一種新型自密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法及數(shù)據(jù)

       高壓球閥的設(shè)計(jì)除了與其他有共同的問題以外，尚有二個(gè)難點(diǎn)需要解決：一個(gè)是保證長(zhǎng)壽命下的密封性能；另一個(gè)是盡可能減小操作力矩。介紹了一種新型自密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法及數(shù)據(jù)．該閥密封性能好，操作力矩小。

       按球體的支撐方式，球閥可分為浮動(dòng)球球閥和固定球閥．浮動(dòng)球球閥的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、工作可靠，但壓力較高時(shí)，操作轉(zhuǎn)矩很大．而固定球球閥工作時(shí)，閥前流體壓力在球體上所產(chǎn)生的作用力全部傳遞給軸承，閥座不會(huì)承受過大壓力．固定球球閥的轉(zhuǎn)矩小，閥座變形小，密封性能穩(wěn)定，適用于高壓、大通徑的場(chǎng)合。

       高壓情況下，介質(zhì)流速很快，特別是閥門剛開啟或關(guān)閉瞬間，在高速?zèng)_擊下，如采用整體型彈性閥座很容易損壞，甚至閥座被切斷、沖掉．對(duì)于高壓球閥，閥座的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。

       高壓球閥主要由上閥桿、右閥體、凸輪、球體、鍵、閥座、軟密封、下閥桿、板彈及左閥體等組成．該閥采用軟密封結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)檐浢芊獾拿芊庑匀菀妆ＷC，而且對(duì)密封表面的加工精度與表面粗糙度要求也不高．閥座密封部分采用碳纖維增強(qiáng)聚四氟乙烯，其周圍的金屬閥座用來固定聚四氟乙烯，設(shè)計(jì)時(shí)讓閥座密封部分高出周圍金屬部分約0.5mm．這樣閥座使用比壓大大地超過四氟乙烯許用比壓時(shí)，球閥仍能正常使用，而且閥座密封部分暴露很少，不容易損壞和吹出。

       采用板彈結(jié)構(gòu)，其工作原理與碟型彈簧閥座相似，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊．板彈的制造比碟型彈簧簡(jiǎn)便，如果閥門有防腐要求，可以方便地采用不銹鋼材料制造。

       閥座與球體之間存在很大的密封比壓，閥門開關(guān)時(shí)，很容易導(dǎo)致密封面損壞，使閥門泄漏或卡死．為了降低閥座與球體的磨損，本閥采用特殊的凸輪機(jī)構(gòu)。閥關(guān)閉時(shí)，閥座、球體、鍵與凸輪的位置關(guān)系閥座靠介質(zhì)壓力和板彈的預(yù)緊力緊壓在球體上，閥座上的軟密封部分起到密封作用。閥門由關(guān)至開過程中（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)），閥桿開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只有凸輪、鍵隨閥桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)閥座在凸輪的作用下脫離球體后，閥桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，靠鍵帶動(dòng)球體轉(zhuǎn)動(dòng)使閥開，從而避免開啟過程中閥座上密封部分的磨損。

        閥開啟時(shí)，閥座、球體、鍵與凸輪的位置關(guān)系，閥座在凸輪的作用下脫離球體，此時(shí)閥座的軟密封部分不起密封作用。閥門由開至關(guān)過程中，球體轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，凸輪也隨球體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，到閥關(guān)閉時(shí)，閥座緊壓在球體上．這樣閥的使用壽命大大提高，也減小了操作力矩。

        該高壓球閥充分利用了軟密封閥座的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使閥座只在閥關(guān)閉狀態(tài)下與球體緊密接觸，而在開和關(guān)過程中與球體不接觸．這樣大大地提高了軟密封閥座的壽命，并減小了啟閉球閥的力矩。