长输管线轴流式止回阀座密封结构与分析

长输管线轴流式止回阀座密封结构与分析

杨孝均

四川沃兰特阀门制造有限公司，四川，自贡， 643000

摘要：轴流式止回阀是管线系统中的一个重要组成部分，是保障管道系统安全可靠运行的关键设备。因密封结构设计不合理或不正确密封面选择成为管线系统的危害源。从密封角度出发，提出了金属密封结构和复合密封结构，并对不同的阀座密封结构形式进行了分析比较，介绍几种轴流式止回阀阀座结构，从而提高止回阀的密封性，稳定性，延长使用寿命。

关键词：轴流式止回阀；密封结构；选用

1 轴流式止回阀概念

通常的轴流式概念仅仅是管道流体沿阀门关闭件轴心线方向轴向流动。基于这一简单概念的轴流式阀门只有一个支撑阀芯的内部圆盘。而一个完整的轴流式概念必须基于流体动力学原理，它需要由阀门壳体和内部导流罩构成足够长度的连续均匀的流线型流体通道，这种构造能够“梳直”流体。轴流式止回阀的关闭件是沿管线轴向运动的，并通过弹簧辅助加载实现快速关闭。喷嘴特性的文丘里管口特征设计能减小开启压力和最小全开启流速。

轴流式止回阀具有密封性好、关闭迅速、关闭冲击小，压降低，机械振动小、噪声低、重量轻和使用寿命长等优点，近年来得到广泛应用。但是，在现场使用中存在因轴流式止回阀密封结构选择不当未能发挥其应有的功能，甚至不能满足现场使用要求的情况。

2 工作原理

轴流式止回阀安装在压缩机或泵等装置或管线上，防止介质回流的保护装置。正向流动的介质流动到阀瓣位置时，流动受阻，一部分动能转换成压力能，推动阀芯，压缩弹簧，阀门开启。随着阀前介质流量和压力的降低，在弹簧和介质被压共同作用下阀门关闭，阻止介质回流。

3 轴流式止回阀性能、特征：

a液体输送系统低水锤风险；

b紧凑、可靠的整体式阀体结构、重量轻、方便安装，无壳体连接结构泄漏风险；

c文丘里喷嘴和流线型通道设计，完美的轴流式概念；

d低压全开启，最小全开启稳态流速，避免阀芯震颤；

e较小的流阻，更大的Cv值；

f延长阀芯导向阀杆，阀门适合水平、垂直安装；

g优异的开关动态特性，阀芯无撞击、无频颤。

4 密封

根据密封形式轴流式止回阀分为金属密封和复合密封。金属密封结构密封面的性能好，耐高温低温，抗磨损，使用寿命长，但是密封性能相对较差，主要应用于恶劣工况。复合密封结构以软密封为主密封，金属密封为辅助密封。当主密封失效时，辅助金属密封阻止介质的回流。复合密封结构性能好，密封可靠，但是软密封材料容易老化和磨损，使用条件有局限性，使用寿命受很多因数的限制。

5密封结构

5.1金属密封结构：

图一 图二

金属密封其优越的密封面性能适用范围广，但对阀瓣和阀座的密封面质量要求较高，对阀轴和阀套的质量要求也较高，加工困难，制作难度较大。图一为前装式阀瓣结构适用于大口径阀门，阀座和阀瓣可以独立对研后装配，有利于提高阀瓣与阀座的密封面质量，提高密封性能。图二为后装式阀瓣结构，阀座由本体直接堆焊加工，由于受阀瓣质量等影响与阀座研磨不易，故适用于小口径阀门。

5 .2复合密封结构：

图三（压板式）

压板式复合密封结构，直接在阀瓣上加工环形沟槽，采用压板、螺钉将成型软密封圈与阀瓣压紧成一整体后加工成型密封面，制作简单，装配方便，但软密封圈位于阀瓣上，开启后容易受到介质直接冲刷，有被冲刷损坏的可能。维修更换时，需要将阀座全部拆除后，取出阀瓣才能进行软密封圈更换，相对费时。

图四（ 插入式）

插 入式复合密封结构，在阀座上直接加工环槽将软密封圈作为插件，整体压入槽内压盈配合，再加工成型密封面，制作简单，装配方便。前装阀座密封圈，减小了软密封圈受高压介质直接冲刷损坏的危害，有利于延长使用寿命，维修更换方便，只需拆下阀座，从阀座槽内去除损坏的软密封圈，从新配合密封圈后加工成型密封面即可。

图五（压入式 ）

压入式复合密封结构，将成型密封圈与成型阀座配合后，从阀体前面装入，制作简单，装配方便。前装阀座密封圈，减小了软密封圈受高压介质直接冲刷损坏的危害，有利于延长使用寿命，维修更换方便，维修更换软密封圈时，只需拆除阀座，更换新的密封圈后压入即可，省时省力。

图六（活塞式）

活塞式复合密封结构又称自紧密封阀座结构，在阀座与阀瓣之间加装一弹簧活载密封结构，低压工况下在阀座弹簧与阀瓣弹簧的共同作用下使阀瓣与阀座密封面紧贴产生密封，高压工况在介质作用下推动活塞密封结构促使密封更严密，这类阀座密封性好，适用范围广，特别适合大口径密封要求较严密的场合。同时维修更换也方便。

6 结束语

不同密封结构的轴流式止回阀有不同的结构原理和特点。在设计选用轴流式止回阀密封结构时，应根据管路系统要求、现场具体的工况条件，认真分析比较，选用适宜的密封结构，使所设计选用的密封结构及能达到工况条件要求又能发挥最佳的密封性能。

参考文献

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