偏心半球阀的设计秘密

偏心半球阀的设计秘密

双偏心半球阀适用于石油、化工、燃气、冶金、电力、钢铁和造纸等行业输送带有沉淀、结垢和结晶析出的介质，偏心半球阀利用偏心一楔紧原理，实现自锁定位，使密封可靠。双偏心即阀杆中心与阀门的流道中心有相对径向偏心E，阀门的密封面中心与阀杆中心(即阀瓣的回转中心)有相对轴向偏心e，且E=2e。圆偏心轮及其展开平面上楔形角变化。

阀门采用强制密封结构。在拧紧中法兰螺栓时，对密封垫片施加压紧力，预紧的垫片受到压缩，密封面上凹凸不平的微隙被填满，这样就为阻止介质泄漏形成了初始密封条件一密封面上形成预紧比压。当介质压力上升和启闭阀门时，密封面上的预紧比压下降，垫片回弹，如果垫片具有足够的能力使密封面上的工作密封比压始终大于介质和启闭比压时，并留有一定的裕量，则密封面保持良好的密封状态。因此，强制密封的必要条件是在介质压力和启闭作用下，密封面上仍能保持一定的残余压紧力，当然，还要受到密封副材质所能承受的最大压力的限制，即许用比压[q]要满足qMF半球阀形成的密封为球面密封，则偏心半球阀圆偏心轮在平面上楔角变化

Q^亿= Q |F+Q

Q =qMF(DMW _DMN )(¨嚣)

QMJ= (DMN+b ) P

^，r 一 垡

一(DMW+DMN)

式中 g——密封面上的实际比压，MPa

g ——密封面上的必需比压，MPa

[q]—— 密封面的许用比压，MPa

Q —— 密封面上的总作用力，N

M——密封带上的侧表面积，mm2

Q ——作用在密封面上的介质静压力，N

Q MJ——密封面上达到必需比压时的作用力.N

6 一密封带宽度，mm

a— — 密封面与球面接触半角，(。)

厂M——密封面摩擦因数

户一介质压力，MPa

DMN——密封面内径，mm

D删——密封面外径，mm

半球阀球面密封结构

阀杆与定芯轴的动、静密封结构是确保阀门在结构上无动、静泄漏点，保证了阀门的使用环境安全，这对高温、高压和有害介质的输送尤为重要。半球阀阀瓣的定芯轴采用调整垫与压盖的静密封。不锈钢材质的阀杆采用双层密封结构(图4)，由

于阀杆仅作9O。往复运动，填料磨损小，正常工况下，启闭次数可达0.6～1.0万次。阀杆力矩为式中MF—— 阀杆力矩，N·mm

M0F——关闭时的阀杆力矩N·mm

MF1r—— 填料与阀杆间的摩擦力矩，N·mm

MZc——轴承中的摩擦力矩，N·mm

阀体的壁厚根据ANSI B16.34壁厚的计算公式进行计算，或参考JB/T 7745规定的壁厚数据选取。

阀门的密封可靠性直接影响阀门的性能，为了使阀门达到更优越的性能，需要对阀门的结构和材料有特殊要求。阀门用于含剧毒气体、氨、钠、重水或放射性物质等危险性介质时。采用双层填料密封结构。填料采用优质的柔性石墨编织盘根，垫片采用高强度柔性石墨板等来保证密封的可靠性。阀门用于高温、强酸、强碱等强腐蚀的工况，除对阀门内部零件的材质作适当选择外(如阀杆为1Crl8Ni9Ti或2Cr13等)，还要采用高强度的螺栓和螺母。’阀座密封面根据输送介质的实际工况选用不同的堆焊材料。

双偏心式半球阀采用金属硬密封结构，适用于输送含有固体颗粒的气液两相流介质，已经在石油、化工、燃气、冶金、钢铁、电力等行业使用，受到用户的欢迎。

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