截止阀密封副中阀瓣的结构形式对密封有着重大影响

阀门作为一种通用的机械设备，广泛应用在石油、化工、航空航天、船舶、电力、冶金等各类工业领域中，发挥着至关重要的作用。随着我国工业化的快速发展，各类工业企业与日俱增，对环境造成的污染也日益加剧，阀门由于其分布广，用量大，常用于高温高压工况下等特点，经常发生泄漏问题，美国Milmanco公司总结了阀门常见的失效形式，其中泄漏是阀门主要失效形式之一。通常，阀门对介质的密封等级可分为公称级、低漏级、蒸汽级和原子级4个等级，对密封的要求逐级增加。阀门发生泄漏会造成系统、设备无法正常工作，特别是在核能，航空航天等重要领域，一旦发泄漏会事故会导致不可估量的灾难发生。

截止阀作为最为常用截断类阀门，国内外的研究人员长久以来从理论和试验入手，对其密封性能进行了大量的研究，分析了造成截止阀泄漏的原因，并寻找减小和消除截止阀泄漏的对策。对于大部分的阀门来说，影响截止阀密封性能有几个共同的因素，其中有介质自身性质、阀瓣与阀座的结构与材料、接触面的质量精度、密封比压等。

与其他影响截止阀密封的因素相比，关于截止阀密封副结构的研究所占的比例更大。阀门密封副结构从阀瓣与阀座密封面的接触形式上可分为四种类型。根据阀门启闭时阀瓣的受力状态，提出平面型阀座的回座性能比锥面和球面好，并提出阀瓣的高度与密封性能成正比的规律。

关于阀瓣结构对阀门密封副密封性能的影响，许多专家进行了长期大量的研究，研制出一种双端面结构的截止阀可以有效避免高速介质对阀座密封面的冲刷，这种阀瓣结构可以有效解决截止阀在使用过程中因受到冲刷而发生内漏的问题。设计出一种具有双导向环的截止阀阀瓣结构可以用来防止截止阀在开启过程中阀瓣进口侧的介质产生的冲击力冲弯阀杆造成卡塞或增大操作扭矩等问题。沈阳阀门研究所提出了一种伞状的弹性阀瓣结构，这种伞状的弹性阀瓣能够优化其自身与阀杆之间的力学性能，起到了防止阀杆因产生失稳而变形的作用，不仅可以避免由于阀瓣变形所引起的事故，而且还可以避免密封面在阀门关闭时发生气蚀破坏。也有人对旧截止阀的阀瓣进行改进，对其增加一个密封垫，此方法能够有效的改善截止阀密封副两金属表面因磨损不均匀而失去密封作用的问题。某人对俄罗斯船用高压空气截止阀所使用的平衡式阀瓣结构进行了分析，该结构的设计可以抵消在关闭阀门操作时介质压力对截止阀操作所带来的影响，同时该结构可借助介质压力进行密封，反而可以提高密封的可靠性。将原有阀杆球面与阀瓣的点接触型式改为阀杆球面与阀瓣锥孔线接触的型式，在降低制造成本的同时保证了密封副的密封性能，更使密封副上的载荷分布更均匀，提高了密封副的承载能力。对球形阀瓣的截止阀阀瓣夹持结构进行了改进设计，该结构利用内壁卡住圆柱销实现球形阀瓣、阀杆和套的连接，经过改进后的球型阀瓣夹持可靠，便于安装与拆卸，并提高了其密封性及操作性。对平面密封截止阀提出了以下改进方案：对于介质属于低压压介质时，阀瓣可以采用高硬度的宽平面的形式与阀座采用低硬度狭平面(刀形密封) 的结构相配合：相反，压力较高时，阀瓣可采用高硬度宽平面结构与阀座为低硬度环状圆弧面结构相配合，这样可以在保留平面型密封面优点的同时，尽量减小其缺点对密封所带来的影响。对平面型非金属阀瓣截止阀进行了有限元分析并采用试验对其分析结果进行了验证，结果证明为了提高阀瓣与阀座的密封性能，应对阀瓣密封垫在其径向位置设置限制其变形的结构。

综上所述，截止阀密封副中阀瓣的结构形式对截止阀的密封有着很大的影响。同样，对于与其接触最为紧密的阀座部分，其结构同样值得研究。