1 概述
硬密封球閥在石油、化工、冶金和城市集中供熱等行業得到了廣泛的應用。但是密封副用PTFE 高分子材料制造的球閥, 不能用于溫度大于280 ℃或輸送介質呈微小顆粒狀的工況。而以金屬材料作密封副的硬密封球閥, 在旋轉球體時會因結構不同出現各種情況。如金屬彈性閥座密封結構, 由于彈性閥座與球體之間并未形成間隙, 所以其摩擦力很大。金屬浮動閥座密封結構其浮動閥座與閥體之間不易密封。組合球撐開式密封結構, 由于零部件多, 結構復雜, 增加了加工難度與制造成本, 尤其是小口徑的硬密封球閥, 這種結構顯然是不適用的。經過反復的分析和測試, 并借助于CAD 輔助設計, 成功研制了Q47H 凸輪偏心式單閥座固定型硬密封球閥。
2 工作原理
凸輪偏心式單閥座的球體中心線相對于閥體中心線偏移a 、b , 閥座密封面偏心b。當閥桿繞O 點順時針旋轉90°, 則球體亦隨之旋轉90°, 并與閥座密封面緊密吻合, 當密封副間的摩擦力矩和填料與閥桿間的摩擦力矩大于介質壓力形成的力矩時, 閥門將達到可靠密封。由于閥門密封采用凸輪式偏心結構, 當閥門開啟時, 球體迅速脫離閥座密封面。閥門關閉時, 球體迅速與閥座密封面吻合。從而達到了開啟扭矩小, 關閉嚴密的目的。
3 結構特點
小口徑閥門體腔空間窄小, 通常的結構設計已不適用。因此, 閥桿末端加工成扁形并帶有短軸, 球體上下均有扁形槽及孔, 孔用于與上下閥桿連接起到固定球體, 限制球體自由度的作用, 同時起到平衡體腔與管線介質間壓力的作用。扁形槽與閥桿配合, 傳遞來自于手柄的扭矩。
4 制造加工
球體兩孔的同軸度和球體中心線相對于閥體中心線的偏心尺寸公差要求比較嚴格, 一般需要鏜床或數控機床加工。裝配前閥座密封面與球體面應配研, 然后將球體置于關閉位置, 安裝左閥體, 調整墊片, 擰緊螺釘, 靜壓灌水不漏, 則此閥在密封試驗下即可保證密封。
5 結語
小口徑硬密封球閥符合國內外現有球閥結構長度、連接形式和連接尺寸相關標準, 該閥不但適用于輸送氣態或液態單相介質, 也適用于氣液混合的介質和氣液漿混合的介質。該閥門已應用于冶金、紡織和石油等行業, 效果良好。
