双面金属密封浮动球阀

摘 要：介绍了双面金属密封浮动球阀的工作原理和结构特点，改进了阀座及填料压盖密封结构，提高了金属密封浮动球阀的密封性能和使用寿命。

关键词：动负载；双面密封；活塞式密封结构阀座；密封性能；使用寿命。

1.概述

在石油、石化、电力、钢铁、食品等某些特殊工业领域，管道中输送介质的工况非常恶劣，所以对阀门有很严格的要求，要求阀门密封能够完全达到零泄漏，工作温度长期在300～600℃，并且要求很短的启闭时间。在这个非常苛刻的使用领域，单向金属密封浮动球阀曾经被广泛使用。在阀门的频繁开启和关闭过程中，很容易造成球体和阀座、阀杆和阀杆填料间的密封泄露。由于管道中输送的介质可能是易燃、易爆、毒性或腐蚀性等对环境和社会危害性很大的介质，泄漏后容易发生不可预知的危险。故阀门一旦发生泄漏，就必须立即进行维修和更换。但为满足实际生产需要，一般要求阀门的使用周期较长，阀门维修和更换周期的缩短，意味着会造成生产成本的急剧增加，所以用户要求阀门的密封性能要好、使用周期要长。在这种背景下，我们经过多方面的研究和试验，开发出了双面金属密封浮动球阀。

双面金属密封浮动球阀在普通金属密封浮动球阀基础上，对阀门的阀座结构及阀杆填料密封结构进行了改进。在保证阀门密封性能的同时，又提高了阀门的使用寿命，延长了维修和更换阀门的周期。

2.结构特点

双面金属密封浮动球阀（图1）主要由阀体、阀盖、球体、阀座、阀座填料、蝶簧座、阀座蝶簧、阀杆、阀杆填料、填料压盖、限位螺钉、压盖蝶形、手柄等部分组成。

2.1.动负载填料结构

双面金属密封浮动球阀（图1）在原有普通金属密封浮动球阀（图2）基础上，增加了一对压盖蝶簧13，使其与阀杆8、阀杆填料9、填料压盖10及限位螺钉12一起形成阀门的填料密封。

2.2.活塞式阀座结构

双面金属密封浮动球阀（图1）前后阀座均采用活塞式密封结构，球体2和阀座3形成金属密封副，阀座填料4和阀盖5、阀体1及阀座3分别构成非金属密封副，蝶簧支座6和蝶簧7构成阀座的预紧装置，提供阀座的预紧比压，保证阀门的密封。

3.工作原理

3.1.双面金属密封浮动球阀（图1）是一种双向流动控制阀，在管道输送等工业领域中主要用于切断和导通介质，全开全关。这种球阀具有固定球球阀的活塞式弹性阀座结构，结构非常紧凑。前后阀座按固定球球阀阀前阀座密封的原理设计。因此，进出口阀座均能密封，具有双面密封的优点，适用于密封要求很高的场合。

当阀门关闭时，介质压力推动进口阀座向球体及出口阀座靠紧，从而使进口阀座与球体、球体与出口阀座间同时均达到密封目的，能够真正的实现硬密封浮动球阀的零泄漏。因为本阀门前后阀座结构相同，当管道中输送介质反向流动时，阀门同样也能达到进出口阀座双面密封的目的。因此本阀门能够不受介质流动方向的控制，可任意方向安装。

另外，在启闭过程中，球体沿阀体轴线转动，因阀座前后蝶簧始终处于压缩状态，故进出口端阀座在蝶簧作用下始终能够和球体紧密接触，确保介质中的固体颗粒不能进入密封副间，避免了密封面非正常损伤，故此双面金属密封浮动球阀能够适用于含固体颗粒杂质的工况。

3.2.普通金属密封浮动球阀在阀门的泄露问题上往往集中在阀座的内漏方面，忽略填料外漏，随着阀门开关次数的增加，往往阀门内漏还没出现，填料与阀杆接触的部位就出现磨损泄漏现象，大大缩短了阀门的使用寿命。

双面金属密封浮动球阀采用动负载填料结构，在限位螺钉下面加上一对压盖蝶簧13（图1 ），增加填料的密封预紧力，当填料与阀杆接触的部位出现磨损时，由于压盖蝶簧的存在，能够时刻保证填料的密封，大大的延长了阀门的使用寿命。

4.结语

双面金属密封浮动球阀非常适合于石油、石化、电力、钢铁等某些特殊工业领域的苛刻工况。安装空间小，双保险的双面密封，耐高温，零泄漏，启闭时间短。这些优点，让双面金属密封浮动球阀在特殊使用领域有更广泛的发展空间。

参考文献：

[1] 陆陪文主编 实用阀门设计手册 第2版。北京，机械工业出版社。2007年9月。

[2] 洪勉成 陆培文 高凤琴主编 阀门设计计算手册。北京，中国标准出版社。1994年7月。

[3] 美国石油学会 API 6D-2008 第23版 管线阀门。2008年10月。

作者简介：

阎大勇（1976.4-）男，辽宁省葫芦岛市人，工程师，现从事阀门的新产品开发和技术工作。