旋塞阀密封原理解析

根据旋塞阀的结构和密封副材料的不同，旋塞阀可利用金属密封、油脂密封和非金属软质材料密封。采用金属密封时，不但需要较低的表面粗糙度和较准确的几何公差，而且需要较高的密封比压，以达到所需的密封性能。采用油脂密封和非金属软质材料密封时，则需要较准确的几何形状。根据以上的要求，密封副的结构设计有许多种，其密封原理也不尽相同。

（１）圆柱形聚四氟乙烯密封旋塞阀 如图３-２５７所示的圆柱形旋塞阀，阀体内装有一个和阀塞相配合的聚四氟乙烯套筒，它用压紧螺母压紧于阀体内的座圈上，其密封是靠阀塞和聚四氟乙烯套筒之间一定的过盈量来实现，也就是阀塞对聚四氟乙烯套筒的挤压力来达到密封。因此，要求阀塞和聚四氟乙烯套筒的表面粗糙度数值一定要小，其几何形状误差也一定要小，才能达到密封所要求的比压。如果阀座套筒需要再次压紧以便使套筒恢复密封，则必须在阀门关闭位置进行，以防止把聚四氟乙烯套筒压入流道内。

（２）紧定式圆锥形旋塞阀 如图３-２５９所示的旋塞阀，阀门不带填料，阀塞与阀体密封面之间靠本体的金属来密封。密封力靠拧紧阀塞下面的螺母实现。为了使较小的预紧力便能达到密封，阀塞和阀体密封面的表面粗糙度数值一定要尽量小，而且几何形状误差也一定要小，锥度配合一定要准，才能使该类旋塞阀易实现密封。该阀易于维修和清理，清理或检修时，拧松下面的螺母，撤出垫圈，阀塞便可从阀体中取出进行清理或维修。奥氏体不锈钢制成的该类旋塞阀，应用于食品行业和医药行业为最佳选择。

（３）填料式圆锥形旋塞阀 如图３-２５７所示的填料式圆锥形旋塞阀，其阀体内带有填料，通过压紧填料来实现阀塞和阀体密封面之间的密封。该类阀是使用非润滑的金属密封件，由于这种密封面之间的摩擦力较高，为保证阀塞在阀体内能够转动自如，所允许的密封载荷要受到限制。因此密封面的泄漏空隙相对较宽，故这种阀只有使用在具有表面张力和粘性较高的液体时才能达到满意的密封。但是，如果在组装前在阀塞上涂一层密封脂，那么这种阀也可以用于潮湿气体，如湿的或含油的压缩空气。这种填料式圆锥形旋塞阀密封性能较好，尤其是外漏的密封性更好，大量用于公称压力ＰＮ１０的场合。阀体下面的螺钉可以起到阀塞和阀体配合松紧的调节作用。

（４）油封式圆锥形旋塞阀 如图３-２６０所示的油封式圆锥形旋塞阀，这种阀的密封靠阀塞和阀体之间的密封剂来达到。密封剂是用螺栓或注射枪经阀塞杆内的止回阀注入阀塞和阀体的密封面的。在阀塞和阀体的密封面上，有贮存密封质的油槽。因此，当阀门在使用时，就可以通过止回阀、油槽来注射补充的密封剂，从而有效地弥补其密封的不足。如果该阀的预紧力不够时，再注射密封剂也不能保证密封时，可拧紧压填料的螺栓来增加预紧力，以保证密封。同样，该阀的阀塞和阀体密封面的表面粗糙度数值要小，其几何形状精度和圆锥形阀塞和阀体的锥度要准确，才能保证用较小的预紧力就能保证密封，从而阀塞在阀体内的转动才能自如。由于密封面在全启位置时被保护而不与流动介质接触，同时损坏的密封面较易修复，所以润滑式旋塞阀特别适用于磨蚀性介质。但是，润滑式旋塞阀不宜用于节流，这是因为节流时会从露出的密封面上冲掉密封剂，这样阀门每次关闭时，都要对阀体密封进行回复。该类阀门最适宜用于油田或气田的分支管上，因为这种管路不用清管，而油田或气田的介质中又含有沙和水，用此阀最适合。(www.xing528.com)

（５）压力平衡式倒圆锥形旋塞阀 如图３-２６１所示的压力平衡式倒圆锥形旋塞阀，阀塞由阀盖中的螺栓对其位置进行调节，而密封剂是从阀杆末端注入阀体的。为了防止介质压力将阀塞推入阀座，阀塞端部开有平衡孔，而阀塞小头的平衡孔内设有介质只能到小头端部的止回阀，它可使介质压力进入阀塞两端的空腔内。如图３-２６５所示。这种阀的密封也是靠阀塞和阀体之间的密封剂来实现的。

这样的设计可使这种旋塞阀适用于很高的压力，可达ＣＬ２５００。此时不会由于介质压力将阀塞推向阀座圆锥面而不能操作。能达到如此高的压力还能保持密封，主要取决于阀塞和阀体密封面的加工精度和表面粗糙度。阀塞和阀体密封面的锥度要完全一致，且表面粗糙度的数值一定要在Ｒａ０.４μｍ以下，再注入密封脂才能保证达到密封要求。

图３-２６５ 压力平衡式倒圆锥形旋塞阀

（６）聚四氟乙烯套筒密封圆锥形旋塞阀 如图３-２６２所示的旋塞阀，阀塞在聚四氟乙烯做的阀体内转动，其密封靠压紧阀塞块的螺栓来实现。聚四氟乙烯阀体套筒避免了阀塞的粘滞，也克服了润滑旋塞阀保养难的问题。但由于密封面积大和密封应力高，操作力矩仍较高。另一方面，由于密封面积大，即使在密封面上有某些损坏仍能较好地防止泄漏。由于使用了聚四氟乙烯套筒，也可将阀门应用在由于密封面相互接触会产生粘滞的贵重材料的那些场合中。