控制阀填料密封分析

《控制阀填料密封分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据过程控制实施技术石油化工自动化，2009，5：89AUTOMATl0NINPETRo—CHEMICALINDUSTRY控制阀填料密封分析顾颖(中国石化集团宁波工程有限公司电控室，浙江宁波315103)摘要：在化工装置中．阀门的密封是非常莺要的，阀门填料甬是防止因阀杆移动而引起阀内工艺介质向外泄漏的部件，是保证阀杆正常工作的不可忽视的部件。针对控制阀的填料密封，并结合相关资料，通过对几种典型的控制阀填料函结构形式分析，阐述阀门填料甬的几种形式及其特点，介绍密封填料聚四氟乙烯和柔性石墨特性及应用场合，合理地选

2、择控制阀的填料函。关键词：控制阀；填料函；填料，聚网氟乙烯；柔性石墨中图分类号：TP214文献标志码：B文章编号：1007—7324(2009)05—0089—031引言控制阀是自动控制系统的终端控制元件之一，选型尤为重要，由于在化工装置中，存在许多的高温，高压工况，介质具有较强的毒性和腐蚀性，且为易燃易爆，当阀门有泄漏时，不仅会造成原材料和产品的浪费，而且对环境也会造成严重污染，甚至引起火灾、爆炸、中毒等危害生命的安全事故。因此，阀门的密封问题应当引起足够的重视，在设计选型中合理地选用控制阀的密封是非常重要的。

3、阀门的密封分为两种，即外部密封和内部密封，对于控制阀的外部密封，即填料密封，结合相关资料，对其结构形式进行分析，并对填料的选择应该注意的方面进行探讨。2填料函结构控制阀阀门部分由阀的内件和阀体组成，阀的内件包括阀芯、阀杆、填料函和上阀盖等，其中填料函部件用于对阀杆的密封，是用弹性方法防止工艺介质通过往复式或转动式运动而在阀杆表面产生泄露，它是阀体不可分割的一部分，阀门的阀杆密封几乎都是利用填料函来实现的。图1为最常用的螺栓连接填料函部件，是典型直通控制阀填料部分的结构，它包括填料法兰、填料压盖、套环和许多大小一样

4、的聚四氟乙烯(PTFE)V形填料环。填料通过法兰和双头螺栓来定位和调整。填料法兰和压盖以球形表面相接触，如果因为疏忽而使填料法兰没对中时，阀杆不会受到侧向力影响。套环为润滑油的注入提供了间隙，在多数情况下，阀杆通过填料滑动之前有一个金属护套，带凸缘的PTFE和油毛毡套环，用来清除阀杆上的污物和磨蚀颗粒。PTFEV形填料环的工作特点是在阀内介质的压力作用下，填料外圈的唇边在张开时，始终紧贴着填料函的内壁，实现静密封。同样在压力作用下，填料内圈的唇边张开时，始终紧贴着阀杆去保证动密封。这样即使阀杆上下运动时，同样能保

5、证密封作用。阀杆图1螺栓连接单层填料函结构图1所示结构为外部压紧填料密封结构。其密封是靠压盖从外部压紧填料来实现的，在压盖压紧轴向力作用下，填料与阀杆之间产生径向接触压力，此种密封结构适用于中低压阀门，其优点是便于制造、加工和维修，缺点是与介质接触的底层填料所受径向压力最小，不利于密封。如果加大填料压紧力，就会使阀杆的起闭力矩加大，加重阀杆的磨损，影响阀门使用寿命。图2为单层PTFEV形环填料，此结构是比较典型的模式，它是在填料环和填料函盖之间使用圈形弹簧，是有弹簧的单层填料函及V型自密封填料环，弹簧产生欲紧密封

6、力，保证填料的低压密封。对于要求不太苛刻的使用场合，如水或蒸汽，收稿日期：2009-08-06。作者简介：顾颖(1964一)，女。江苏南京人，1990年毕业于兰州化工学校自控专业，现为中石化宁波工程有限公司电控室自控专业工程师，从事石油化工自动控制设计工作。万方数据石油化工自动化某些低压场合使用此形式，如果压力不超过2．07MPa、温度在一18～93℃之间，能满足体积分数为10-4级的泄漏最要求，提供了良好的密封性能并只有最低的运行摩擦力。在这种结构中，填料法兰从外部压紧了填料函内部的填料环，填料环下部的弹簧从内

7、部压紧了填料环。该结构使填料与阀杆间径向接触压力沿轴向的分布趋于均匀，使各圈填料都能够起到密封作用，易于实现密封。在阀杆中部，则易形成较厚的液膜，起到良好的润滑作用，可以减轻填料对阀杆的磨损，延长阀门的使用寿命。阀杆星、嘭7晨f譬。．、匿7召缓，孽薹÷．交叁塞i龙茎=-t--=兰薹√”芋—，}、_[＼“一＼图2单层PTFEV形环填料图3是一种双填料密封，即组合件有上、下两组串联的阀杆填料，这样的密封结构阀门更可靠、安全，用于高压场合；它也能用于高真空，但在这种情况下，V形环必须翻过来放。图3双填料密封环结构图4为

8、Enviro—Seal填料系统，采用双层PTFEV形环填料结构，目前它是一种先进的填料系统，结构紧凑，实时负载弹簧设计，适用于压力不大于5．17MPa和温度不大于232℃的场合。在填料压盖处采用了“活载”结构，即在填料压盖的螺栓上增设碟簧，使填料压盖始终作用于填料上较大的压力，从而可以防止因压盖螺栓松弛或填料松弛而造成的外漏，使得填料载荷始终保持恒定，是比较典型的减少泄漏