分析了平板閘閥填料結(jié)構(gòu)和閥座與閘板密封副結(jié)構(gòu)存在的問題, 提出了改進(jìn)閥門密封結(jié)構(gòu)的方法。

1、概述

　　隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和石油工業(yè)水平的不斷提高, 對(duì)閥門的密封性要求越來越高。閥門的泄漏有內(nèi)漏和外漏之分。內(nèi)漏發(fā)生于閥座與關(guān)閉件的密封副上, 外漏則發(fā)生在閥桿密封和連接法蘭的密封副上。為解決閥桿外漏問題, 在分析閘閥密封結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上, 設(shè)計(jì)了新型閥桿密封結(jié)構(gòu)。

2、密封原理

2.1、閥桿密封

　　填料函結(jié)構(gòu)是閥桿密封(圖1)的方法之一, 填料裝入閥蓋的密封腔以后, 經(jīng)壓蓋對(duì)其作軸向壓縮,由于填料的塑性變形, 使其產(chǎn)生徑向力, 并與閥桿緊密接觸。此時(shí), 填料中浸漬的潤(rùn)滑劑被擠出, 在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)不均勻, 接觸部位便出現(xiàn)􀀁邊界潤(rùn)滑􀀁狀態(tài), 而未接觸的凹部形成小油槽, 有較厚的油膜。當(dāng)開啟或關(guān)閉閥門時(shí), 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生, 接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮, 其阻止液流泄漏的作用稱為迷宮效應(yīng)。

1 閥蓋 2 常規(guī)密封填料 3 密封圈 4 壓套 5 壓蓋

圖1閥桿密封

2.2、閥座與閘板密封

　　閥座與閘板密封的主要功能是阻止內(nèi)泄漏。造成內(nèi)泄漏的因素有兩個(gè), 一是密封副之間存在間隙,二是密封副的兩側(cè)存在著壓差。密封副之間存在間隙是影響密封性能的主要因素。閥座與閘板密封是通過閥桿對(duì)密封副加載, 增大密封副之間的比壓關(guān)閉閥門(圖2) , 這樣閥蓋腔內(nèi)壓力低于介質(zhì)進(jìn)口的壓力。當(dāng)打開閥門時(shí), 閥蓋腔中的壓力與介質(zhì)進(jìn)口壓力相等, 介質(zhì)易通過閥桿處泄漏。

3、泄漏分析

3.1、填料

　　(1)填料密封只靠壓蓋對(duì)其施加軸向力, 產(chǎn)生徑向擠壓變形密封閥桿, 防止介質(zhì)外泄, 在填料層之間沒有間隙不能形成迷宮效應(yīng)。

圖2 常規(guī)密封座與閘板密封結(jié)構(gòu)

　　(2)填料形狀為矩形, 從實(shí)際使用情況分析, 矩形填料的抗擠壓、抗磨損的能力相互制約, 密封效果較差。

　　(3)填料一般采用石棉帶編織或膨脹石墨制做,具有良好的自潤(rùn)滑性及導(dǎo)熱性, 摩擦系數(shù)小, 但彈性較差, 磨損后補(bǔ)償性能較差, 密封效果不夠理想。

　　(4)安裝和拆卸填料時(shí), 阻力較大, 必須通過工具將損壞的填料取出, 然后換上新的填料, 操作不方便。

　　(5)閥蓋填料函內(nèi)腔采用圓柱形, 不能保證平行地將填料安裝到密封腔中, 填料在閥桿周圍分布不均勻, 易受擠壓產(chǎn)生偏磨, 降低了填料的使用壽命。

5、結(jié)語

　　平板閘閥的填料函、閘板和閥座結(jié)構(gòu)改進(jìn)后, 經(jīng)油田現(xiàn)場(chǎng)使用證明, 閥門的密封效果良好。