提升式旋塞阀的密封原理和结构特点

1.概述

根据不同的密封材料，提升旋塞阀可分为软密封和硬密封结构。基本动作原理有两种。一是阀门打开时，旋塞提高一定高度，旋塞旋转90°直到阀门完全打开。阀门密封副在阀门启闭过程中没有磨损。另一种是在前者的基础上，旋塞降低到开启的初始位置，即阀门的密封副在此状态下接触。这两种形式适用于不同的工况。

2.软密封式

2.1软密封动作原理

阀门主要由阀体组成.旋塞.密封圈座和阀盖。阀体采用直筒圆柱形内腔结构，内腔表面采用不同的表面硬化工艺，提高阀体密封面的硬度.耐磨性和耐腐蚀性，以适应不同的工作条件。旋塞与密封圈座采用燕尾槽轨道结构连接，连接性能好，运动精度理想。软密封圈采用特定工艺镶嵌在密封圈座上，避免脱落。当阀门关闭时，当旋塞上升时，两个密封圈座受上下阀盖位置的限制。在燕尾槽轨道的作用下，密封圈与阀体的密封面分离。当密封圈完全脱离阀体密封面时，旋塞和密封圈座为90°旋转以打开阀门。当阀门需要关闭时，旋塞和密封圈座旋转90°之后，旋塞向下移动，带动密封圈靠近阀体密封面，直至阀门完全密封。

2.2软密封结构的特点

①阀门采用软密封结构，密封性能好，实现零泄漏。

②在启闭操作过程中，密封面完全脱离接触，无磨损，使用寿命长。

③阀门有双阻塞.双排放和防火功能，阀门配备压力平衡装置，防止系统异常升压，降低阀门启闭瞬间阻力。

④启闭过程分两段完成，操作方便，关闭时间长，尽量避免管道内油(水锤)撞击现象。

⑤阀门在线维护。拆下阀体底部的阀盖，取出旋塞两侧的密封圈座进行维护或更换，维护简单方便。

2.3软密封驱动装置

驱动装置主要由支架组成.阀杆螺母.阀杆、蜗轮蜗杆等部件组成(图2)。阀门打开时，螺栓通过销轴与驱动装置的阀杆螺母连接，驱动阀杆在蜗轮蜗杆手轮的作用下旋转。阀杆通过多头螺纹驱动阀杆螺母沿设置在限位销上的轨道槽上升，使阀杆螺母向上移动到一定位置后，销从支架内的轨道槽中脱落，进入阀杆上的定位槽。此时，阀杆继续旋转，驱动阀杆螺母，在限位销的作用下一起旋转90个°，从而完成阀门的开启动作。

相反，它是关闭阀门的过程。驱动装置适用于不同口径、不同口径的不同口径.压力级阀门应用广泛。驱动装置顶部有指示器，准确显示阀门开关位置，避免误操作。驱动装置是手动操作的。.电动等传输扭矩，电动阀门易于自动控制，操作方便，传输动作灵活.准确、安全、牢靠。

软密封提升旋塞阀广泛应用于石油.石化.天然气.煤化工.环保污水处理.航空煤油、管道煤气等行业的调整.用于节流和切断介质。

3.硬密封式

1硬密封动作原理

硬密封提升旋塞阀的密封为强制密封结构，两个密封副都可以密封，阀门的使用不受管道内介质流向的限制(图3)。阀体和旋塞采用锥形密封，密封性能好，适用范围广。阀体和旋塞密封面采用不同的表面处理工艺，满足不同的使用条件。阀体密封面凸起，便于密封面的加工和清洗，密封面不易积聚颗粒或晶体介质。阀门关闭时，旋塞通过阀杆提升到一定高度，旋塞脱离阀体密封面，阀杆驱动旋塞旋转90°到开启位置。然后，阀杆继续向下移动，将旋塞推到关闭时的位置。此时，阀体与旋塞的密封副处于接触状态。关闭阀门的过程与开启过程相反。旋塞通过阀杆向密封面施加压力，因为锥面密封容易确保旋塞阀的密封性能。阀门又称无间隙阀，即阀门在开关位置，阀门密封副之间没有间隙。

2硬密封结构的特点

①阀门适用于压力等级PN2.0～42.0MPa，温度范围-101~50000℃。

②阀门启闭时，密封面完全脱离接触，无磨损，耐冲刷。阀门操作扭矩小，使用寿命长。

③阀门有双阻塞.双排放和防火功能。阀门中腔和进出口设有压力平衡装置或压力平衡孔，防止阀门关闭时系统异常升压，降低阀门启闭瞬间的阻力。

④启闭过程分为提升过程.旋转和下降有三个动作。提升行程短，操作方便。对于不干净的介质，可以防止阀门中腔内的污垢堆积，减少介质对阀门密封面的冲刷，延长阀门的使用寿命。

3硬密封驱动装置

驱动装置主要由支架组成.阀杆螺母.防转板.防转倒向套.传动轴和手轮组成(图4)。当阀门打开时，手轮驱动阀杆逆时针旋转。通过销II与中间螺母的连接，阀杆螺母通过销售I.防转板的作用沿中间螺母套的导向槽向上移动。到达设定位置后，销I进入中间螺母的销槽。此时，阀杆继续逆时针旋转，驱动中间螺母和阀杆螺母一起旋转。

旋转90°之后，销II从阀杆的销槽中分离出来，进入中间螺母套的导向槽。阀杆继续逆时针旋转。由于防转板在支架中的作用，销II带动阀杆螺母在中间螺母套的轨道槽中向下移动，直到阀门关闭(此时阀门处于开启状态)。相反，它完成了阀门的关闭过程。该驱动装置除了具有软密封提升旋塞阀驱动装置的特点外，由于工艺多、结构复杂，解决了阀门开关时管道介质对阀门密封副的冲刷问题，提高了阀门的使用寿命。

4硬密封适用场合

硬密封提升旋塞阀适用于耐高温.高压.耐磨、耐冲刷等特殊用途的管道，特别是颗粒介质管道，如电力等.冶金.石化、造纸等行业。

提升式旋塞阀改变了传统旋塞阀的设计理念和应用范围，主要是由于其压力.温度使用范围的变化和扩大，材料选择范围的扩大，旋塞阀的流道形式，如文丘里形式.标准全通径型式.标准型式.各种形式的应用，如标准弧形、全直径型、操作机构选择的多样性.智能等，使提升式旋塞阀的应用前景更加广阔。