球閥密封的改進(jìn)

一、球閥密封的現(xiàn)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(mén)的質(zhì)量和使用壽命。過(guò)去采用O形橡膠密封結(jié)構(gòu)形式，即在軸上加工出的環(huán)形槽內(nèi)放入O形密封圈，然后將其裝配進(jìn)套類零件上加工出的孔內(nèi)，形成軸與孔的密封，這種結(jié)構(gòu)的密封性能取決于設(shè)計(jì)時(shí)的過(guò)盈量，即O形密封圈的壓縮量和孔、軸零件的加工精度。過(guò)盈量太小，密封性能差，過(guò)盈量太大，裝配時(shí)容易擠壞O形密封圈，使密封失效。

　　該密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)，除基本的密封性能難以保證或難以進(jìn)一步提高精度時(shí)，其主要的缺點(diǎn)在于密封材料，這種密封結(jié)構(gòu)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(kāi)關(guān)屬于部分回轉(zhuǎn)型的，經(jīng)常需90°開(kāi)關(guān)。由于閥桿與閥體之間為動(dòng)配合，有一定間隙，閥門(mén)在開(kāi)關(guān)時(shí)介質(zhì)作用在球體上的巨大推力，必然使閥桿產(chǎn)生一定傾斜，閥桿的力偏向的一邊，那一邊就磨損嚴(yán)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(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境也造成一定影響，因此決定對(duì)密封結(jié)構(gòu)形式及材料進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的主要出發(fā)點(diǎn)是使其在軸、孔的裝配中，能通過(guò)壓縮量進(jìn)行調(diào)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。上海良工閥門(mén),湖北良工閥門(mén),武漢良工閥門(mén)

二、球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)和磨具設(shè)計(jì)

　　1、X形密封圈結(jié)構(gòu)

　　X形密封圈四周都有密封面，在密封環(huán)里外面均有潤(rùn)滑槽，這種結(jié)構(gòu)優(yōu)于O形密封圈，安裝精度低，使用可靠性好，無(wú)需維修，價(jià)格低，還可以通過(guò)墊片進(jìn)行壓縮量調(diào)整，現(xiàn)已被廣泛用于各壓力等級(jí)鑄石閥門(mén)的密封當(dāng)中，可以有效防止泄露現(xiàn)象的發(fā)生，極大地延長(zhǎng)了閥門(mén)的使用壽命，提高了閥門(mén)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(tǒng)O形密封圈中所存在的問(wèn)題。澆注型聚氨酯是現(xiàn)在國(guó)際上比較通過(guò)的一種密封材料，其彈性模量大，物理力學(xué)性能好，能承受較大的沖擊載荷，且聚氨酯目前已經(jīng)基本解決了抗水解問(wèn)題，耐溫等級(jí)也在不斷地提高，大大擴(kuò)展了聚氨酯的應(yīng)用領(lǐng)域。用澆注型聚氨酯生產(chǎn)X形密封圈，工藝簡(jiǎn)單，制造成本低。其耐壓等級(jí)可達(dá)60MPa甚至更高，保壓效果也相當(dāng)不錯(cuò)，基本可達(dá)零泄露。

　　3、球閥密封原理

　　其工作原理：當(dāng)擰緊螺栓時(shí)，填料壓蓋向下運(yùn)動(dòng)壓緊調(diào)整墊片，通過(guò)V形填料墊的擠壓，使X形密封圈里唇、外唇同時(shí)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(shí)擰緊螺栓的壓緊力，而與軸、孔尺寸精度無(wú)太大關(guān)系。上海良工閥門(mén),湖北良工閥門(mén),武漢良工閥門(mén)

　　4、磨具設(shè)計(jì)

　　保證產(chǎn)品使用要求，符合設(shè)計(jì)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(shè)計(jì);

　　10°斜度定位沒(méi)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(jù)球閥壓力和口徑大小決定調(diào)料數(shù)量，寬度由軸的大小決定。壓力0.6~2.5MPa、DN250mm以下防止一個(gè)X形密封圈;2.5~10MPa、DN300以上的放置兩個(gè)X密封圈。填料腔尺寸深度由調(diào)料墊、壓力傳遞環(huán)、X形密封圈高度決定的。

　　6、壓力傳遞環(huán)

　　壓力傳遞環(huán)是在高壓和大口徑時(shí)設(shè)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(tài)，使X形密封圈受力并徑向變形，達(dá)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(huán)(填料壓蓋)和支承環(huán)(填料墊)組合使用，它能夠有效阻止介質(zhì)泄露。

　　8、X形密封圈受力分析

　　X形密封圈受力是通過(guò)壓環(huán)(填料壓蓋)壓力傳遞給X形密封圈的，密封圈底部有支承環(huán)(填料墊)三點(diǎn)加力的方式進(jìn)行的，軸與閥門(mén)孔的密封面受力均勻，可以得到較理想的密封效果。上海良工閥門(mén),湖北良工閥門(mén),武漢良工閥門(mén)

三、關(guān)于球閥密封的總結(jié)

　　通過(guò)改進(jìn)，閥門(mén)結(jié)構(gòu)更合理，密封更可靠，節(jié)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。

  氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)化控制過(guò)程儀表的重要環(huán)節(jié)之一，正確的選型對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型除了壓力、溫度、口徑、材質(zhì)以及調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式等常用的參數(shù)需要落實(shí)，還要注意相關(guān)的附件，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要附件有：閥門(mén)定位器、電磁閥、閥位反饋、空氣過(guò)濾減壓閥、保位閥、氣動(dòng)繼動(dòng)器等，下面分別描述主要附件的選型原則： 

一、閥門(mén)定位器

      閥門(mén)定位器是氣動(dòng)執(zhí)行器的主要附件，它與氣動(dòng)執(zhí)行器配套使用，用來(lái)提高閥門(mén)的位置精度，克服閥桿摩擦力和介質(zhì)不平衡力的影響，從而保證閥門(mén)按照調(diào)節(jié)器來(lái)的信號(hào)實(shí)現(xiàn)正確定位。閥門(mén)定位器用來(lái)把4-20mA的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成氣壓信號(hào)給氣動(dòng)執(zhí)行器，從而驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)功能。閥門(mén)定位器分為機(jī)械式定位器和智能型定位器，智能型定位器比機(jī)械式控制精度要高，耗氣量也低，另外還可以帶HART協(xié)議功能。 

二、電磁閥 

     當(dāng)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)程序控制或兩位控制時(shí)，需要配用電磁閥。選用電磁閥時(shí)，除要考慮交、直流電源及電壓、頻率外，必須注意電磁閥與調(diào)節(jié)閥作用型式的關(guān)系，可配用“常開(kāi)型”或“常閉型”。 

     如果要求加大電磁閥的容量，來(lái)縮短動(dòng)作時(shí)間，可以并列使用兩臺(tái)電磁閥或把電磁閥作為先導(dǎo)閥與大容量氣動(dòng)繼動(dòng)器組合使用。 

三、氣動(dòng)繼動(dòng)器 

     氣動(dòng)繼動(dòng)器是一種功率放大器，它能將氣壓信號(hào)送到較遠(yuǎn)的地方，消除由于信號(hào)管線加長(zhǎng)所帶來(lái)的滯后，主要用于現(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室的調(diào)節(jié)儀表之間，或在調(diào)節(jié)器與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥之間，還有一種作用就是放大或縮小信號(hào)。 上海良工閥門(mén),湖北良工閥門(mén),武漢良工閥門(mén)

四、轉(zhuǎn)換器 

     轉(zhuǎn)換器分為氣-電轉(zhuǎn)換器和電-氣轉(zhuǎn)換器，其功能是實(shí)現(xiàn)氣、電信號(hào)之間一定關(guān)系相互轉(zhuǎn)換，主要用于在用電訊號(hào)操縱氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)將0～10mA或4～20mA電訊號(hào)轉(zhuǎn)換或0～100KPa氣訊號(hào)轉(zhuǎn)換成0～10mA或4～20mA電訊號(hào)。 

五、空氣過(guò)濾減壓閥 

      空氣過(guò)濾減壓閥是工業(yè)自動(dòng)化儀表中的一種附件，其主要功能是將來(lái)自空壓機(jī)的壓縮空氣進(jìn)行過(guò)濾凈化并將壓力穩(wěn)定在所需要的數(shù)值上，可用于各類氣動(dòng)儀表、電磁閥、氣缸、噴涂設(shè)備及小型氣動(dòng)工具的供氣源和穩(wěn)壓裝置。 

六、自鎖閥（保位閥） 

      自鎖閥是保持閥位的一種裝置。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥當(dāng)氣源發(fā)生故障時(shí)該裝置能將氣源訊號(hào)切斷，使膜室或氣缸的壓力訊號(hào)保持在故障前一瞬間的狀態(tài)，這樣就使閥位也維持在故障前的位置上，起到保位作用。 

七、閥位傳送器 

       當(dāng)調(diào)節(jié)閥遠(yuǎn)離控制室時(shí)為了不到現(xiàn)場(chǎng)就能準(zhǔn)確了解閥的開(kāi)關(guān)位置，就要配備閥位傳送器，即將閥開(kāi)度的機(jī)構(gòu)位移量，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)送到控制室，此訊號(hào)可以是反映閥門(mén)任何開(kāi)度的連續(xù)信號(hào)，也可以認(rèn)為是閥門(mén)定位器的逆動(dòng)作。 上海良工閥門(mén),湖北良工閥門(mén),武漢良工閥門(mén)

八、行程開(kāi)關(guān)（回訊器） 

     行程開(kāi)關(guān)反映閥門(mén)開(kāi)關(guān)兩個(gè)位置，并同時(shí)送出指示訊號(hào)的裝置，控制室可以根據(jù)此訊號(hào)，叛斷閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以便采取相應(yīng)措施。