機床商務網
技術文章
鍛鋼三片式硬密封球閥
閱讀：428 發布時間：2019-4-13 金屬硬密封球閥由于密封面是金屬與金屬的直接接觸，其摩擦力要遠大于金屬與非金屬之間的摩擦力，因此與相同規格的軟密封球閥相比，其啟閉扭矩要大很多，對于相同規格的球閥，前者的扭矩通常是后者的3～4倍。因此，從設計的角度考慮，即使相同規格的球閥，硬密封球閥的閥桿強度以及驅動裝置的配置均要比軟密封球閥大很多，只有這樣才能保證閥門的可靠運行，不然，可能導致閥桿變形甚至斷裂，或者因為驅動力矩過小而無法啟閉閥門。對于口徑較大壓力較高的球閥，一般采用固定球結構設計，對于該結構的球閥，可以通過改進結構設計以減小作用在閥座上的介質推力，從而有效減小球閥的啟閉扭矩，但是減少介質作用在閥座上的推力，同時也會降低閥門的密封性能，因此，如何通過優化設計既能保證閥門的密封性能，同時又能降低閥門的啟閉扭矩是閥門設計者需要考慮的一個關鍵問題。采用上下閥軸直接定位球體的結構設計.
Q41H/Y型鍛鋼三片式硬密封球閥高溫工況的結構設計
金屬硬密封球閥通常應用于高溫工況，材料在高溫下的熱膨脹是金屬硬密封球閥設計必須考慮的問題。高溫金屬硬密封球閥的閥座與閥體之間的密封通常采用柔性石墨，柔性石墨等材料在高溫下會產生體積膨脹，如果結構設計沒有考慮材料在高溫下的膨脹補償，閥門在高溫下必然會因為材料的膨脹而被卡死而不能動作。為了解決該問題，通常在閥座背后設置彈簧，通過彈簧來調整和補償高溫下材料的膨脹問題。彈簧可以有多種結構形式，如圓柱螺旋彈簧、蝶形彈簧、板簧及波型彈簧等。為了保證彈簧在高溫下的性能，彈簧一般采用Inconel材料制造。對于蝶形彈簧和板簧，為了改善彈簧的性能，可以采用多片薄型彈簧的組合結構設計。
目前現有技術領域中的保溫球閥也稱夾套球閥，是在球閥的基礎上焊裝金屬夾套，夾套與閥體之間構成保溫通道，通道內注入蒸汽或其他保溫介質，確保閥內介質能夠正常工作。保溫球閥具有良好的保溫特性，且閥門的通徑與管徑一致，同時又能有效地降低管路中介質熱量損失。主要用于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統中，以輸送常溫下會凝固的高粘度介質。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,因受閥門密封結構及其相對應的密封材料的制約，其使用的溫度小于 200℃。而且長時間在 200℃ 的工況下使用，壽命較短。雖然閥座方面可選用短時間能耐 300 ℃ 的高強度石墨材料，但閥門中還有許多需要密封的部位仍無法在高溫場合下密封，特別是徑向密封方面，高強度石墨材料不適宜做徑向密封。通常的保溫球閥徑向密封是采用 O 形圈密封結構，這樣整臺閥門的使用溫度直接受到 O 形圈使用溫度的制約，目前保溫球閥上使用的 O 形圈是氟橡膠，而氟橡膠的使用溫度在 200℃ 以內，且不能長期在這極限溫度內使用。遠遠不能滿足市場中許多介質的要求，如工況介質為松香時，其要求保溫球閥的使用溫度為 300 ℃，這樣才有利于松香介質獲得較為理想的流動性，傳統中用 O 形圈作為密封零件時，就無法滿足其要求。
根據保溫球閥存在的問題，確定對保溫球閥的密封材料和結構進行改進。
(1)首先在支承圈與閥體之間，通常采用 O 形圈作徑向密封的結構進行改進，取消采用 O 形圈的密封結構，支承圈上直接加工出臺階結構使支承圈與閥體之間組成密封腔.在密封腔內裝上耐高溫的柔性石墨材料的密封圈，在密封圈后面加裝一個帶錐截面的墊圈，墊圈后面裝上結構的螺塞，這樣通過旋緊螺塞，螺塞將力傳遞給墊圈，墊圈的錐截面將擠壓密封圈，密封圈產生變形，使其在徑向內外貼緊支承圈和閥體，從而使保溫球閥在徑向獲得耐高溫的密封結構，同時，通過旋緊螺塞，使球體與閥座之間產生預緊密封力，使其獲得密封。(2)在閥座密封結構上亦做出相應的改進，采用鑲入式結構，將閥體及支承圈挖出凹槽，凹槽底端裝入密封性能*且耐高溫的柔性石墨，既能起到閥座底端的密封作用，又能起到各密封副之間因熱脹冷縮的補償作用。在柔性石墨上面裝上耐高溫的金屬閥座，使用溫度可提高到 425℃ 以內長時間使用，從而解決了保溫球閥不能在 200℃ 以上長時間使用的局面。并且還可根據實際工況的要求選用不同材質的閥座。
(3)中起排泄作用的底端接管與堵頭是螺紋連接，當溫度升高時，螺紋部分的密封很難保證，決定取消堵頭，中與底端接管連接的堵頭換上臺階式排污堵頭，連接端用纏繞墊進行密封，確保底端的密封可靠性。
Q41H/Y型鍛鋼三片式硬密封球閥金屬硬密封球閥的主要技術難點
A、球體及閥座表面的硬化技術問題；
B、球體的圓度及加工制造工藝問題；
C、高溫工況下因為材料的膨脹而卡死的問題；
D、金屬硬密封球閥的啟閉扭矩問題；
E、固體硬顆粒介質的沖刷和磨損的問題；
F、用于高溫工況及固體顆粒介質的密封結構設計問題；
G、零部件之間連接的問題。
Q41H產品特點
1、采用板簧預載的可動金屬閥座結構，密封力設計合理，啟閉靈活，密封可靠。
2、根據用戶的需要，可設計成適用于含固體顆粒、料漿等介質的結構戒耐較高溫度的結構。
3、采用下裝式閥捍，設置倒密封結構，能確保填料處可靠密封。