球閥以其眾所周知的特點，廣泛應用於各種管路係統的快速切斷、改變介質流向和自動控製，可采用手動、電動或氣動等驅動方式。
在球閥的使用性能中，密封性是其主要指標之一。從圖 1 可見，球閥的密封結構主要由三部分組成，其一為主、副閥體間的密封，由密封調整墊片實現；其二為主閥體與閥杆間的密封，由標準“V”形填料或 0 形密封圈實現，組成球閥的外密封結構。其三為球體與主、副fu閥fa體ti間jian的de密mi封feng，由you密mi封feng座zuo實shi現xian，組zu成cheng球qiu閥fa的de主zhu密mi封feng結jie構gou。主zhu密mi封feng結jie構gou的de密mi封feng性xing影ying響xiang球qiu閥fa的de工gong作zuo性xing能neng，是shi球qiu閥fa設she計ji和he製zhi造zao中zhong關guan鍵jian的de密mi封feng結jie構gou。本ben文wen將jiang重zhong點dian討tao論lun球qiu閥fa主zhu密mi封feng的de非fei金jin屬shu密mi封feng（又稱軟密封）結構問題。
球閥的密封性指標由內泄漏和外泄漏要求確定，國家標準規定非金屬密封球閥的密封性按 GB/T13927《通用閥門壓力試驗》的 A 級執行，要求“在試驗持續時間內無可見泄漏”；航天行業標準規定地麵氣體管路係統用球閥“在 0.05MPa 和 1.1 倍公稱壓力的氣壓條件下，保壓 3min ，內泄漏率應不大於 3×10-5Pa·m3/s（無氣泡逸出）；在 1.1 倍公稱壓力的氣壓條件下，保壓 3min ，外泄漏率應不大於 1×10-5Pa·m3/s（無氣泡逸出）。”
素(su)影(ying)響(xiang)球(qiu)閥(fa)密(mi)封(feng)性(xing)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)有(you)密(mi)封(feng)麵(mian)的(de)粗(cu)糙(cao)度(du)和(he)球(qiu)體(ti)圓(yuan)度(du)參(can)數(shu)。眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)，無(wu)論(lun)采(cai)用(yong)如(ru)何(he)先(xian)進(jin)的(de)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)，都(dou)不(bu)可(ke)能(neng)完(wan)全(quan)消(xiao)除(chu)球(qiu)體(ti)的(de)圓(yuan)度(du)誤(wu)差(cha)及(ji)密(mi)封(feng)麵(mian)的(de)微(wei)觀(guan)缺(que)陷(xian)，因(yin)此(ci)，為(wei)了(le)達(da)到(dao)良(liang)好(hao)的(de)密(mi)封(feng)效(xiao)果(guo)並(bing)保(bao)證(zheng)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)，必(bi)須(xu)確(que)定(ding)合(he)適(shi)的(de)密(mi)封(feng)麵(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)和(he)球(qiu)體(ti)圓(yuan)度(du)參(can)數(shu)值(zhi)。有(you)關(guan)資(zi)料(liao)推(tui)薦(jian)，球(qiu)體(ti)密(mi)封(feng)麵(mian)的(de)粗(cu)糙(cao)度(du) Ra 值最大允許值為 0.4µm；密封座粗糙度 Ra 值在以聚四氟乙烯為密封材料時最大允許值為 0.8µm。球麵的圓度公差，按 GB/T1184 附表 2 的 6 級精度較為合適。
早期的 球閥 ，一般采用金屬材料作為密封結構（又稱硬密封），suizhegongchengsuliaojishudefazhan，youqishijusifenyixidechuxian，shiqiufamifengjiegouyouleyizhongjiaoweilixiangdemifengcailiao。changjiandeqiufazhumifengjiegouderuanmifengxingshiyougangxingmifengzuo、帶彈性元件的密封座、jusifuyixichunshimifengzuohedanxingzhangquanyujusifuyixichunshimifengzuozuchengdezuhexingmifengzuodengxingshi。chunshimifengzuojuyoudechunxingjiegou，shiqijuyoujiaohaodedanxing，zaishiyongzhongkebaozhengmifengmiandeyuyasuoliangbingkeduimifengmiandeyuyasuoliangjinxingbuchangeryouyugangxingjiegou。danshiyongzhongfaxian，jusifuyixidedansuxingbianxingnenglijizaiwendubianhuatiaojianxiadewendingxingrengbushifenlixiang，qiejuyoujiaodadelengliuquxiang；同tong時shi，由you於yu球qiu閥fa的de使shi用yong壓ya力li變bian化hua範fan圍wei較jiao大da，因yin此ci，采cai用yong聚ju四si氟fu乙yi烯xi作zuo為wei密mi封feng材cai料liao製zhi成cheng的de唇chun式shi密mi封feng座zuo，在zai較jiao低di壓ya力li條tiao件jian下xia或huo長chang期qi使shi用yong中zhong仍reng易yi產chan生sheng泄xie漏lou。解jie決jue這zhe一yi問wen題ti的de方fang式shi為wei采cai用yong彈dan性xing脹zhang圈quan與yu聚ju四si氟fu乙yi烯xi唇chun式shi密mi封feng座zuo組zu成cheng的de組zu合he型xing密mi封feng座zuo，它ta可ke依yi靠kao金jin屬shu材cai料liao彈dan性xing脹zhang圈quan良liang好hao的de彈dan塑su性xing變bian形xing能neng力li，增zeng強qiang其qi整zheng體ti的de彈dan塑su性xing變bian形xing能neng力li和he補bu償chang能neng力li，提ti高gao球qiu閥fa的de密mi封feng能neng力li。
要保證球閥達到規定的密封要求，須借助介質的壓力推動球體（浮動式球閥）或密封座（固定式球閥）產(chan)生(sheng)微(wei)小(xiao)位(wei)移(yi)，使(shi)密(mi)封(feng)座(zuo)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)一(yi)定(ding)的(de)彈(dan)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)，形(xing)成(cheng)必(bi)要(yao)的(de)密(mi)封(feng)比(bi)壓(ya)。密(mi)封(feng)比(bi)壓(ya)過(guo)高(gao)將(jiang)會(hui)導(dao)致(zhi)密(mi)封(feng)座(zuo)所(suo)受(shou)比(bi)壓(ya)超(chao)過(guo)材(cai)料(liao)的(de)許(xu)用(yong)比(bi)壓(ya)而(er)損(sun)壞(huai)，使(shi)密(mi)封(feng)失(shi)效(xiao)，還(hai)會(hui)導(dao)致(zhi)操(cao)作(zuo)力(li)矩(ju)升(sheng)高(gao)而(er)影(ying)響(xiang)動(dong)作(zuo)性(xing)能(neng)；過低則會使密封座表麵的彈塑性變形量不足以補償球體的加工誤差，導致主密封不能達到規定的密封要求。
球閥的密封條件為：qMF < q < [q]
式中：qMF — 保證密封所必須的密封麵比壓； [q] — 密封麵的許用比壓；q — 計算的實際比壓。
如圖 1 (a) 所示，由於球體下端無固定支承，浮動式球閥關閉時，在介質壓力作用下，球體將產生一定的浮動量（位移），離(li)開(kai)人(ren)口(kou)端(duan)密(mi)封(feng)座(zuo)而(er)壓(ya)緊(jin)在(zai)出(chu)口(kou)端(duan)密(mi)封(feng)座(zuo)上(shang)，使(shi)介(jie)質(zhi)在(zai)出(chu)口(kou)端(duan)密(mi)封(feng)座(zuo)受(shou)到(dao)阻(zu)截(jie)。即(ji)浮(fu)動(dong)式(shi)球(qiu)閥(fa)實(shi)際(ji)上(shang)隻(zhi)有(you)出(chu)口(kou)端(duan)密(mi)封(feng)座(zuo)發(fa)揮(hui)密(mi)封(feng)作(zuo)用(yong)，而(er)人(ren)口(kou)端(duan)密(mi)封(feng)座(zuo)與(yu)球(qiu)體(ti)間(jian)保(bao)持(chi)一(yi)很(hen)小(xiao)的(de)浮(fu)動(dong)間(jian)隙(xi)。
高壓或公稱通徑 DN≥200mm 的球閥，常采用固定式結構。固定式球閥的球體不產生浮動量，可保證雙向密封，使閥門的操作扭矩降低；密封座上的載荷波動幅度較小。固定式球閥可分為球前密封式（人口密封式）和球後密封式（出口密封式）球閥，
為了保證球閥在介質工作壓力較低時的密封性，球體和密封座間必須形成一定的預緊比壓。
在剛性密封座中，球閥工作的可靠性和使用壽命取決於正確選擇密封座的預壓縮量。預壓縮量不足，不能保證球閥的低壓密封性；預壓縮量過大，會導致球體與密封座間的摩擦力矩增加，影響球閥的動作性能；並可能引起密封座的塑性變形，導致密封失效。對於聚四氟乙烯密封座，其預緊比壓一般應為 0.1PN，且不小於 1.02MPa 。剛性密封座預壓縮量的調整靠改變密封調整墊片的厚度實現，密封調整墊片加工的誤差會影響調整的效果；合(he)理(li)的(de)裝(zhuang)配(pei)與(yu)調(tiao)整(zheng)是(shi)獲(huo)得(de)良(liang)好(hao)密(mi)封(feng)性(xing)的(de)關(guan)鍵(jian)。在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)，密(mi)封(feng)座(zuo)磨(mo)損(sun)後(hou)，預(yu)緊(jin)比(bi)壓(ya)的(de)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)能(neng)力(li)很(hen)差(cha)，因(yin)此(ci)剛(gang)性(xing)密(mi)封(feng)座(zuo)結(jie)構(gou)球(qiu)閥(fa)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)相(xiang)對(dui)較(jiao)短(duan)。
jiejuewentidetujingzhiyishicaiyongdaidanxingyuanjiandemifengzuo。cishi，yuyasuoliangdehuodeyutiaozhengbuzaiyikaomifengtiaozhengdianpianeryoudanxingyuanjianlaishixian。daidanxingyuanjiandemifengzuochukehuodebiyaodeyuyasuoliangwai，haikezaidanxingyuanjiandedanxingbianxingfanweineiduiyujinbiyajinxingbuchang，yinci，qiufadeshiyongshoumingxiangduijiaochang。
（l）彈性元件為蝶形彈簧的密封座，圖 3、圖 4 所(suo)示(shi)帶(dai)蝶(die)形(xing)彈(dan)簧(huang)或(huo)帶(dai)圓(yuan)柱(zhu)螺(luo)旋(xuan)彈(dan)簧(huang)的(de)密(mi)封(feng)座(zuo)已(yi)在(zai)非(fei)腐(fu)蝕(shi)性(xing)介(jie)質(zhi)球(qiu)閥(fa)中(zhong)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。但(dan)是(shi)，由(you)於(yu)難(nan)以(yi)選(xuan)擇(ze)到(dao)可(ke)耐(nai)強(qiang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)介(jie)質(zhi)，同(tong)時(shi)又(you)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)彈(dan)性(xing)的(de)彈(dan)性(xing)元(yuan)件(jian)材(cai)料(liao)以(yi)及(ji)此(ci)類(lei)材(cai)料(liao)的(de)熱(re)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)，此(ci)類(lei)密(mi)封(feng)座(zuo)結(jie)構(gou)在(zai)強(qiang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)介(jie)質(zhi)球(qiu)閥(fa)中(zhong)應(ying)用(yong)尚(shang)不(bu)多(duo)。
（3）組合型唇式密封座
圖 5 采用彈性脹圈的組合型唇式密封座
圖 5 所示為彈性脹圈和聚四氟乙烯唇式密封座的組合型密封座。彈性脹圈的材料可選擇 1Cr18Ni9Ti 或 1Cr18Ni9，以達到與強腐蝕性介質相容。圖 6 為彈性脹圈的結構形式；圖 7 為聚四氟乙烯唇式密封座的結構形式。從圖 6、圖 7 可看出，聚四氛乙烯唇式密封座唇口的設計角度為 30°，而彈性脹圈唇口的為 34°。
圖 6 彈性脹圈結構密封座結構圖
圖 7 聚四氟乙烯唇式密封座的結構圖
在(zai)介(jie)壓(ya)力(li)下(xia)，彈(dan)性(xing)脹(zhang)圈(quan)的(de)彈(dan)性(xing)力(li)可(ke)補(bu)償(chang)單(dan)一(yi)聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)材(cai)料(liao)密(mi)封(feng)座(zuo)彈(dan)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)能(neng)力(li)不(bu)足(zu)的(de)缺(que)點(dian)，提(ti)高(gao)了(le)球(qiu)閥(fa)密(mi)封(feng)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。在(zai)介(jie)質(zhi)壓(ya)力(li)較(jiao)低(di)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，由(you)於(yu)彈(dan)性(xing)脹(zhang)圈(quan)唇(chun)口(kou)和(he)聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)唇(chun)式(shi)密(mi)封(feng)座(zuo)唇(chun)口(kou)存(cun)在(zai)角(jiao)度(du)差(cha)以(yi)及(ji)金(jin)屬(shu)脹(zhang)圈(quan)較(jiao)強(qiang)的(de)彈(dan)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)能(neng)力(li)，使(shi)聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)唇(chun)式(shi)密(mi)封(feng)座(zuo)在(zai)彈(dan)性(xing)脹(zhang)圈(quan)彈(dan)性(xing)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)形(xing)成(cheng)外(wai)張(zhang)傾(qing)向(xiang)，向(xiang)球(qiu)體(ti)壓(ya)緊(jin)，產(chan)生(sheng)預(yu)壓(ya)縮(suo)力(li)，補(bu)償(chang)介(jie)質(zhi)壓(ya)力(li)降(jiang)低(di)導(dao)致(zhi)的(de)密(mi)封(feng)比(bi)壓(ya)不(bu)足(zu)。隻(zhi)要(yao)處(chu)於(yu)彈(dan)性(xing)脹(zhang)圈(quan)的(de)彈(dan)性(xing)力(li)範(fan)圍(wei)內(nei)，即(ji)可(ke)保(bao)證(zheng)球(qiu)閥(fa)在(zai)較(jiao)低(di)壓(ya)力(li)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)可(ke)靠(kao)密(mi)封(feng)。
3.6 浮動式 球閥 密封座結構
浮動式球閥密封座結構見圖 8。
圖 8 剛性密封
圖 8 suoshidegangxingmifengzuobenshenmeiyourenhedanxingbianxing，qiufawanquanyikaojiezhiyalixingchengbixudemifengbiya，gaijiegouduiwenchadebianhuajiaomingxian，mifengxinghecaozuoniujuyishouwendubianhuadeyingxiang。
圖 9 唇式密封座
圖 9 所(suo)示(shi)唇(chun)式(shi)密(mi)封(feng)座(zuo)由(you)於(yu)唇(chun)部(bu)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)彈(dan)性(xing)變(bian)形(xing)能(neng)力(li)，密(mi)封(feng)座(zuo)和(he)球(qiu)體(ti)間(jian)始(shi)終(zhong)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)大(da)小(xiao)的(de)預(yu)壓(ya)縮(suo)力(li)，可(ke)補(bu)償(chang)由(you)於(yu)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)等(deng)原(yuan)因(yin)導(dao)致(zhi)的(de)預(yu)壓(ya)縮(suo)力(li)的(de)變(bian)化(hua)，使(shi)球(qiu)閥(fa)具(ju)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)密(mi)封(feng)性(xing)。
zongshangsuoshu，jiejueqiufamifengxingdeguanjianzaiyumifengzuodejiegouxingshihemifengzuocailiaodexuanze。genjubutongdejiegouheshiyongyaoqiu，helixuanzemifengzuodejiegouxingshi，baozhengmifengzuolianghaodejiagonggongyixing；選擇性能優良、適應使用要求的密封材料，滿足球閥密封性要求，提高球閥工作的可靠性和使用壽命，是球閥設計中應重點考慮的問題。
本文對不鏽鋼球閥的密封結構作了初步探討。重點分析了 球閥 主密封結構的形式，密封材料的選擇等影響球閥密封性能和使用性能、可靠性的因素，提出了彈性脹圈和聚四氛乙烯唇式密封座組成的組合型密封座的結構形式。
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