi)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(nèi)徑縮小,比壓值下降,但同時(shí)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(jìn)效果

因其改進(jìn)保證了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),使雙向金屬的密封蝶閥使用壽命延長,可達(dá)普通蝶閥的3至5倍,同時(shí)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(yīng)的工作強(qiáng)度,提升了工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭振.閥門密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及應(yīng)用.[J].小氮肥.2011,39(11).