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球閥密封的改進

發布時間:2016-12-21

一、球閥密封的現狀與分析   鑄石球閥是在灰渣管路中比較理想的啟閉裝置,其上密封好壞直接影響閥門的質量和使用壽命。過去采用O形橡膠密封結構形式,即在軸上加工出的環形槽內放入O形密封圈,然后將其裝配進套類零件上加工出的孔內,形成軸與孔的密封,這種結構的密封性能取決于設計時的過盈量,即O形密封圈的壓縮量和孔、軸零件的加工精度。過盈量太小,密封性能差,過盈量太大,裝配時容易擠壞O形密封圈,使密封失效。   該密封結構簡單,裝配容易。但若軸、孔的加工精度不高或難以提高加工精度時,除基本的密封性能難以保證或難以進一步提高精度時,其主要的缺點在于密封材料,這種密封結構在氣缸、液缸中還是很適用的,在灰渣水中所使用鑄石球閥上密封就很難保證其密封性能了。原因在于球閥的開關屬于部分回轉型的,經常需90°開關。由于閥桿與閥體之間為動配合,有一定間隙,閥門在開關時介質作用在球體上的巨大推力,必然使閥桿產生一定傾斜,閥桿的力偏向的一邊,那一邊就磨損嚴重,而且灰渣水中含有大量懸浮物沖蝕著密封圈。引起閥桿部位O形密封圈壽命周期短,泄露現象經常發生,對現場環境也造成一定影響,因此決定對密封結構形式及材料進行改進,改進后的主要出發點是使其在軸、孔的裝配中,能通過壓縮量進行調整,不用大幅度地提高軸、孔的加工精度就能保證有效地密封。   二、球閥結構改進和磨具設計   1、X形密封圈結構   X形密封圈四周都有密封面,在密封環里外面均有潤滑槽,這種結構優于O形密封圈,安裝精度低,使用可靠性好,無需維修,價格低,還可以通過墊片進行壓縮量調整,現已被廣泛用于各壓力等級鑄石閥門的密封當中,可以有效防止泄露現象的發生,極大地延長了閥門的使用壽命,提高了閥門的可靠性。  2、X形密封圈材料   X形密封材料采用聚氨酯(CPU)材料的,可以有效解決傳統O形密封圈中所存在的問題。澆注型聚氨酯是現在國際上比較通過的一種密封材料,其彈性模量大,物理力學性能好,能承受較大的沖擊載荷,且聚氨酯目前已經基本解決了抗水解問題,耐溫等級也在不斷地提高,大大擴展了聚氨酯的應用領域。用澆注型聚氨酯生產X形密封圈,工藝簡單,制造成本低。其耐壓等級可達60MPa甚至更高,保壓效果也相當不錯,基本可達零泄露。   3、球閥密封原理   其工作原理:當擰緊螺栓時,填料壓蓋向下運動壓緊調整墊片,通過V形填料墊的擠壓,使X形密封圈里唇、外唇同時貼緊軸和孔的密封面,保證可靠性的密封,其主要密封性能取決于裝配時擰緊螺栓的壓緊力,而與軸、孔尺寸精度無太大關系。   4、磨具設計   保證產品使用要求,符合設計要求;   脫模、清模容易,操作方便;   制造成本低;   磨具材料適用45鋼;   收縮率按1.5%~1.7%設計;   10°斜度定位沒有飛邊,制品精度得到保證,成品率高;   磨具由上模、里模、外模組成。  5、填料腔尺寸   填料腔根據球閥壓力和口徑大小決定調料數量,寬度由軸的大小決定。壓力0.6~2.5MPa、DN250mm以下防止一個X形密封圈;2.5~10MPa、DN300以上的放置兩個X密封圈。填料腔尺寸深度由調料墊、壓力傳遞環、X形密封圈高度決定的。   6、壓力傳遞環   壓力傳遞環是在高壓和大口徑時設置的,它被安裝在兩組X形密封圈之間,其主要作用是傳遞上面壓力,改變X形密封圈受力狀態,使X形密封圈受力并徑向變形,達到密封性能。   7、X形密封圈的有限元分析   X形密封圈是一種唇形密封圈,是與壓環(填料壓蓋)和支承環(填料墊)組合使用,它能夠有效阻止介質泄露。   8、X形密封圈受力分析   X形密封圈受力是通過壓環(填料壓蓋)壓力傳遞給X形密封圈的,密封圈底部有支承環(填料墊)三點加力的方式進行的,軸與閥門孔的密封面受力均勻,可以得到較理想的密封效果。   三、關于球閥密封的總結   通過改進,閥門結構更合理,密封更可靠,節省原材料,降低了成本,又提高了使用壽命,改型快,投資少,滿足了用戶的需要。

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