上海申弘阀门有限公司
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之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍球阀密封及填料选材介绍了浮动套筒式软密封和硬密封球阀阀座的结构,分析了阀门在干灰输送管道中工作的失效形式,给出了复合式膨胀型阀座密封结构及阀门的电气控制气动和液动驱动的原理和过程。填料的结构型式极其繁多，这里仅就球阀上常用的软质密封填料和成型填料作简要介绍。
（1）球阀密封及填料选材软质密封填料
软质密封填料的基体材料有石棉纤维、氟纤维和碳素纤维等。各种石棉填料已标准化，设计时可按JB1712-91《石棉填料》选用。
氟纤维和碳素纤维填料制品的规格及用途见表3-10。
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软质密封填料函的典型结构如图3-34b和图3-3所示，压盖将软质填料轴向压紧，使它产生径向弹塑性变形而达到密封。软质密封填料磨损快，需经常拧紧填料压盖螺栓或更换填料。
（2）球阀密封及填料选材成型填料
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀成型填料系以橡胶、工程塑料等弹塑性材料为原材料，采用模压成型或车削加工制成的各种环形密封圈。模压成型法生产效率高、节省材料，因此成本低，适宜于大批量生产。车削成型法虽然生产效率低，但产品尺寸精度高，适合于密封要求严格或小批量生产的场合。成型填料结构紧凑，密封性能好，品种规格齐全，适用范围广，因此在球阀上应用zui普遍。
成型填料结构型式繁多，但用于球阀阀杆密封则以O形密封圈和V形密封圈为多。
1）O形密封圈
是一种常用的密封元件，它具有以下优点：①密封部位结构简单，易于安装；②密封性能好；③运动时摩擦转矩??；④密封件及沟槽尺寸己标准化，选用和购买方便；⑤具有双向密封性能，既可用于静密封，也可用于动密封；⑥使用寿命长。因此，在球阀上得到广泛应用，除作为填料函密封外，球阀用气动装置的活塞、活塞杆以及阀体中法兰、弹性阀座等处也常用它作密封件。
O形密封圈属于挤压密封，因此，压缩量大小将直接影响其密封性能和寿命。对于橡胶O形密封圈，预压缩量一般为14%～15%。O形密封圈则靠预压缩在密封面上产生初始接触压力而获得预紧密封效果。工作时由于流体压力的作用，促使密封圈进一步变形，加大密封面的接触压力，从而增强了密封效果。这就是O形密封圈的所谓自封作用（图3-45）。O形密封固的缺点是启动时摩擦转矩大。
调节阀问答图片图3-45 O形密封圈的自封作用
a）预压缩状态
b）工作状态的自封作用，无渗漏条件为 Pm≥P
O形密封圈一般采用硬度为HS75～80的橡胶制造。对于强腐蚀性介质则采用氟橡胶或氟塑料制造，或在橡胶O形密封圈上用等离子喷涂法涂上一层氟塑料，也可以在橡胶O形密封圈外面包上一层带缺口的聚四氟乙烯空心管，这样既可以保持普通橡胶的良好弹性，又可以使它具有强的耐腐蚀性。
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图3-46 O形密封圈的安装沟槽形式
O形密封围的安装沟槽根据使用工况及安装位置，可作成各种型式。球阀用动密封多用图3-46a所示的矩形槽；静密封多采用图3-46b所示的梯形槽。O形密封圈密封的孔与轴之公差配合可参照表3-2选取。O形密封圈的规格及沟槽尺寸可按GB1235-76《0形橡胶密封圈》的规定选取。
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装拆O形密封圈时，为避免表面损伤，在金属件端部应有15～30°的导入角，其结构和尺寸可参见图3-47和表3-3。
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图3-47 O形密封圈的安装导入角
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图3-48 O形密封圈通过横孔的倒角或倒圆
当O形密封圈通过横孔时，应倒角或倒圆（图3-48）；当通过螺纹或锐角时，应做一个薄壁套筒套着螺纹部分（图3-49）；或者用布带、薄膜塑料带缠在螺纹部分。总之，安装时，决不能损伤密封圈的工作表面，以免影响密封效果。
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图3-49 用薄壁套筒安装O形密封圈
O形密封圈密封对与其相配的密封零件表面粗糙度要求较高。降低表面粗糙度的目的在于减小摩擦力，延长密封圈的使用寿命。但表面粗糙度也不能过低，否则除加工困难外，还会出现将润滑油膜擦去的现象（当表面粗糙度低于RaO.05µm时），反而加大摩擦，在高速运转下，会因摩擦生热而加速密封圈的磨损。因此，对于静密封零件，一般取Ra3.2µm和Ral.6µm；对于动密封零件，一般取RaO.8～0.2µm。
2）V型填料
调节阀问答图片图3-50 V形填料的自密封作用
属于唇形密封，在流体压力作用下，具有自密封作用，即密封圈工作时，借流体压力撑开密封唇而达到密封。一旦建立起初始密封，其密封比压将随着压力的升高而增加，并保持其密封性能不变。这可用图3-50所示比压力分布图加以说明：qo为预紧产生的径向比压，qp为流体压力产生的径向比压力，q表示总的径向比压。总的密封比压可表示为：q=qo+qp。上式表明，不管流体压力如何升高，总的密封比压始终比流体压力高，因而能保持其密封状态。
对V型填料自密封的进一步要求是在无预紧应力状态下仍能保持其密封性能。它的实际意义是填料经长期使用后，由于变形和磨损使预紧力消失而改变了密封状态。对于V型填料，在受流体压力作用后，下填料将推动中填料起密封作用的唇部产生大于流体压力的径向比压，使唇部能自动贴紧阀杆和填料箱内壁，当产生的径向比压足够大时，就能达到良好的密封。因此，在使用过程中，V型填料不必像软质填料那样，要经常拧紧填料压盖。
试验表明，V型填料的断面形状直接影响其密封效果。不同的断面形状，适用于不同的流体压力，在实际使用中，一般设计成高、中、低压三种型式，详见表3-4。调节阀问答图片聚四氟乙烯及填充聚四氟乙烯V型填料规格尺寸见JB1714-81～1716-81《阀门用聚四氟乙烯V型填料》。V型填料一般成套使用，每套由上填料a）、中填料b）、下填料c）组成，其结构如表3-4所示。每套填料中，上填料和下填料各一只，中填料的数量根据工况条件及使用要求确定。一般说来，中填料的数量越多，密封性能越好，其使用压力也越高，但摩擦阻力随之增加。图3-51为V型填料的使用个数与摩擦阻力及介质渗漏量的关系。在实际使用中，中填料一般都采用2～4只（图3-51）。
调节阀问答图片图3-51 V形填料中填料的使用个数与摩擦阻力和渗漏量的关系
a） 使用个数与摩擦阻力的关系
b） 使用个数与渗漏量的关系
1-压力为21MPa时 2-压力为0时
V型填料工作时，由于上填料与阀杆和填料箱相配合并起导向作用，所以要求有较高的尺寸精度，并且V型槽角度a4应与中填料的a3*相吻合或稍小。下填料的夹角a1应比中填料V型槽的角度a2稍大，当压紧和受力时能使中填料的唇部撑开，以增加密封性能。为使流体压力能充分地作用到中填料的受压面上以撑开密封环唇部，下填料与阀杆和填料箱侧壁之间应具有c=0.25～O.4mm的间隙（如图3-52所示）。对于聚四氟乙烯V型填料，由于易变形，在温度和压力较高的情况下，可能从径向间隙C中挤出，因此，设计时C值尽可能选得小些，一般取0.1～O.15mm。
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图3-52 V型填料密封中的下填料
V型填料对阀杆表面的粗糙度要求较低，一般为Ra1.6～0.8µm。
V型填料虽然属于自紧式密封，但实际上仍然采用机械压紧，特别是低压或真空场合。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀
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