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如何實現調節閥的切斷功能

在現代工業控制系統中，對調節閥的要求越來越高了，在要求較高的應用場合都會對調節閥提出切斷要求，因此切斷功能是調節閥的一個重要的使用功能和內在質量指標（對切斷等級的劃分及標準見相關資料）。在現場使 用中，往往會出現調節閥切斷不好，泄漏大等故障。除因堵卡、允許壓差過小而被頂開等原因造成的泄 漏增加外，絕大部分都是由于調節閥的結構缺陷和選型不當造成的。

     一、結構型式的選擇

    雙密封類調節閥（如雙座閥、雙密封套筒閥等）主要的缺點之一就是泄漏大。但上世紀80年代以前，由于當時較盛行套筒閥，然而，不少廠家卻在套筒閥上下了很 大功夫以改進結 構來降低泄漏量，使其演變成非常復雜的結構。于是，這又帶來了許多不足：零件多、可靠性差、備件難、維護難、切斷效果不理想等等。實際上，這是設計思路都 陷入 了誤區，與其在閥體的“心臟”內作如此復雜的改動，倒不如通過外部調整來實現。因此， 應選擇單密封類調節閥。這樣，密封問題、可靠性問題、維修和備件問題均被一一解決了。 此時，解決矛盾的重點轉化為介質對閥的不平衡力增大的問題，解決它僅需配強力活塞執行 機構、加粗閥桿即可。這種通過外部來解決的辦法顯然比通過內部的復雜改進要容易得多， 與其說這是辦法問題，還不如說這是思路問題。 進入到九十年代，人們開始尋找結構更簡單、密封更可靠的切斷閥。這時，發現角行程 閥比直行程閥（單座閥、套筒閥、閘閥）更具有優越性，于是產生了三偏心切斷蝶閥、全功能切斷閥、硬密封切斷球閥。

    二、密封面的選擇

    （1）面對面密封：
     常見的柱塞閥芯，其密封面為60℃的小錐面，閥座也是60℃的小錐面，此小錐面的寬度通 常在0.5mm～2mm之間，要密封好就必須保證兩個錐面良好接觸。但事實上，它始終受到加工 誤差的影響(如同心度、不圓度、傾斜度等)，其密封效果不十分理想。這類閥的泄漏率通常為 10－4，經過精密的研磨可達10－6，只能達到較好的密封等級。   

    （2）球面密封：
     利用閥芯的球面轉動與固定的閥座小錐面相切，它們之間為線接觸，這就比上述面對面密 封的效果好。華林公司推出的全功能超輕型閥、球面密封蝶閥等就是采用這一思路來制作的，其泄漏率可達10－6～10－8，高性能的三偏心蝶閥可高達10－8，以至零泄漏。

     三、密封材料的選擇

    （1）軟密封
     除耐腐蝕的襯里閥門外，一般的軟密封閥指閥芯或閥座兩者之一采用非金屬材料（主要為聚四氟乙烯，還有橡膠等）的密封形式的閥。軟密封閥密封效果佳，但在 管道安裝、系 統的清洗中都有可能留下或多或少不干凈的雜物（如焊渣、鐵屑等），它們流經調節閥時，容易把軟密封閥座或閥芯劃傷，使泄漏量增加，密封的可靠性差。所以， 選擇軟密封結構必 須考慮介質的清潔和投運前嚴格沖洗管道。    

    （2）硬密封
     硬密封再堆焊耐磨合金等是切斷閥的佳選擇。這種方式在考慮密封性的同時也考慮了 使用壽命和可靠性，雖然出廠指標只有10－6～10－8，達不到軟密封零泄漏的效果，但足以滿足嚴密切斷的要求，而且它經久耐用，從經濟的角度考慮更合算。

     四、密封可靠性的考慮  

    （1）軟密封，切斷效果好，但不適宜用于含顆粒介質，一旦劃傷，泄漏會急劇增加。因此，條件允許時盡量選用硬密封。全功能超輕型閥硬密封可達10－7～10－8，三偏心蝶閥可達零 泄漏。   

    （2）對密封耐磨性的考慮：除選硬密封外，對泄漏要求10－6以上的切斷型調節閥，應該(或者說必須)堆焊耐磨合金以提高密封的耐磨性、耐沖蝕、耐劃傷的能力，提高閥的壽命。    

    （3）對高溫介質的切斷調節閥在室溫下組裝的，在高溫下工作，溫度變化幾百度。熱膨 脹會改變裝配時建立的密封比壓。過緊，密封面會卡住，運動時會嚴重擦傷，拉傷；過松， 密封壓不夠，兩種情況泄漏都會急劇增加。解決的好辦法是用彈性閥座來吸收這一變化造 成的差異。通常有三種彈性方案：①彈簧式；②薄片式柔性金屬環；③剛柔相濟的彈性閥座。 后者好，即有柔性克服熱膨脹，又有剛度并堆耐磨合金來提高耐磨面的可靠性。    

    （4）對含顆粒的沖蝕介質，要考慮閥芯避讓開高速介質的直接沖蝕。直行程閥、蝶閥都 不具備這一功能，而全功能超輕型閥偏心旋轉具有這一特點。遇此，應選后二種閥。   

    （5）對于硬密封，必須有足夠的硬度差，同一硬度材料“互不相讓”，容易擦傷。     

    （6）對所配執行機構應增大推力和剛度，使之動作自如。

     五、切斷閥主要閥型

     按上述分析，切斷閥的主要閥型如下，選擇切斷閥應綜合考慮泄漏率、介質種類、介質 溫度、流量系數等各種參數和性價比。在如下優選秩序中，先考慮硬密封，再考慮軟密封。
     （1）全功能超輕型調節閥
     （2）三偏心金屬硬密封蝶閥
     （3）雙偏心球面密封蝶閥
     （4）球閥
     （5）偏心旋轉閥
     （6）單座閥
     （7）單座套筒閥
     （8）軟密封閥