圓錐形旋塞閥的種類(lèi)與結構特點(diǎn)

　　圓錐形旋塞閥是在圓柱形旋塞閥的基礎上發(fā)展起來(lái)的旋塞閥。圓錐形旋塞閥密封副之間的泄漏間隙可通過(guò)力將閥塞更深入地壓入閥座來(lái)調整。當旋塞與閥體緊密接觸時(shí)，旋塞仍可旋轉，或在旋轉之前將旋塞提起旋轉90°，然后再壓入密封。

一、緊定式錐形旋塞閥

　　緊定式錐形旋塞閥(圖1)的結構最為簡(jiǎn)單，僅由閥體和旋塞組成，旋塞下端伸出閥體外，并加工出螺紋，當擰緊緊固螺母時(shí)，將旋塞往下拉，使其壓緊在閥體密封面上。

圖1 緊定式錐形旋塞閥

1—閥體；2—緊固螺母；3—墊圈；4—旋塞

　　緊定式錐形旋塞閥不帶填料，旋塞與閥體密封面間靠本體金屬來(lái)密封。密封力靠擰緊旋塞下面的螺母來(lái)實(shí)現。為了使用較小的預緊力便能達到密封，旋塞和閥體密封面的表面粗糙度精度一定要盡量高，而且幾何形狀誤差也一定要小，錐度配合一定要準，才能使該類(lèi)旋塞閥實(shí)現密封。

　　緊定式錐形旋塞閥易于維修和清理，維修或清理時(shí)，松開(kāi)下面的螺母，退出墊圈，旋塞便可從閥體中取出進(jìn)行維修或清理。

　　緊定式錐形旋塞閥只適用于低壓場(chǎng)合，目前已很少采用。

二、填料式錐形旋塞閥

　　填料式錐形旋塞閥(圖2)結構簡(jiǎn)單，僅由閥體、旋塞、填料和壓蓋等部件組成，當擰緊壓蓋上的螺母將填料壓緊時(shí)，也同時(shí)壓緊了旋塞與閥體的密封面，達到密封的目的。旋塞下面的螺母起到旋塞與閥體密封面之間配合松緊的調節作用。

圖2 填料式錐形旋塞閥

1—調節螺釘；2—閥體；3—旋塞； 4—填料；5—壓蓋

　　填料式錐形旋塞閥是使用非潤滑的金屬密封件，由于這種閥門(mén)密封副間的摩擦較大，為保證旋塞在閥體內能夠轉動(dòng)自如，其許用密封載荷受到一定限制。因此密封面的泄漏間隙相對較大，故這種閥只有使用在具有表面張力和黏性較高的液體時(shí)才能達到滿(mǎn)意的密封效果。

　　但是，如果在組裝前將旋塞涂上一層密封脂，那么這種閥也可用于潮濕氣體，例如潮濕的含油壓縮空氣。

　　填料式錐形旋塞閥密封性能較好，尤其是外漏的密封性更好，大量用于公稱(chēng)壓力PN10工況。

三、油封式錐形旋塞閥

　　油封式錐形旋塞閥(圖3)，除旋塞的形狀外，與油封圓柱形旋塞閥很相似，這兩種閥具有相同的功能。但是油封錐形旋塞閥具有操作上的優(yōu)點(diǎn)，即一旦由于長(cháng)期處于靜止狀態(tài)或由于忽視潤滑而導致旋塞不能轉動(dòng)時(shí)，通過(guò)注入密封劑就能把旋塞從閥座提起而使它重新轉動(dòng)。

　　當以這種方式松開(kāi)旋塞時(shí)，操作者經(jīng)常錯誤地將壓蓋松開(kāi)，而正確的方法是應進(jìn)一步將壓蓋壓緊。這種閥門(mén)的缺點(diǎn)在于，人為壓緊旋塞可能會(huì )使旋塞過(guò)緊而導致其運動(dòng)困難。

圖3 油封式錐形旋塞閥

1—閥體；2—旋塞；3—墊片；4—填料； 5—閥蓋；6—手柄；7—注脂閥

　　油封式錐形旋塞閥的結構和填料式旋塞閥基本相同。不同之處在于油封式旋塞閥設有注油裝置，并在旋塞的密封面間加工出橫向和縱向油槽。使用時(shí)，從注油孔向閥內注入密封油脂，使旋塞與閥體的密封面之間形成一層油膜，起潤滑和密封的作用。油封式旋塞閥的主要特點(diǎn)是密封性能可靠，而且啟閉省力。它的出現擴大了旋塞閥的使用范圍。

　　油封式錐形旋塞閥主要結構特點(diǎn):

　　1、閥門(mén)的密封性是通過(guò)外部油脂的方式來(lái)實(shí)現的。

　　2、閥門(mén)沒(méi)有空腔，介質(zhì)不易積聚。

　　3、閥門(mén)的使用溫度是根據所用油脂的類(lèi)型來(lái)確定的。而油脂的選擇應根據管道內的介質(zhì)選定。

　　4、雙向流動(dòng)，使用安裝更方便。

　　5、閥門(mén)的流道形式主要有常規型、文丘里型、短型及三通等，可以滿(mǎn)足各種管道的需要。

四、壓力平衡式倒錐形旋塞閥

　　壓力平衡式旋塞閥是可以使用于任何工況的理想的切斷閥，包括大多數惡劣操作環(huán)境下也能使用�？捎糜趧�(dòng)作要求快、無(wú)故障和高效密封要求的場(chǎng)合，設計非常緊湊，要求的安裝空間較小，可以在任意位置安裝。該類(lèi)閥的基本操作相當簡(jiǎn)便，當旋塞轉動(dòng)90°時(shí)，閥門(mén)就從關(guān)到開(kāi)的位置:反之亦然。

　　旋塞錐度為1∶6，完全緊密地與閥體裝配組合在一起，它采用金屬-金屬密封，也就是沒(méi)有采用易被流動(dòng)的流體損壞的軟密封。

　　作為二級密封，該閥門(mén)提供了一個(gè)輔助密封系統，即當閥門(mén)動(dòng)作時(shí)，允許加入特殊的密封脂到閥門(mén)里。除了密封作用，密封脂的另一個(gè)目的是防止閥內件腐蝕和磨損，同時(shí)也降低閥門(mén)的力矩。

　　閥門(mén)是根據“壓力平衡”原理設計的，旋塞帶有壓力平衡孔，以確保旋塞在軸向上始終處于壓力平衡狀態(tài)，從而防止旋塞被卡住。另外，旋塞和閥桿是兩個(gè)獨立的部件，借助于稱(chēng)為通用連接片的平衡環(huán)將它們連成一體。閥桿不能隨意取出，只有在停車(chē)重新裝配時(shí)，方能從底部取出。

　　旋塞的安裝位置是通過(guò)調節螺栓在閥體內部進(jìn)行調整，當底部緊固螺栓固定時(shí)，用調整螺桿調整鋼球來(lái)固定旋塞位置。通過(guò)兩個(gè)柔軟的墊片來(lái)實(shí)現旋塞位置的所有調整。

　　壓力平衡式旋塞閥的主要特點(diǎn)如下：

　　1、產(chǎn)品結構合理、密封可靠、性能優(yōu)良、造型美觀(guān)；

　　2、倒裝壓力平衡的結構，啟閉轉矩��；

　　3、閥體和密封面間設有油槽，可隨時(shí)通過(guò)注脂閥向旋塞凹槽注入密封脂，增加密封性能；

　　4、零件材質(zhì)及法蘭尺寸可根據實(shí)際工況或用戶(hù)要求合理選配，滿(mǎn)足各種工程需要。

　　壓力平衡式倒錐形旋塞閥(圖4)由閥體、閥桿、旋塞、底蓋、注脂閥、填料等部件組成。其閥塞按相反位置安裝并與閥桿分開(kāi)。旋塞由底蓋中的螺釘對其位置進(jìn)行調節，為了防止介質(zhì)壓力將旋塞推入閥座，旋塞端部開(kāi)有平衡孔，它可使介質(zhì)壓力進(jìn)入旋塞兩端的空腔內。

　　這樣的設計可使這種旋塞閥適用于很高的壓力，不會(huì )由于介質(zhì)壓力將旋塞推向閥座而不能操作。目前，國內天然氣管線(xiàn)及場(chǎng)站控制系統使用的旋塞閥全部采用進(jìn)口的倒裝平衡式油密封旋塞閥。

圖4 壓力平衡式倒錐形旋塞閥

1—螺柱；2—螺母；3—底蓋；4—墊片；5—旋塞； 6—閥體；7—單向閥；8—止推墊片；9—注脂閥； 10—O形圈；11—填料；12—閥桿；13—壓蓋； 14—手柄；15—調節螺栓

　　密封劑是從閥桿末端注入閥體的，在注入壓力的作用下，通過(guò)旋塞上的油路，使閥體、旋塞的密封面間形成一層油膜，實(shí)現閥門(mén)的密封并起到潤滑的作用。介質(zhì)可通過(guò)旋塞底部的小孔進(jìn)入下空腔，依靠介質(zhì)壓力將旋塞向上推動(dòng)而壓緊在閥體密封面上，介質(zhì)壓力越大，則密封性能越可靠。

五、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥

　　金屬硬密封提升式錐形旋塞閥(圖5)是近年來(lái)發(fā)展比較快的新型旋塞閥，它采用了先提升后啟閉的閥門(mén)操作方式，大大減少了旋塞閥的啟閉力矩，而且不同于傳統旋塞閥采用矩形縮徑通道，該閥門(mén)通常采用圓形通道，使旋塞閥的流體阻力大大減少，金屬硬密封提升式旋塞閥兼有球閥與閘閥的優(yōu)點(diǎn)，能用于高溫、高壓工況，大大擴展了旋塞閥的使用范圍。

　　1、結構特點(diǎn)

　　a、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥開(kāi)啟時(shí)先提升旋塞，使旋塞與閥座密封面相脫離，然后將旋塞旋轉90°，使閥門(mén)開(kāi)啟。由于閥門(mén)在啟閉過(guò)程中旋塞與閥座相脫離，故閥門(mén)啟閉非常輕松，而且密封面在開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程中不易擦傷，閥門(mén)使用壽命長(cháng)。

　　b、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥無(wú)論處在開(kāi)啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)，密封面均受到保護，不受介質(zhì)沖刷，密封緊密可靠。

　　c、普通旋塞閥采用非圓形流道，且流道面積縮減，有較大的流體阻力損失，而金屬硬密封提升式錐形旋塞閥采用與管道截面積相同的圓形通道，流體阻力最小。

圖5 金屬硬密封提升式錐形旋塞閥

1—閥體；2—旋塞；3—閥桿；4—閥蓋； 5—手柄；6—手動(dòng)裝置

　　d、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥結構緊湊，體積小，與閘閥相比，閥門(mén)總體高度大大減小，與截止閥相比，流阻大大減小。

　　e、與普通旋塞閥相比，金屬硬密封提升式錐形旋塞閥適用的壓力及溫度范圍更大。

　　f、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥兩側閥座密封面均可密封，閥門(mén)的安裝與使用不受介質(zhì)流向的限制。

　　g、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥關(guān)閉時(shí)，可通過(guò)手輪和閥桿對閥座密封面加壓，通過(guò)加大密封比壓，可使旋塞閥具有更好的密封性能。

　　h、閥座密封面凸起，便于密封面清洗，密封面上不易積存結晶介質(zhì)或固體顆粒。

　　2、工作原理

　　逆時(shí)針旋轉手輪以提升旋塞，使旋塞與閥座脫離，然后逆時(shí)針?lè )较虬鈩?dòng)扳手90°，使扳手與管道呈平行位置，此時(shí)扳手與支架接觸并限位，旋塞的通道和閥體的通道相接通，閥門(mén)開(kāi)啟；順時(shí)針?lè )较虬鈩?dòng)扳手，使扳手與管道呈垂直位置，此時(shí)扳手與支架接觸并限位，旋塞的通道和閥門(mén)的通道呈垂直狀態(tài)，然后順時(shí)針?lè )较蛐�轉手輪以降下旋塞，直至旋塞與閥體緊密接觸，閥門(mén)關(guān)閉。

六、卡套式錐形旋塞閥

　　卡套式錐形旋塞閥(圖6)是采用具有自潤滑作用的PTFE襯套鑲嵌在閥體內，而且是在壓力下將襯套壓入，這樣就能防止在襯套與閥體間產(chǎn)生泄漏�？ㄌ资藉F形旋塞閥在使用中無(wú)須注入可能導致污染的密封脂，雙向流動(dòng)，采用較低的轉矩，獨特的360°金屬唇邊保護和固定卡套，使密封部位沒(méi)有金屬對金屬的直接接觸，故卡套式錐形旋塞閥密封性能良好，并可避免密封面咬死現象。

　　其適用范圍廣，摩擦因數小，使用壽命長(cháng)，并且是非金屬-金屬密封，對旋塞加工要求可以降低，因而對于中小口徑的旋塞閥較普遍采用襯套結構形式。

圖6 卡套式錐形旋塞閥

1—閥體；2—閥座圈；3—旋塞；4—調整墊片； 5—調整壓蓋；6—閥蓋；7—閥蓋螺栓；8—螺母； 9—彈簧；10—小球；11—壓板；12—調整螺栓

　　套式旋塞閥主要結構特點(diǎn)如下。

　　1、閥體進(jìn)出口端窗口設計為雙道溝槽密封環(huán)結構，旋塞在旋轉過(guò)程中，其密封副間的密封比壓在逐漸變化，直至到達全開(kāi)或全關(guān)位置時(shí)，產(chǎn)生足夠的密封比壓，密封副達到零泄漏。

　　2、雙道溝槽密封環(huán)既可以使PTFE襯套穩固在閥體內不產(chǎn)生位移，又可以吸收由于溫差變化引起襯套產(chǎn)生的微量變形，同時(shí)襯套與旋塞之間產(chǎn)生有力的擦拭作用，又提高了密封面的使用壽命。

　　3、塞軸上部采用一個(gè)PTFE膜片和O形圈與調整墊片組合，既可以調整密封面間的密封比壓，使塞子轉動(dòng)靈活，又可以保證進(jìn)、出口端和中法蘭連接端的密封。

　　4、整個(gè)密封過(guò)程可近似認為與管道內壓力無(wú)關(guān)。

　　5、PTFE襯套內，根據使用溫度和工作介質(zhì)采用不同材料的填充物，潤滑好、壽命長(cháng)。

　　6、閥門(mén)的密封性是通過(guò)卡套四周的密封面來(lái)實(shí)現的。獨特的360°金屬唇邊保護固定卡套。

　　7、閥門(mén)沒(méi)有空腔，介質(zhì)不易積聚。

　　8、金屬唇邊在旋塞旋轉時(shí)提供自潔的作用，適用于黏稠和易結垢的工況。

　　9、雙向流動(dòng)，使用安裝更方便。

　　10、零件材質(zhì)及端部連接尺寸可根據實(shí)際工況或用戶(hù)要求合理選配，滿(mǎn)足各種工程需要。