球前球后密封

固定球球阀弹性阀座

（1）弹簧组弹性阀座

图3-22 弹簧组阀前密封弹性阀座

1-球体2-阀座3-O形密封圈4-圆柱螺旋弹簧5-浮动支座6-阀体

这种阀座的结构和作用原理与图3-20所示浮动球球阀弹簧组弹性阀座相似，即沿阀门通道横截面圆周均布一组（一般为4～12只）压缩弹簧的推力，始终保持阀座压紧球体而达到预紧状态。所不同者，图3-20所示阀座一般装于浮动球球阀的阀前，而该阀座则在阀前和阀后都安装。其次，该阀座可通过改变阀座与球体的接触中径dm和起活塞作用的浮动支座直径dw之比例关系，使球阀达到阀前阀座密封（见图3-22）或阀后阀座密封（见图3-23），甚至阀前，阀后阀座都能密封，即所谓双面密封结构。

图3-23 弹簧组阀后密封弹性阀座

1-球体2-阀座3-浮动支座4-弹簧5-O形密封圈6-阀体

阀座当其流体压力很低时，籍弹簧的推力；而当流体压力较高时，藉流体压力在阀座上所产生的不平衡力保证密封。

当dw>dm时，弹簧组弹性阀座达到阀前密封，如图3-22b所示，支承座的受压面积Al大于阀座的反向受压面积A2，流体压力在弹性阀座上产生的不平衡力将阀前阀座推向球体，压紧并保持密封，此时阀后阀座不起密封作用。

阀前密封的弹性阀座的可靠性在很大程度上取决于dw和dm的比例关系。当dw与dm相差不大时，球阀难于保证可靠的密封。但若dw比d m大得太多，阀座将过载，可能损坏阀座，并加大阀门的操作转矩。

当dwA4，在流体压力作用下，阀前阀座退离球体，流体通过阀前阀座与球体之间的间隙进入阀门体腔内。对于阀后阀座，由于A5>A6，在流体压力作用下，该阀座被推向球体.使之压紧并保持密封。

阀后密封弹性阀座没有自动卸压作用，而且无论阀门处于关闭状态还是开启状态，阀门体腔内始终存在流体压力，这对阀体受力状况以及填料、中法兰的密封都是不利的，但阀杆轴承受力小，阀门启、闭转矩小，适用于高压大通径场合。

（2）碟型弹簧弹性阀座

图3-24 碟形弹簧阀前密封弹性阀座

与弹簧组弹性阀座的作用原理、使用场合以及密封性能都基本相同。所不同者仅仅是用一只碟型弹簧代替一组圆柱螺旋弹簧。按dw与dm之间的比例关系，它也有阀前阀座密座封（图3-24）、阀后阀座密封（图3-25）以及阀前和阀后阀座同时密封（图3-26）三种形式。

图3-25 碟形弹簧阀后密封弹性阀座

图3-26 碟型弹簧双面密封弹性阀座

与弹簧组阀座相比，该阀座结构简单，紧凑，加工制造方便，且受力更均匀，因此，目前已得到广泛地应用。

设计碟型弹簧双面密封弹性阀座时，只要满足A1>A2和A3>A4的条件，在球阀体腔内的压力P2无论是高于还是低于阀前（或阀后）压力Pl，其流体压力在阀座上产生的推力都能将阀前和阀后阀座推向球体并压紧，达到阀前、阀后双面密封。

上述三种密封方式，各有其优缺点。对于阀前阀座密封来说，当阀门关闭时，填料函和大部分阀体不承受流体内压作用，阀后也不会形成积液区，并有自动卸压作用，它特别适用于腐蚀性介质和低温液体气化的场合。这种密封方式的缺点是流体压力在球体和阀座上的有效作用力大，因此，球体转动时，所需的转矩、轴承受的载荷也大。

阀后阀座密封的固定球球阀，由于流体压力在球体和阀座上的有效作用力小，因此，轴承载荷和摩擦转矩都小，这给驱动装置和轴承的设计，特别是给摩擦系数小，有自润滑性能，但抗压强度低，有冷流倾向的聚四氟乙烯滑动轴承的选用提供了方便。阀后阀座密封的缺点是：为了保证dw>dw，如不减小阀门通道截面积，就要加大球体和阀体的结构尺寸。

对阀前、阀后双面密封的固定球球阀，优点是密封性能可靠、轴承载荷小。因此，它适用于密封要求特别严格的场合。但当阀体体腔内的压力P2异常升高时，不能自动卸压，因此，当采用双面密封球阀输送液化气体时，需在阀体上装一只小安全阀等。

当流体压力PN≥16MPa，阀门通径DN=80～200mm时，一般采用阀后阀座密封；对于输送压力PN≤lOMPa的腐蚀性介质和气体介质，以及阀门通径较大的场合，宜采用阀前阀座密封；对于密封要求特别严格，或者危险性较大的介质，建议采用双面密封球阀。

图3-37 油脂密封结构的阀座

为增加密封性能，减小阀座的摩擦和磨损，延长其使用寿命，并防止球阀在使用过程中因阀座损坏而造成事故，可在阀座上增设图3-27所示的油脂密封结构。但必须指出，油脂密封仅起辅助密封作用，或者作为临时应急措施。油脂密封结构多用于通径较大和输送气体介质的固定球

球阀中。

（3）活塞式弹性阀座

图3-28 活塞推进式弹性阀座

1-球体2-阀座3-支座4-O形密封圈5-阀体6-管接头

球体处于关闭位置，要求阀座与球体紧密接触，以保证密封；在开启和关闭过程中，只起节流作用，因此，若闭路球阀在启闭过程中阀座与球体不接触，球阀密封面的摩擦、磨损，以及操作转矩就会大大降低，这对于延长球阀的使用寿命很有好处。因此，当球阀处于关闭位置时，把阀座设计成与球体保持紧密接触，而当开启和关闭过程中为松弛或脱离状态。图3-28和图3-29所示即是为此目的而设计的典型结构。

图3-29 活塞往复式弹性阀座

图3-28为活塞推进式弹性阀座，其结构和作用原理为：阀座2紧密镶嵌在支座3内，支座与阀体1之间用O形密封圈4密封。控制压力通过管接头6引入支座与阀体5之间的空隙A室，此时，阀座就象活塞一样在控制压力作用下推向球体，使球阀保持密封。在开启或关闭过程中，A室的控制气路通过电磁阀排出界外，此时阀座与球体之间的密封比压降低或完全解除。如果A室直接采用输送管道的流体压力，其密封力还能随输送管道流体压力的变化而自动调整。此外，A室尤如弹性气（液）体垫，还能消除流体压力波动及温度变化对密封力的影响。

图3-29为活塞往复式弹性阀座，与推进相似，当A室与控制压力接通时，阀座与球体压紧并保持密封。所不同者在于当球阀在开启或关闭过程中，B室通控制气而A室向外界排出控制气时，阀座即后退，使之与球体脱离接触。与推进式相比，阀座与球体之间的摩擦和磨损以及操作转矩更小，但结构复杂。

活塞式阀座适用于高中压、大通径球阀。

（4）组合式弹性阀座

图3-30 组合式弹性阀座

1-球体2-辅助阀座3-主阀座4-弹簧5-O形密封圈6、7-支座8-管接头

如图3-30所示，该阀座实际上是由弹簧组（或碟型弹簧）弹性阀座与活塞式弹性阀座相结合而成，前者起主要密封作用，只有当前者因摩擦、磨损而发生渗漏或者损坏时，才依靠增加A室控制压力将弹性阀座推向球体，起到辅助密封的作用。

由于组合式弹性阀座结构复杂，加工制造较困难，阀体庞大，因此除密封要求特别严格、阀座磨损特别厉害的大通径球阀外，一般不予采用。

网名：i-Cyes