1 概述
小口徑波紋管截止閥（以下簡稱截止閥）是一種用途很廣泛的閥門，具有合理的密封結(jié)構(gòu)和耐腐蝕性能，因此被用于各種冷卻裝置。在某冷卻系統(tǒng)中，截止閥的工作初期能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封，但是隨著開關(guān)次數(shù)的增多會出現(xiàn)內(nèi)漏。經(jīng)過拆解檢查發(fā)現(xiàn)，閥門閥瓣密封面出現(xiàn)多道劃痕，或閥體閥座的圓度超差。截止閥不能滿足工況系統(tǒng)對密封壽命要求，需要對其密封結(jié)構(gòu)進行分析和改進。
2 分析
2.1 閥座結(jié)構(gòu)
截止閥采用硬密封結(jié)構(gòu)，線性密封。閥座密封面通常是由閥體直接加工成形，閥瓣密封面或是本體堆焊硬質(zhì)合金，或是由本體直接加工（圖1）。
圖1 閥瓣與閥桿結(jié)構(gòu)
截止閥閥瓣和閥桿為分別加工完成，再通過滾壓工藝將閥瓣與閥桿連接。采用此種連接方式是為了補償閥體密封中心與閥瓣密封中心同軸度的誤差。但是在實際使用過程中其密封效果差，并且密封面的壽命短。分析證明閥門密封面的密封結(jié)構(gòu)及其配對材質(zhì)的硬度差為其泄漏的主要原因。
2.2 硬度配對
改變密封面配對材質(zhì)的硬度差，采用幾種不同硬度差的閥瓣與閥桿配對，經(jīng)過試驗后發(fā)現(xiàn)閥門的密封壽命有稍微延長，但是啟閉多次以后閥門仍然內(nèi)漏，改進效果并不明顯。很顯然，密封面配對材料的硬度差不是影響閥門線性硬密封的關(guān)鍵原因。
2.3 密封結(jié)構(gòu)
截止閥閥瓣在加工完成后和閥桿通過滾壓連接在一起成為密封組件。閥瓣加工時需要裝卡兩次才能加工完成，由于閥瓣的一端為密封面，另一端與閥桿配合，在兩次裝卡加工過程中，會導(dǎo)致其密封面中心線與配合面中心線不同軸。閥瓣和閥桿為滾壓工藝連接，閥門使用過程中，流體介質(zhì)作用力將改變閥瓣相對于閥桿的位置。因此，閥瓣每一次的動作其密封位置都是不同的，導(dǎo)致其密封面中心線圍繞配合面的中心線偏向任意方向。閥門初期工作時可以保持其密封性，而每一次開關(guān)后閥瓣就可能會偏離原先的位置，這時就需要加大關(guān)閉力矩，閥瓣密封線下移，才能完全密封。隨著使用次數(shù)的增多，最終所有位置都無法保證閥瓣與閥體閥座的完全配合，直至閥門出現(xiàn)泄漏。
3 改進
對閥門密封結(jié)構(gòu)進行了改進（圖1c）。改進后的閥門密封結(jié)構(gòu)中，將閥瓣與閥桿改為一體式結(jié)構(gòu)，一次加工成形。由于閥瓣與閥桿為一體，在閥門啟閉過程中，閥瓣只作上下直線運動，無旋轉(zhuǎn)等其他運動，其關(guān)閉位置始終在相同的位置上。通過控制閥桿與閥蓋填料函處的配合尺寸，解決了可能出現(xiàn)的閥瓣密封中心與閥體密封中心不同軸而導(dǎo)致閥門泄漏的情況。
4 結(jié)語
在相同的加工條件下，對兩種結(jié)構(gòu)的閥門進行了相應(yīng)對比試驗，密封結(jié)構(gòu)改進后閥門的初次關(guān)閉力矩要比改進前的初次關(guān)閉力矩小30%左右。對改進的閥門進行了靜壓壽命試驗［2］，每試驗200次對閥門進行密封性能測試，試驗1200次后閥門沒有內(nèi)漏。試驗證明，改進后的小口徑波紋管截止閥密封結(jié)構(gòu)能夠使閥門的密封性與使用壽命得到很大的提高，取得了很好的效果。
|
