小口径波纹管截止阀密封结构的改进_章茂森_第1页
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文章编号:1002- 5855 ( 2011)06- 0043- 02 作者简介:章茂森 ( 1983 )男,工程师,从事阀门设计与试验工作。 小口径波纹管截止阀密封结构的改进 章茂森,靳淑军,宋忠荣,黄健,程红晖 ( 合肥通用机械研究院,安徽 合肥 230031) 摘要介绍了一种小口径波纹管截止阀的密封结构,分析了其导致泄漏的原因。对阀门原有 的密封结构进行了改进,并对改进后的阀门密封性能进行了试验验证。 关键词截止阀;波纹管;阀瓣;密封;改进 中图分类号:TH134文献标识码:A Improvement research on minor- caliber bellows seal globe vlave structrue ZHANG Mao- sen,JIN Shu- jun,SONG Zhong- rong,HANG Jian,CHENG Hong- hui ( Hefei General Machinery Research Institute,Hefei 230031,China) Abstract:Introduced a minor- caliber bellows seal globe vlave structrue,analyzed the leakage reason Improved the original seal structrue,and verified the result of improved seal performance Key words:globe vlave;bellows;disc tif;Seal;improve 1概述 小口径波纹管截止阀 ( 以下简称截止阀)是 一种用途很广泛的阀门,具有合理的密封结构和耐 腐蚀性能,因此被用于各种冷却装置。在某冷却系 统中,截止阀的工作初期能够实现良好的密封,但 是随着开关次数的增多会出现内漏。经过拆解检查 发现,阀门阀瓣密封面出现多道划痕,或阀体阀座 的圆度超差。截止阀不能满足工况系统对密封寿命 要求,需要对其密封结构进行分析和改进。 2分析 2. 1阀座结构 截止阀采用硬密封结构,线性密封。阀座密封 面通常是由阀体直接加工成形,阀瓣密封面或是本 体堆焊硬质合金,或是由本体直接加工 ( 图 1) 。 ( a)阀瓣与阀杆滚压连接( b)阀瓣密封面由本体加工 ( c)阀瓣与阀杆为一体式 图 1阀瓣与阀杆结构 截止阀阀瓣和阀杆为分别加工完成,再通过滚 压工艺将阀瓣与阀杆连接。采用此种连接方式是为 了补偿阀体密封中心与阀瓣密封中心同轴度的误 差。但是在实际使用过程中其密封效果差,并且密 封面的寿命短。分析证明阀门密封面的密封结构及 其配对材质的硬度差为其泄漏的主要原因。 342011 年第 6 期阀门 DOI:10.16630/ki.1002-5855.2011.06.015 2. 2硬度配对 改变密封面配对材质的硬度差,采用几种不同 硬度差的阀瓣与阀杆配对,经过试验后发现阀门的 密封寿命有稍微延长,但是启闭多次以后阀门仍然 内漏,改进效果并不明显。很显然,密封面配对材 料的硬度差不是影响阀门线性硬密封的关键原因。 2. 3密封结构 截止阀阀瓣在加工完成后和阀杆通过滚压连接 在一起成为密封组件。阀瓣加工时需要装卡两次才 能加工完成,由于阀瓣的一端为密封面,另一端与 阀杆配合,在两次装卡加工过程中,会导致其密封 面中心线与配合面中心线不同轴。阀瓣和阀杆为滚 压工艺连接,阀门使用过程中,流体介质作用力将 改变阀瓣相对于阀杆的位置。因此,阀瓣每一次的 动作其密封位置都是不同的,导致其密封面中心线 围绕配合面的中心线偏向任意方向。阀门初期工作 时可以保持其密封性,而每一次开关后阀瓣就可能 会偏离原先的位置,这时就需要加大关闭力矩,阀 瓣密封线下移,才能完全密封。随着使用次数的增 多,最终所有位置都无法保证阀瓣与阀体阀座的完 全配合,直至阀门出现泄漏。 3改进 对阀门密封结构进行了改进 ( 图 1c) 。改进后 的阀门密封结构中,将阀瓣与阀杆改为一体式结 构,一次加工成形。由于阀瓣与阀杆为一体,在阀 门启闭过程中,阀瓣只作上下直线运动,无旋转等 其他运动,其关闭位置始终在相同的位置上。通过 控制阀杆与阀盖填料函处的配合尺寸,解决了可能 出现的阀瓣密封中心与阀体密封中心不同轴而导致 阀门泄漏的情况。 4结语 在相同的加工条件下,对两种结构的阀门进行 了相应对比试验,密封结构改进后阀门的初次关闭 力矩要比改进前的初次关闭力矩小 30% 左右。对 改进的阀门进行了静压寿命试验2 ,每试验200 次 对阀门进行密封性能测试,试验 1 200 次后阀门没 有内漏。试验证明,改进后的小口径波纹管截止阀 密封结构能够使阀门的密封性与使用寿命得到很大 的提高,取得了很好的效果。 参考文献 1杨源泉阀门设计手册 M 北京:机械工业出版社, 1992 2JB/T 8859 2004,截止阀静压寿命试验规程 S ( 收稿日期:2011. 05. 28 ) 书讯 1. 新编英汉阀门技术词汇 本书由机械工业出版社 2009 年 2 月出版发行,尹玉杰主编。本书 是根据我国机械工业和阀门行业科技创新及阀门产品研发的需要,从国内已出版的书籍、国外科技文献和 国外阀门标准等资料中广泛收集了大量的与阀门相关的专业词汇 3 万余条汇编而成,其特点是词汇量大, 内容充实,译词准确,可供从事阀门行业和相关专业的科技人员使用。书号 ISBN 978 111 25402 7, 定价 29. 00 元/册。 2. 钢制管法兰、垫片、紧固件 本书由中华人民共和国化工行业标准 HG/T 20592 20635 2009 ( 代替 HG20592 20635 1997)汇编而成。本系列标准2009 年7 月1 日起实施。本系列标准主要参 照 EN 1092 1:2002 法兰及其连接件 管道、阀门、管件和附件用圆盘法兰,PN 标识 第1 篇:钢制 法兰 、ASME B16. 5 2003 管法兰和法兰管件等国外先进标准,并结合国内实际情况修订而成,包 括了国际通用的两大管法兰、垫片和紧固件标准系列:PN 系列 ( 欧洲体系)和 Class 系列 ( 美洲体系) 。 本系列标准由中国石油和化学工业协会提出并归口。本书由全国化工设备设计技术中心站主编,中国计划 出版社出版,统一书号:1580177. 181,定价 185. 00 元。 3 阀门制造工艺 本书由化学工业出版社于 2011 年 2 月出版发行,苏志东、尹玉杰、张清双 主编。全书以阀门制造的工艺过程为主线,主要介绍了阀门制造工艺基础知识,零部件加工工艺、热处 理、表面处理、装配、试验等内容。本书涵盖了阀门设计、制造方面最新的技术资料,实用性、可操作性 强。本书可供国内阀门设计、生产制造、应用的工程技术人员学习和参考。全书 660 千字,16 开本,书 号:ISBN 978 7 122 09404 9,定价 69. 00 元/册。 每册加收书价 10%的邮寄包装费,需要

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