球阀技术说明

由于单密封环和多重密封密封原理相同，此处只介绍多重密封结构密封原理。 a.阀座设计为浮动结构，即阀座可以沿球阀的流体通道方向作往复运动，这样能保证阀座始终与球体贴合在一起。

b.汉威阀门双密封环单活塞阀座结构如下图所示：

i)球阀进口端密封(双截断与泄放-DBB)原理图3.3.6-a.

右端承压面积为A1i 左端承压面积为A1o 上游介质压强为P 根据图示：

F1=P*△A1

F1与弹簧产生预紧力f方向相同， 则 F=F1+f

浮动阀座压向固定球体的力为F。 最终阀门进口端密封，形成截断效应。

ii) 球阀中腔自泄压(Bleed)原理示意图3.3.6-b. 右端承压面积为A2i 左端承压面积为A2o 上游介质压强为P 根据图示：

△A2=A2o-A2i F2=P*△A2

F2与弹簧产生预紧力f方向相反， 则 F= f-F2

浮动阀座压向固定球体的力为F。

当f＜F2时，阀座被压力F推离阀体，从而实现中腔自泄压。如下图3.3.6-c,当中腔压力介于1.1～1.33倍公称压力时，汉威自泄压阀座自动泄压。

图3.3.6-a 图3.3.6-c

c.汉威阀门，阀座的多级密封结构

图3.3.8所示，在阀座圈上设置了两个弹性密封圈—密封圈A和密封圈B，密封圈A通过阀座弹簧加载，使密封圈A的密封表面与球体表面紧密贴合，形成初始密封。当系统介质有压力时，由于面积差产生的活塞效应而产生的活塞力，使密封圈A产生弹性变形而使密封面与球体表面更加紧密的贴合，形成再次密封；同时由于密封圈A在介质压力下产生了弹性变形使密封圈B的密封表面也紧密贴合在球体表面上，形成第二级密封。当系统介质压力不断升高时，会产生巨大的压力作用在阀座密封圈A和密封圈B上，使两密封圈产生较大的弹性变形，这时阀座圈上的金属密封面与球体表面贴合，最终形成金属对金属的第三级密封。

Fig.图3.3.8

Ⅳ、固定球阀阀座的辅助密封装置

汉威阀门辅助密封装置就是安装在阀体外部的能阻止介质泄漏但又能在外力作用下注入密封油脂的单向阀与注脂阀的组合。它支持在线注脂，且介质不会发生外漏。当有辅助密封要求时，在阀座圈上设计加工有与辅助密封装置相通的注脂槽和注脂孔，在通过辅助密封装置注入密封油脂而使阀座与球体形成密封，达到阻止介质泄漏的目的。详见图3.3.9。

Fig图339

9,阀杆的多级密封结构

如图3.3.10所示，阀杆采用“O”形密封圈,柔性石墨填料以及注入密封油脂而实现多级密封：“O” 形密封圈实现阀杆第一级密封；可更换的柔性石墨填料通过填料压套及填料法兰的压缩实现阀杆第二级密封；在填料箱上安装有辅助密封该装置——阀杆注脂阀，且设计有与阀杆注脂阀相通的注脂孔及注脂槽，通过阀杆注脂阀注入密封油脂而实现阀杆处的第三级密封。

填料(柔性石墨)Packing(Graphite)密封油脂O-形密封圈O Sealing RingSealing Gum阀杆注脂阀Stem Greaser阀杆Stem阀 体Body填料箱Packing Box Fig.图3.3.10 阀杆密封示意

10,独特而安全的防火结构

球阀的防火设计执行API 607,API 6FA等标准的规定。根据工况和用户的需要，球阀可设计为防火结构。 (Ⅰ) 阀座的防火结构

如图3.3.11所示，在阀座上设置有材料为柔性石墨与不锈钢丝组合的复合防火圈，一旦发生火灾烧损软密封圈时，球阀阀座的防火圈和阀座圈通过弹簧加载与阀体形成活塞结构，将阀座圈的金属密封面推向球体表面，使阀座圈金属密封面紧密贴合在球体表面上形成密封，阻止介质从阀座处大量泄漏，防止火灾的进一步扩大。

防火圈(柔性石墨+SS)Fire-Safe-Ring(Graphite+SS)阀座Seat阀盖Bonnet金属接触Matal-to-Matal Contact球体Ball阀座圈Seat Ring Fig图3311 (Ⅱ) 阀体阀盖的防火结构

螺栓连接的阀体与阀盖密封垫片采用能耐火的柔性石墨夹不锈钢丝垫片，通过螺栓加载压缩密封垫片，最终保证阀体和阀盖间金属与金属接触使阀门能承受更高的载荷，同时也提高了阀门的防火安全性。而全焊接球阀由于阀体和阀盖是采用焊接结构，因此全焊接球阀从根本上杜绝了阀门壳体外漏的可能性，即使在严重的火灾情况下也不会发生泄漏。

金属接触Matal-to-Matal Contact阀体垫片(柔性石墨+SS)Gasket(Graphite+SS)阀盖阀盖Bonnet阀体Body焊缝Welding LineBonnet阀体Body 阀体阀盖螺栓连接结构 阀体阀盖焊接结构

Fig.图3.3.12

(Ⅲ) 阀体与填料箱及阀杆的防火结构

阀体与填料箱体连接垫片采用耐火的柔性石墨夹不锈钢丝垫片，阀杆填料采用柔性石墨，确保在发生火灾时球阀无外漏。

垫片(柔性石墨+SS)填料箱填料(柔性石墨)阀体Body阀杆Stem填料箱阀杆Stem球体Ball 阀体与填料箱的防火结构 阀杆填料防火结构

图3.3.13

11,阀杆防飞出和防静电结构

如图3.3.14所示，阀杆头部设计为凸台形式的大小头结构，用填料箱体将阀杆头部压牢，当阀腔体内异常升压时阀杆不会喷出。在操作阀门时，由于球体和阀座之间的摩擦，会产生静电电荷并积聚在球体上，为防止静电火花，在阀门的阀杆上设置防静电装置，将积聚在球体上的电荷导出。

阀体Body阀杆Stem防静电设Anti-static 球体Ball

Fig图3314