什么是壓力自密封雙偏心半球閥

傳統的雙偏心半球閥主要零件為閥體、閥座、閥芯、閥座調整墊片以及閥軸等，裝配如圖1所示。閥門的操作力主要有螺栓的預緊力和密封副的密封力，采用強制密封原理，強制密封結構如圖2所示。

1.調整螺釘2.調整墊片3.閥座4.閥體5.閥芯6.連接盤7.填料壓蓋8.填料9.閥軸
圖1 傳統偏心半球閥裝配圖

1.調整螺釘2.調整墊片3.閥座4.閥體5.閥芯
圖2 強制密封結構

閥體和閥座的連接方式為螺栓固定連接，通過調整墊片的微量彈性變形以及螺栓的壓緊力來實現閥座和閥芯密封副的強制密封，調整墊片材質為不銹 鋼絲夾柔性石墨，可調范圍小，介質對閥座的影響力又很小。而且采用螺栓壓緊力來滿足預緊力需要，螺栓擰緊后，壓緊力基本是固定的，當介質壓力增大時，密封 比壓增大，預緊力相應增大，原來的壓緊力在一定程度上很難滿足預緊力的需求。同時螺栓一直處于最大受力階段，加快螺栓的疲勞破壞，加速螺栓的失效。另外， 當加工有偏差時，僅僅通過調整墊片有時很難奏效，為了保證一次試壓成功，經常需要對閥座零件進行二次上車床加工，效率降低，成本增加很多。同時原來的整體 閥座結構，在閥座鉆孔工序這個環節也有缺陷，經常要密封面朝下，這樣精加工后的密封面多少會磨損，密封面堆焊材料硬度較大，磨損后的微小裂紋大大影響密封 性能。基于這些原因，當口徑和壓力等級達到一定級別時，正向很難實現成功保壓，一般從出口方向施壓，才能保證密封，即反向保壓成功，難以實現雙向密封。

改進后的雙偏心半球閥采用壓力自密封原理來保證密封的有效性，壓力自密封結構如圖3所示。閥門的操作力主要有螺栓的預緊力、密封副的密封力以及介質的作用力。閥座和閥體采用分體式，由閥座和壓蓋組成，O形圈實現密封，通過螺栓的壓緊力來滿足初始預緊力。當介質通過時，利用閥座特有的環形面將介質 作用力轉移到閥座上，實現壓力自密封的密封原理，根據使用工況不同，即介質壓力不同，提供的作用力也不同，從而保證不同介質壓力下的密封力，更有效地滿足 各種工況的要求。同時根據壓力不同，閥座的分體浮動調節結構可以自身調整，便于裝配調試，工藝簡化。

1.螺釘2.壓蓋3.O形圈4.閥座5.閥體6.閥芯
圖3 壓力自密封結構

當閥門關閉時，所需的操作力最大，作用力主要有螺栓的初始預緊力和介質作用在閥座上的力。介質所產生的作用力根據現場工況的介質工作壓力而 不同，當工作壓力偏小時，密封面處所需的最小預緊力也偏小，介質提供的作用力也相應偏小；反之，當工作壓力偏大時，密封面處的最小預緊力和介質作用力也同 步增大，從而不受介質工作壓力的限制，均能有效保證密封。當閥門開啟時，流道打開，介質作用在閥座上的作用力隨之減小。同時，分體閥座的浮動結構，使閥座 與閥芯的密封面瞬時脫離，減小摩擦，避免密封面的擦傷，延長使用壽命。同時在加工中最大程度地保護密封面，避免磕碰，而且便于安裝調試。

O形圈的特有材質，對腐蝕性介質有相當大的阻礙作用，而且耐一定溫度，密封性能更好。另外考慮到裝配時密封副受加工工藝的影響，很難對正，需要經常調整，將O形圈安裝在閥座的凸臺位置，一端靠閥體臺階限制，這樣調整間隙大，方便對正，同時減小摩擦力，使操作力矩減小。

新結構雙偏心半球閥在多次批量生產中已經呈現很大優勢，工藝簡單、方便，成本降低，使用壽命提高，產品維修率降低，得到用戶的一致認可，大大拓展了使用范圍。