提升式旋塞閥密封原理及結構特點

　　1、概述

　　提升式旋塞閥根據不同的密封材料可分為軟密封和硬密封結構。其基本動作原理有兩種，一種為閥門開啟時，旋塞提升一定的高度，旋塞旋轉90°到閥門全開狀態。在閥門啟閉過程中，閥門密封副沒有磨損。另一種為在前一種的基礎上，旋塞下降至開啟的初始位置，即在這種狀態下閥門的密封副是接觸的。兩種形式適用于不同的工況。

　　2、軟密封式

　　2.1 軟密封式動作原理

　　閥門主要由閥體、旋塞、密封圈座及閥蓋等組成(圖1)。閥體采用直筒圓柱型內腔結構，內腔表面采用不同表面硬化工藝，提高閥體密封面的硬度、耐磨耐腐性能，以適應不同的工況場合。旋塞與密封圈座采用燕尾槽軌道結構連接，其連接性能可靠，運動精度比較理想。軟密封圈采用特定工藝鑲嵌在密封圈座上，以免其發生脫落。閥門處于關閉位置時，當旋塞向上提升，兩個密封圈座受上下閥蓋的位置限制，在燕尾槽軌道的作用下，密封圈脫離閥體的密封面。當密封圈完全脫離閥體密封面后，旋塞和密封圈座作90°旋轉，使閥門處于開啟狀態。當閥門需要關閉時，旋塞和密封圈座旋轉90°后，旋塞向下運動，帶動密封圈座靠近閥體密封面，直至閥門完全處于密封狀態。

　　2.2 軟密封式結構特點

　　①閥門采用軟密封結構，密封性能可靠，達到零泄漏。

　　②啟閉操作過程中，密封面之間完全脫離接觸，無磨損，使用壽命長。

　　③閥門具有雙阻塞、雙排放和防火功能，閥門上設有壓力平衡裝置，以防系統異常升壓，并能減少閥門啟閉瞬間的阻力。

　　④啟閉過程均分兩段完成，便于操作，關閉時時間較長，盡可能地避免了管道內的油(水錘)擊現象的發生。

　　⑤閥門實現在線維修。可以拆卸閥體底部的閥蓋取出旋塞兩側的密封圈座維修或更換，維修簡單和方便。

　　2.3 軟密封式驅動裝置

　　驅動裝置主要由支架、閥桿螺母、閥桿和蝸輪蝸桿等零部件組成(圖2)。閥門開啟時，旋塞與驅動裝置的閥桿螺母通過銷軸聯接，在蝸輪蝸桿手輪的作用下帶動閥桿旋轉，閥桿通過其多頭螺紋帶動閥桿螺母在限位銷的作用下，沿著設在閥桿螺母上的軌道槽作上升運動，使閥桿螺母向上運動到達一定位置后，銷脫離支架內的軌道槽，進入閥桿上的定位槽。這時，閥桿繼續旋轉，帶動閥桿螺母，在限位銷的作用下，一起旋轉90°，從而完成了閥門的開啟動作。

　　相反，則是完成閥門的關閉動作過程。驅動裝置可適用不同口徑、壓力級的閥門，適用范圍比較廣泛。驅動裝置頂部有精確顯示閥門開關位置的指示器，可避免誤操作。驅動裝置有手動、電動等傳遞力矩，電動閥門易實現自動控制，易操作，傳遞動作靈活、準確和安全可靠。

　　軟密封提升式旋塞閥廣泛適用于石油、石化、天然氣、煤化工、環保污水處理、航空煤油及管道煤氣等行業作調節、節流及切斷介質用。

　　3、硬密封式

　　1 硬密封式動作原理

　　硬密封提升旋塞閥的密封屬強制密封結構，兩密封副均可密封，閥門的使用不受管道內介質流向的限制(圖3)。閥體與旋塞采用圓錐面密封，其密封性能可靠，適用范圍廣。閥體和旋塞密封面采用不同的表面處理工藝，使其滿足不同的使用工況要求。閥體密封面凸起，便于密封面的加工和清洗，密封面不易堆積顆粒性或結晶介質。當閥門處于關閉狀態，旋塞通過閥桿提升到一定高度，旋塞脫離閥體密封面，閥桿帶動旋塞旋轉90°到開啟位置。然后，閥桿繼續向下運動，將旋塞推向關閉時所處的位置，這時，閥體與旋塞的密封副處于接觸狀態。關閉閥門的過程與開啟的過程相反，通過閥桿對旋塞向密封面施壓，由于是錐面密封容易保證旋塞閥的密封性能。此閥門又稱無間隙閥門，即閥門在開啟和關閉位置，閥門密封副之間沒有間隙。

　　2 硬密封式結構特點

　　①閥門適用壓力等級PN2.0～42.0MPa，溫度范圍-101～550℃。

　　②閥門啟閉過程中，密封面間完全脫離接觸，無磨損，耐沖刷。閥門操作扭矩小，使用壽命長。

　　③閥門具有雙阻塞、雙排放和防火功能。閥門中腔與進出口設有壓力平衡裝置或壓力平衡孔，以防閥門在關閉狀態下系統異常升壓，并能減小閥門啟閉瞬間的阻力。

　　④啟閉過程分為提升、旋轉和下降3種動作。升降行程短，便于操作，對不清潔介質可防止污垢在閥門中腔堆積，同時還可以減少介質對閥門密封面的沖刷，延長閥門使用壽命。

　　3 硬密封式驅動裝置

　　驅動裝置主要由支架、閥桿螺母、防轉板、防轉倒向套、傳動軸和手輪等零部件組成(圖4)。閥門開啟時，手輪帶動閥桿逆時針旋轉，通過銷II和中間螺母的連接，閥桿螺母通過銷I、防轉板的作用沿著中間螺母套的導向槽向上運動。到達設定的位置后，銷I進入中間螺母的銷槽中。這時，閥桿繼續逆時針旋轉，同時也帶動了中間螺母和閥桿螺母一起旋轉。

　　旋轉90°后，這時，銷II脫離閥桿的銷槽，進入中間螺母套的導向槽內。閥桿繼續逆時針旋轉。由于受防轉板在支架內的作用和銷II在中間螺母套的軌道槽中，帶動閥桿螺母向下運動，直至閥門關閉時所處的位置(這時閥門處于開啟狀態)。相反，則是完成閥門的關閉動作過程。這種驅動裝置除了具有軟密封提升式旋塞閥驅動裝置的特點外，由于多了一個過程，使其結構比較復雜，解決了閥門在開啟和關閉時管道介質對閥門密封副的沖刷，提高了閥門的使用壽命。

　　4 硬密封式適用場合

　　硬密封提升式旋塞閥適用于耐高溫、高壓、耐磨及耐沖刷等特殊用途的管道上，特別是帶有顆粒性的介質管路上，如電力、冶金、石油化工及造紙等行業。

　　提升式旋塞閥改變了傳統旋塞閥的設計理念和應用范圍，主要為其壓力、溫度使用范圍改變和拓寬，以及材料選擇范圍的擴大，還有旋塞閥的流道形式，比如文丘里型式、標準全通徑型式、標準型式、標準弧形全通徑型式等多種形式的應用，操作機構選擇的多樣性、智能性等等，使得提升式旋塞閥的應用前景更為廣闊。