球閥以其*的特點(diǎn)競爭力，廣泛應(yīng)用于各種管路系統(tǒng)的快速切斷帶動產業發展、改變介質(zhì)流向和自動(dòng)控制實力增強，可采用手動(dòng)堅持好、電動(dòng)或氣動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式。圖 1 為球閥的典型結(jié)構(gòu)（未考慮驅(qū)動(dòng)方式）。

圖 1

在球閥的使用性能中法治力量，密封性是其主要指標(biāo)之一。從圖 1 可見(jiàn)，球閥的密封結(jié)構(gòu)主要由三部分組成調整推進，其一為主必然趨勢、副閥體間的密封，由密封調(diào)整墊片實(shí)現(xiàn)橋梁作用；其二為主閥體與閥桿間的密封文化價值，由標(biāo)準(zhǔn)“V"形填料或 0 形密封圈實(shí)現(xiàn)，組成球閥的外密封結(jié)構(gòu)講故事。其三為球體與主單產提升、副閥體間的密封，由密封座實(shí)現(xiàn)置之不顧，組成球閥的主密封結(jié)構(gòu)多樣性。主密封結(jié)構(gòu)的密封性影響球閥的工作性能，是球閥設(shè)計(jì)和制造中關(guān)鍵的密封結(jié)構(gòu)方法。本文將重點(diǎn)討論球閥主密封的非金屬密封（又稱軟密封）結(jié)構(gòu)問(wèn)題生產創效。

1 球閥的密封性要求

球閥的密封性指標(biāo)由內(nèi)泄漏和外泄漏要求確定，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定非金屬密封球閥的密封性按 GB/T13927《通用閥門(mén)壓力試驗(yàn)》的 A 級(jí)執(zhí)行進行探討，要求“在試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間內(nèi)無(wú)可見(jiàn)泄漏"緊密協作；航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定地面氣體管路系統(tǒng)用球閥“在 0.05 MPa 和 1.1 倍公稱壓力的氣壓條件下，保壓 3 min 管理，內(nèi)泄漏率應(yīng)不大于 3×10-5 Pa·m3/s（無(wú)氣泡逸出）；在 1.1 倍公稱壓力的氣壓條件下，保壓 3 min 切實把製度，外泄漏率應(yīng)不大于 1×10-5 Pa·m3/s（無(wú)氣泡逸出）優化上下。"

2 影響球閥密封性的主要因素

影響球閥密封性的主要因素有密封面的粗糙度和球體圓度參數(shù)。*最新，無(wú)論采用如何的加工技術(shù)發揮重要作用，都不可能*消除球體的圓度誤差及密封面的微觀缺陷，因此模樣，為了達(dá)到良好的密封效果并保證加工過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)取得顯著成效，必須確定合適的密封面粗糙度和球體圓度參數(shù)值處理方法。有關(guān)資料推薦，球體密封面的粗糙度 Ra 值z(mì)ui大允許值為 0.4 μm責任；密封座粗糙度 Ra 值在以聚四氟乙烯為密封材料時(shí)zui大允許值為 0.8 μm服務。球面的圓度公差，按 GB/T1184 附表 2 的 6 級(jí)精度較為合適持續向好。

3 球閥主密封結(jié)構(gòu)分析

早期的球閥舉行，一般采用金屬材料作為密封結(jié)構(gòu)（又稱硬密封），隨著工程塑料技術(shù)的發(fā)展組合運用，尤其是聚四氛乙烯的出現(xiàn)的特點，使球閥密封結(jié)構(gòu)有了一種較為理想的密封材料。常見(jiàn)的球閥主密封結(jié)構(gòu)的軟密封形式有剛性密封座至關重要、帶彈性元件的密封座著力提升、聚四氟乙烯唇式密封座和彈性脹圈與聚四氟乙烯唇式密封座組成的組合型密封座等形式。唇式密封座具有的唇形結(jié)構(gòu)建設項目，使其具有較好的彈性動手能力，在使用中可保證密封面的預(yù)壓縮量并可對(duì)密封面的預(yù)壓縮量進(jìn)行補(bǔ)償而優(yōu)于剛性結(jié)構(gòu)。但使用中發(fā)現(xiàn)傳遞，聚四氟乙烯的彈塑性變形能力及在溫度變化條件下的穩(wěn)定性仍不十分理想充分，且具有較大的冷流趨向；同時(shí)的發生，由于球閥的使用壓力變化范圍較大融合，因此，采用聚四氟乙烯作為密封材料制成的唇式密封座相結合，在較低壓力條件下或長(zhǎng)期使用中仍易產(chǎn)生泄漏提升。解決這一問(wèn)題的方式為采用彈性脹圈與聚四氟乙烯唇式密封座組成的組合型密封座，它可依靠金屬材料彈性脹圈良好的彈塑性變形能力相關性，增強(qiáng)其整體的彈塑性變形能力和補(bǔ)償能力競爭力，提高球閥的密封能力。

3.1 球閥密封條件

要保證球閥達(dá)到規(guī)定的密封要求的必然要求，須借助介質(zhì)的壓力推動(dòng)球體（浮動(dòng)式球閥）或密封座（固定式球閥）產(chǎn)生微小位移的過程中，使密封座表面產(chǎn)生一定的彈塑性變形，形成必要的密封比壓狀況。密封比壓過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致密封座所受比壓超過(guò)材料的許用比壓而損壞範圍和領域，使密封失效，還會(huì)導(dǎo)致操作力矩升高而影響動(dòng)作性能業務；過(guò)低則會(huì)使密封座表面的彈塑性變形量不足以補(bǔ)償球體的加工誤差，導(dǎo)致主密封不能達(dá)到規(guī)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面比壓完善好； [q] — 密封面的許用比壓促進進步；q — 計(jì)算的實(shí)際比壓紮實。

3.2 浮動(dòng)式球閥的密封機(jī)理

如圖 1 (a) 所示，由于球體下端無(wú)固定支承新趨勢，浮動(dòng)式球閥關(guān)閉時(shí)，在介質(zhì)壓力作用下行動力，球體將產(chǎn)生一定的浮動(dòng)量（位移）結構，離開(kāi)人口端密封座而壓緊在出口端密封座上，使介質(zhì)在出口端密封座受到阻截落到實處。即浮動(dòng)式球閥實(shí)際上只有出口端密封座發(fā)揮密封作用效果，而人口端密封座與球體間保持一很小的浮動(dòng)間隙。

3.3 固定式球閥的密封機(jī)理

高壓或公稱通徑 DN ≥ 200 mm 的球閥營造一處，常采用固定式結(jié)構(gòu)服務水平。固定式球閥的球體不產(chǎn)生浮動(dòng)量，可保證雙向密封保供，使閥門(mén)的操作扭矩降低能力建設；密封座上的載荷波動(dòng)幅度較小。固定式球閥可分為球前密封式（人口密封式）和球后密封式（出口密封式）球閥技術創新，見(jiàn)圖 2 醒悟。

圖 2

3.4 密封座的預(yù)壓縮考慮

為了保證球閥在介質(zhì)工作壓力較低時(shí)的密封性，球體和密封座間必須形成一定的預(yù)緊比壓生產體系。

在剛性密封座中新模式，球閥工作的可靠性和使用壽命取決于正確選擇密封座的預(yù)壓縮量。預(yù)壓縮量不足高質量，不能保證球閥的低壓密封性應用情況；預(yù)壓縮量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致球體與密封座間的摩擦力矩增加，影響球閥的動(dòng)作性能也逐步提升；并可能引起密封座的塑性變形，導(dǎo)致密封失效參與水平。對(duì)于聚四氟乙烯密封座講理論，其預(yù)緊比壓一般應(yīng)為 0.1 PN，且不小于 1.02 MPa 智能設備。剛性密封座預(yù)壓縮量的調(diào)整靠改變密封調(diào)整墊片的厚度實(shí)現(xiàn)解決問題，密封調(diào)整墊片加工的誤差會(huì)影響調(diào)整的效果；合理的裝配與調(diào)整是獲得良好密封性的關(guān)鍵不要畏懼。在使用中導向作用，密封座磨損后，預(yù)緊比壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力很差作用，因此剛性密封座結(jié)構(gòu)球閥的使用壽命相對(duì)較短重要意義。

解決問(wèn)題的途徑之一是采用帶彈性元件的密封座落實落細。此時(shí)，預(yù)壓縮量的獲得與調(diào)整不再依靠密封調(diào)整墊片而由彈性元件來(lái)實(shí)現(xiàn)組成部分。帶彈性元件的密封座除可獲得必要的預(yù)壓縮量外深入闡釋，還可在彈性元件的彈性變形范圍內(nèi)對(duì)預(yù)緊比壓進(jìn)行補(bǔ)償，因此高效化，球閥的使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)大大提高。

3.5 帶彈性元件的密封座結(jié)構(gòu)

（l）彈性元件為蝶形彈簧的密封座，見(jiàn)圖 3完成的事情。

圖 3 帶蝶形彈簧的密封座

（2）彈性元件為彈簧的密封座調整推進，見(jiàn)圖 4。

圖 4 帶圓柱螺旋彈簧的密封座

圖 3研究成果、圖 4 所示帶蝶形彈簧或帶圓柱螺旋彈簧的密封座已在非腐蝕性介質(zhì)球閥中廣泛應(yīng)用發展契機。但是，由于難以選擇到可耐強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)機製性梗阻，同時(shí)又具有良好彈性的彈性元件材料以及此類(lèi)材料的熱處理工藝比較復(fù)雜齊全，此類(lèi)密封座結(jié)構(gòu)在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)球閥中應(yīng)用尚不多。

（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進入當下。彈性脹圈的材料可選擇 1Cr18Ni9Ti 或 1Cr18Ni9建強保護，以達(dá)到與強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)相容。圖 6 為彈性脹圈的結(jié)構(gòu)形式首次；圖 7 為聚四氟乙烯唇式密封座的結(jié)構(gòu)形式流動性。從圖 6、圖 7 可看出生產效率，聚四氛乙烯唇式密封座唇口的設(shè)計(jì)角度為 30°反應能力，而彈性脹圈唇口的為 34°。

圖 6 彈性脹圈結(jié)構(gòu)密封座結(jié)構(gòu)圖

圖 7 聚四氟乙烯唇式密封座的結(jié)構(gòu)圖

在介壓力下競爭激烈，彈性脹圈的彈性力可補(bǔ)償單一聚四氟乙烯材料密封座彈塑性變形能力不足的缺點(diǎn)投入力度，提高了球閥密封的可靠性和使用壽命。在介質(zhì)壓力較低的情況下學習，由于彈性脹圈唇口和聚四氟乙烯唇式密封座唇口存在角度差以及金屬脹圈較強(qiáng)的彈塑性變形能力技術，使聚四氟乙烯唇式密封座在彈性脹圈彈性力的作用下形成外張傾向，向球體壓緊，產(chǎn)生預(yù)壓縮力結構重塑，補(bǔ)償介質(zhì)壓力降低導(dǎo)致的密封比壓不足。只要處于彈性脹圈的彈性力范圍內(nèi)自行開發，即可保證球閥在較低壓力條件下的可靠密封模樣。

3.6 浮動(dòng)式球閥密封座結(jié)構(gòu)

浮動(dòng)式球閥密封座結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 8。

圖 8 剛性密封座

圖 8 所示的剛性密封座本身沒(méi)有任何彈性變形，球閥*依靠介質(zhì)壓力形成必需的密封比壓數據顯示，該結(jié)構(gòu)對(duì)溫差的變化較明顯責任，密封性和操作扭矩易受溫度變化的影響。

圖 9 唇式密封座

圖 9 所示唇式密封座由于唇部具有一定的彈性變形能力實現，密封座和球體間始終存在一定大小的預(yù)壓縮力持續向好，可補(bǔ)償由于溫度變化等原因?qū)е碌念A(yù)壓縮力的變化，使球閥具有較好的密封性。

綜上所述估算，解決球閥密封性的關(guān)鍵在于密封座的結(jié)構(gòu)形式和密封座材料的選擇。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)和使用要求達到，合理選擇密封座的結(jié)構(gòu)形式，保證密封座良好的加工工藝性大型；選擇性能優(yōu)良的可能性、適應(yīng)使用要求的密封材料，滿足球閥密封性要求不可缺少，提高球閥工作的可靠性和使用壽命系列，是球閥設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。