填料密封中的“迷宫效应”所指的阀杆的表面平整程度无法达到微观水平,阀杆和填料间的微小间隙这是客观存在的,无法消除,如果从这方面进行填料密封设计,往往效果不是很理想,而这是造成多空间泄漏或动力泄漏的基本条件。蝶阀具有结构简单、流体阻力小和调节流量性能好等优点,是熔盐管路调节流量的优选阀门。密封介质通过填料和阀杆泄漏机理有很多形式:腐蚀间隙泄漏机制、多孔泄漏机制、动力泄漏机制等。本文对于高温工况下的阀门填料密封结构的改进设计是基于上述多种泄漏机制,提出切实可行的改进方案。
高温阀门填料结构外漏分析
在高温工况下,如选用石墨盘根密封结构,很容易出现外漏情况。经分析原因如下:
石墨盘根装入填料函内,通过填料压盖上紧固螺栓松紧来施加对填料的轴向压力。当球阀作用力的连接方式,另外根据用户的工况要求阀门处于关闭位置时,产生一个推理球体的力。由于填料具有一定程度的可塑性,受轴向压力后产生径向压力和微变形,内孔与阀杆紧密贴合,但是这种贴合上下不是均匀的。通过填料压力分布和填料密封力分布可知,填料函中上部填料和下部填料受介质压力是不均匀的。直接导致两部分填料塑性变形不一致,容易出现填料与阀杆的局部密封过度或者密封不足,同时靠近压盖处受的径向压紧力大,所带来的填料与阀杆的摩擦力也大,在此处阀杆和填料容易出现磨损。
在高温情况下,温度越高,石墨盘根膨胀越大,摩擦力也随之加大,高温所带来的散热不及时,加速了阀杆和填料的磨损率,这也是高温阀门填料容易出现外漏的主要原因。
在实际使用工况中,引起阀门的外漏因素有很多,填料和阀杆之间的密封是重要因素之一。正向介质压力增大时阀板斜圆锥表面与阀座密封面挤压越紧,密封效果越好。本文简单介绍了常见填料的分类、选择以及密封结构,特别是高温情况下的填料密封结构以及对应高、低压的不同选择,重点介绍了高温下先进的补偿性填料密封结构以及原理。填料密封没有一劳永逸的密封结构,根据实际工况,选择合适的填料类型和对应的密封结构才能大限度的保证密封性能和使用寿命。
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