正确的使用疏水阀是节能措施的一大关键问题大家都知道疏水阀的作用是排出蒸汽关傲和蒸汽适用设备中的凝结水，空气和其他不可凝气体，并能防止蒸汽泄露的一种阀门。其应用在工厂供热蒸汽管网中，是一种应用比较广泛，并且节能的产品。一般在蒸汽输送管，汽水分离器，二次蒸汽罐以及利用蒸汽来加热，干燥，保温，半热，消毒，蒸馏，浓缩，蒸煮，换热，采暖，空调等工作过程中所产生的凝结水，都需要疏水阀进行排出。在煤，石油，天然气等一次能源日益减少的情况下，各个国家都非常重视疏水阀的研发，生产和使用。近年来，我国一次能源的消耗急剧升温，但锅炉的平均运行效率仅有55%，而把蒸汽输送到用户，**得到的热量还不到30%。这与一些发达国家相比，差不多要低一半左右。这其中有一般以上的热量都是由于疏水阀的使用不当，质量差，而使蒸汽疏水阀大量泄漏造成的。据不完全统计，全国共使用疏水阀相当一部分使用不当，还有一部分质量差，寿命低，疏水阀使用不良率达到70%左右，大约是日本(平均数21.1%)的三倍，可见差距非常大。按我国蒸汽消耗量大约以每年递增10%的速度发展，而能源生产基本保持在九亿吨左右，所以要求工厂供热中的各种工业锅炉能耗维持在三亿多吨左右，新增的10%产气量，即所需2000万吨标准煤，就必须从蒸汽管网中解决。所以，正确选择和使用疏水阀是非常关键的一个节能措施。

                        剖析圆盘式疏水阀的优缺点以及工作原理可以说从圆盘式疏水阀诞生起就伴随着它的优点和缺点，展开待续的争论和改进。只是在上个世纪能源危机和能源价格在不同发达国家和发展中国家的忍受能力不同。而使一些人只看到它的优点而忽略了它的致命缺点。圆盘式疏水阀的动作原理很简单，它是利用蒸汽和凝结水的热动力性能，来操控阀门启闭件——阀片，从而达到排出凝结水而避免漏出蒸汽。首先来看看圆盘式疏水阀的优点：1、体积小、重量轻、结构坚固、价格便宜。2、从低压(≥0.5bar)到高压(25MPa)都可以适用，而且在一定的使用范围内，它无须调整内件。3、**同时适用于高温(≥550℃)和高压17MPa蒸汽系统(不带有热静力元件时)的产品。在50~60年代时，不少人认为这对具有100年历史的机械型、热静力型疏水阀来说又是一个新的划时代的产品，甚至可能代替前者二个产品。但是圆盘式疏水阀天生的优点或者说它的引人注目的动作原理后面隐藏着致命的隐患。看看如下的缺点：1、它的动作原理决定它不能将冷热空气(即不可凝气体)与可凝性气体—蒸汽区别开来。所以没有复杂和较贵的热静力元件，就不能解决包括氧气、二氧化碳气体等有害的不可凝气体的排除问题。2、圆盘式疏水阀**的活动部件——阀片，一分钟要开关两次，一年按8000小时计算，一年要开关96万次，它的寿命无论怎么改进材料、热处理工艺及精加工，它的寿命也超不过8000小时。3、圆盘式疏水阀的开关频率要受阀片上腔的压力室蒸汽压力的变化，而这个变化由于受到热辐射条件的变化，也就是受到外面温度、风、雨、雪的影响，而变得毫无规律而言。因此会产生非正常排放和泄露，即使在天气较好的春秋季无风雨的情况下，而且还有着规范的设计保证，它也只能做到固定30秒开关一次，其中25秒关，5秒开这一固定模式。不能适应蒸汽管网设备负荷多变的情况。4、圆盘式疏水阀只能排出比饱和温度低6℃的饱和水。而且当背压(即出口压力)大于进口压力的50%~60%时，疏水阀的开关频率就不正常了。以上4个致命的缺点造成了圆盘式疏水阀在负荷变化的条件下，就会产生空气阻塞和不正常泄露，且泄漏量会远远大于3%的国家标准。当然圆盘式疏水阀早已被国家节能管理部门明确为淘汰的阀门产品，5.热动力圆盘式式疏水阀,这类疏水阀根据相变原理，靠蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力学原理，使阀片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。因热动力式疏水阀的工作动力来源于蒸汽，所以蒸汽浪费比较大。结构简单、耐水击、**背为50%，有噪音，阀片工作频繁，使用寿命短。

                            疏水阀的用途 疏水阀的作用疏水阀在蒸汽加热系统中起到阻汽排水作用，选择合适的疏水阀，可使蒸汽加热设备达到**工作效率。要想达到*理想的效果，就要对各种类型疏水阀的工作性能、特点进行全面的了解。　　疏水阀的品种很多，各有不同的性能。选用疏水阀时，首先应选其特性能满足蒸汽加热设备的*佳运行，然后才考虑其他客观条件，这样选择你所需要的疏水阀才是正确和有效的。　　疏水阀要能“识别”蒸汽和凝结水，才能起到阻汽排水作用。“识别” 蒸汽和凝结水基于三个原理：密度差、温度差和相变。于是就根据三个原理制造出三种类型的疏水阀：分类为机械型、热静力型、热动力型。　　一.机械型疏水阀：（T981S T982S T991F T992F T993F T994F T995F T996F ）（TF2S TF5S TF6S TF08F TF2F TF5F TF6F TF8F TF08F T680 T681F）　　机械型也称浮子型，是利用凝结水与蒸汽的密度差，通过凝结水液位变化，使浮子升降带动阀瓣开启或关闭，达到阻汽排水目的。机械型疏水阀的过冷度小，不受工作压力和温度变化的影响，有水即排，加热设备里不存水，能使加热设备达到*佳换热效率。**背压率为80%，工作质量高，是生产工艺加热设备*理想的疏水阀。　　机械型疏水阀有自由浮球式、自由半浮球式、杠杆浮球式、倒吊桶式等　　1. 自由浮球式疏水阀：（T981S T982S T991F T992F T993F T994F T995F T996F ）　　自由浮球式疏水阀的结构简单，内部只有一个活动部件精细研磨的不锈钢空心浮球，既是浮子又是启闭件，无易损零件，使用寿命很长，YQ疏水阀内部带有Y系列自动排空气装置，非常灵敏，能自动排空气，工作质量高。　　设备刚启动工作时，管道内的空气经过Y系列自动排空气装置排出，低温凝结水进入疏水阀内，凝结水的液位上升，浮球上升，阀门开启，凝结水迅速排出，蒸汽很快进入设备，设备迅速升温，Y系列自动排空气装置的感温液体膨胀，自动排空气装置关闭。疏水阀开始正常工作，浮球随凝结水液位升降，阻汽排水。自由浮球式疏水阀的阀座总处于液位以下，形成水封，无蒸汽泄漏，节能效果好。*小工作压力0.01Mpa，从0.01Mpa至**使用压力范围之内不受温度和工作压力波动的影响，连续排水。能排饱和温度凝结水，*小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到*佳换热效率。背压率大于85%，是生产工艺加热设备*理想的疏水阀之一。　　2. 自由半浮球式疏水阀：　　自由半浮球式疏水阀只有一个半浮球式的球桶为活动部件，开口朝下，球桶即是启闭件，又是密封件。整个球面都可为密封，使用寿命很长，能抗水锤，没有易损件，无故障，经久耐用，无蒸汽泄漏。背压率大于80%，能排饱和温度凝结水，*小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到*佳换热效率。　　当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水经过发射管进入疏水阀内，阀内的双金属片排空元件把球桶弹开，阀门开启，空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入球桶内，球桶产生向上浮力，同时阀内的温度升高，双金属片排空元件收缩，球捅漂向阀口，阀门关闭。当球桶内的蒸汽变成凝结水，球桶失去浮力往下沉，阀门开启，凝结水迅速排出。当蒸汽再进入球桶之内，阀门再关闭，间断和连续工作。　　3. 杆浮球式疏水阀：　　杠杆浮球式疏水阀基本特点与自由浮球式相同，内部结构是浮球连接杠杆带动阀心，随凝结水的液位升降进行开关阀门。杠杆浮球式疏水阀利用双阀座增加凝结水排量，可达到体积小排量大，**疏水量达100吨/小时，是大型加热设备*理想的疏水阀。　　4. 倒吊桶式疏水阀：　　倒吊桶式疏水阀内部是一个倒吊桶为液位敏感件，吊桶开口向下，倒吊桶连接杠杆带动阀心开闭阀门。倒吊桶式疏水阀能排空气，不怕水击，抗污性能好。过冷度小，漏汽率小于3%，**背压率为75%，连接件比较多，灵敏度不如自由浮球式疏水阀。因倒吊桶式疏水阀是靠蒸汽向上浮力关闭阀门，工作压差小于0.1MPA时，不适合选用。　　当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水进入疏水阀内，倒吊桶靠自身重量下坠，倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门，空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入倒吊桶内，倒吊桶的蒸汽产生向上浮力，倒吊桶上升连接杠杆带动阀心关闭阀门。倒吊桶上开有一小孔，当一部份蒸汽从小孔排出，另一部份蒸汽产生凝结水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门，循环工作，间断排水。　　5. 组合式过热蒸汽疏水阀：　　组合式过热蒸汽疏水阀有两个隔离的阀腔，由两根不锈钢管连通上下阀腔，它是由浮球式和倒吊桶式疏水阀的组合，该阀结构先进合理，在过热、高压、小负荷的工作状况下，能够及时地排放过热蒸汽消失时形成的凝结水，有效地阻止过热蒸汽泄漏，工作质量高。**允许温度为600℃，阀体为全不锈钢，阀座为硬质合金钢，使用寿命长，是过热蒸汽专用疏水阀，取得两项国家＊＊，填补了国内空白。　　当凝结水进入下阀腔，副阀的浮球随液位上升，浮球封闭进汽管孔。凝结水经进水导管上升到主阀腔，倒吊桶靠自重下坠，带动阀心打开主阀门，排放凝结水。当副阀腔的凝结水液位下降时，浮球随液位下降，副阀打开。蒸汽从进汽管进入上主阀腔内的倒吊桶里，倒吊桶产生向上的浮力，倒吊桶带动阀心关闭主阀门。当副阀腔的凝结水液位再升高时，下一个循环周期又开始，间断排水。　　二.热静力型疏水阀：　　这类疏水阀是利用蒸汽和凝结水的温差引起感温元件的变型或膨胀带动阀心启闭阀门。热静力型疏水阀的过冷度比较大，一般过冷度为15度到40度，它能利用凝结水中的一部分显热，阀前始终存有高温凝结水，无蒸汽泄漏，节能效果显著。是在蒸汽管道，伴热管线、小型加热设备，采暖设备，温度要求不高的小型加热设备上，*理想的疏水阀。　　热静力型疏水阀有膜盒式、波纹管式、双金属片式　　1. 膜盒式式疏水阀：　　膜盒式疏水阀的主要动作元件是金属膜盒，内充一种气化温度比水的饱和温度低的液体,有开阀温度低于饱和温度15℃和30℃两种供选择。膜盒式疏水阀的反应特别灵敏，不怕冻，体积小，耐过热，任意位置都可安装。背压率大于80%，能排不凝结气体，膜盒坚固，使用寿命长，维修方便，使用范围很广。　　装置刚起动时，管道出现低温冷凝水，膜盒内的液体处于冷凝状态，阀门处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，膜合内充液开始蒸发，膜合内压力上升，膜片带动阀心向关闭方向移动，在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀开始关闭。膜盒随蒸汽温度变化控制阀门开关，起到阻汽排水作用。　　2. 波纹管式疏水阀：　　波纹管式疏水阀的阀芯不锈钢波纹管内充一种汽化温度低于水饱和温度的液体。随蒸汽温度变化控制阀门开关，该阀设有调整螺栓，可根据需要调节使用温度，一般过冷度调整范围低于饱和温度15℃-40℃。背压率大于70%，不怕冻，体积小，任意位置都可安装，能排不凝结气体，使用寿命长。　　当装置启动时，管道出现冷却凝结水，波纹管内液体处于冷凝状态，阀心在弹簧的弹力下，处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，波纹管内充液开始蒸发膨胀，内压增高，变形伸长，带动阀心向关闭方向移动，在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀开始关闭,随蒸汽温度变化控制阀门开关，阻汽排水。　　3. 双金属片式疏水阀：　　双金属片疏水阀的主要部件是双金属片感温元件，随蒸汽温度升降受热变形，推动阀心开关阀门。双金属片式疏水阀设有调整螺栓，可根据需要调节使用温度，一般过冷度调整范围低于饱和温度15℃-30℃，背压率大于70%，能排不凝结气体，不怕冻，体积小，能抗水锤，耐高压，任意位置都可安装。双金属片有疲劳性，须要经常调整。　　当装置刚起动时，管道出现低温冷凝水，双金属片是平展的，阀心在弹簧的弹力下，阀门处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，双金属片感温起元件开始弯曲变形，并把阀心推向关闭位置。在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀开始关闭。双金属片随蒸汽温度变化控制阀门开关，阻汽排水。　　三.热动力型疏水阀　　这类疏水阀根据相变原理，靠蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力学原理，使阀片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。因热动力式疏水阀的工作动力来源于蒸汽，所以蒸汽浪费比较大。结构简单、耐水击、**背为50%，有噪音，阀片工作频繁，使用寿命短。　　热动力型疏水阀有热动力式（圆盘式）、脉冲式、孔板式　　1. 热动力式疏水阀：　　热动力式疏水阀内有一个活动阀片，既是敏感件又是动作执行件。根据蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力学原理，使阀片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。漏汽率3%，过冷度为8℃-15℃。　　当装置启动时，管道出现冷却凝结水，凝结水靠工作压力推开阀片，迅速排放。当凝结水排放完毕，蒸汽随后排放，因蒸汽比凝结水的体积和流速大，使阀片上下产生压差，阀片在蒸汽流速的吸力下迅速关闭。当阀片关闭时，阀片受到两面压力，阀片下面的受力面积小于上面的受力面积，因疏水阀汽室里面的压力来源于蒸汽压力，所以阀片上面受力大于下面，阀片紧紧关闭。当疏水阀汽室里面的蒸汽降温成凝结水，汽室里面的压力消失。凝结水靠工作压力推开阀片，凝结水又继续排放,循环工作，间断排水。　　2. 圆盘式蒸汽保温型疏水阀：　　圆盘式蒸汽保温型疏水阀疏水阀的工作原理和热动力式疏水阀相同，它在热动力式疏水阀的汽室外面增加一层外壳。外壳内室和蒸汽管道相通，利用管道自身蒸汽对疏水阀的主汽室进行保温。使主汽室的温度不易降温，保持汽压，疏水阀紧紧关闭。当管线产生凝结水，疏水阀外壳降温，疏水阀开始排水；在过热蒸汽管线上如果没有凝结水产生，疏水阀不会开启，工作质量高。阀体为合金钢，阀心为硬质合金，该阀**允许温度为550℃，经久耐用，使用寿命长，是高压、高温过热蒸汽专用疏水阀。　　3. 脉冲式疏水阀：　　脉冲式疏水阀有和两个孔板根据蒸汽压降变化调节阀门开关，即使阀门完全关闭入口和出口也是通过第一、第二个小孔相通，始终处于不完全关闭状态，蒸汽不断逸出，漏汽量大。该疏水阀动作频率很高，磨损厉害、寿命较短。体积小、耐水击，能排出空气和饱和温度水，接近连续排水，**背压25%，因此使用者很少。　　4. 孔板式疏水阀：　　孔板式疏水阀是根据不同的排水量，选择不同孔径的孔板控制排水量的目的。结构简单，选择不合适会出现排水不及或大量跑汽，不适用于间歇生产的用汽设备或冷凝水量波动大的用汽设备。

                          安装阀门，一定要牢记这些要点，太重要了！阀门安装的质量、直接影响着使用，所以必须认真注意。（一） 方向和位置     许多阀门具有方向性，例如截止阀、节流阀、减压阀、止回阀等，如果装倒装反，就会影响使用效果与寿命（如节流阀），或者根本不起作用（如减压阀），甚至造成危险（如止回阀）。一般阀门，在阀体上有方向标志；万一没有，应根据阀门工作原理，正确识别。截止阀的阀腔左右不对称，流体要让其由下而上通过阀口，这样流体阻力小（由形状所决定），开启省力（因介质压力向上），关闭后介质不压填料，便于检修，这就是截止阀为什么不可安反的道理。其它阀门也有各自的特性。     阀门安装位置，必须方便于操作：即使安装暂时困难些，也要为操作人员的长期工作着想。**阀门手轮与胸口取齐（一般离操作地坪1.2米），这样，开闭阀门比较省劲。落地阀门手轮要朝上，不要倾斜，以免操作别扭。靠墙机靠设备的阀门，也要留出操作人员站立余地。要避免仰天操作，尤其是酸碱、有毒介质等，否则很不安全。 闸门不要倒装（即手轮向下），否则会使介质长期留存在阀盖空间，容易腐蚀阀杆，而且为某些工艺要求所禁忌。同时更换填料极不方便。 明杆闸阀，不要安装在地下，否则由于潮湿而腐蚀外露的阀杆。 升降式止回阀，安装时要保证其阀瓣垂直，以便升降灵活。 旋启式止回阀，安装时要保证其销轴水平，以便旋启灵活。 减压阀要直立安装在水平管道上，各个方向都不要倾斜。 （二） 施工作业     安装施工必须小心，切忌撞击脆性材料制作的阀门。     安装前，应将阀门作一检查，核对规格型号，鉴定有无损坏，尤其对于阀杆。还要转动几下，看是否歪斜，因为运输过程中，*易撞歪阀杆。还要清除阀内的杂物。     阀门起吊时，绳子不要系在手轮或阀杆上，以免损坏这些部件，应该系在法兰上。     对于阀门所连接的管路，一定要清扫干净。可用压缩空气吹去氧化铁屑、泥砂、焊渣和其他杂物。这些杂物，不但容易擦伤阀门的密封面，其中大颗粒杂物（如焊渣），还能堵死小阀门，使其失效。 安装螺口阀门时，应将密封填料（线麻加铝油或聚四氟乙烯生料带），包在管子螺纹上，不要弄到阀门里，以免阀内存积，影响介质流通。     安装法兰阀门时，要注意对称均匀地把紧螺栓。阀门法兰与管子法兰必须平行，间隙合理，以免阀门产生过大压力，甚至开裂。对于脆性材料和强度不高的阀门，尤其要注意。须与管子焊接的阀门，应先点焊，再将关闭件全开，然后焊死。（三）保护措施     有些阀门还须有外部保护，这就是保温和保冷。保温层内有时还要加拌热蒸汽管线。什么样的阀门应该保温或保冷，要根据生产要求而定。    原则地说，凡阀内介质降低温度过多，会影响生产效率或冻坏阀门，就需要保温，甚至拌热；凡阀门裸露，对生产不利或引起结霜等不良现象时，就需要保冷。保温材料有石棉，矿渣棉、玻璃棉、珍珠岩，硅藻土、蛭石等；保冷材料有软木、珍珠岩、泡沫、塑料等。 （四）旁路和仪表     有的阀门，除了必要的保护设施外，还要有旁路和仪表。安装了旁路。便于疏水阀检修。其他阀门，也有安装旁路的。是否安装旁路，要看阀门状况，重要性和生产上的要求而定。（五）填料更换     库存阀门，有的填料已不好使，有的与使用介质不符，这就需要换填料。     阀门制作厂无法考虑使用单位千门万类的不同介质，填料函内总是装填普通盘根，但使用时，必须让填料于介质相适应。     在更换填料时，要一圈一圈地压入。每圈接缝以45度为宜，圈与圈接开180度。填料高度要考虑压盖继续压紧的余地，现时又要让压盖下部压填料室适当深度，此深度一般可为填料室总深度的10-20%。 对于要求高的阀门，接缝角度为30度。圈与圈之间接缝错开120度。 除上述填料之外，还可根据具体情况，采用橡胶O形环（天然橡胶耐60摄氏度以下弱碱，丁晴橡胶耐80摄氏度以下油晶，氟橡胶耐150摄氏度以下多种腐蚀介质）三件叠式聚四氟乙烯圈（耐200摄氏度以下强腐蚀介质）尼龙碗状圈（耐120摄氏度一下氨、碱）等成形填料。在普通石棉盘根外面，包一层聚四氟乙烯生料带，能提高密封效果，减轻阀杆的电化学腐蚀。     在压紧调料时，要同时转动阀杆，以保持四周均匀，并防止太死，拧紧压盖要用力均匀，不可倾斜。

                             蝶阀结构的设计与创新（深度好文）      目前在实际工程中在需要经常开启的重要部位均可选用三偏心蝶阀。三偏心蝶阀有以下优点：①密封性能好，提高了系统的可靠性；      ②摩擦阻力小，开闭省力、灵活；      ③三偏心蝶阀在蝶板周边镶装着由不锈钢薄板与石墨薄板相互交错层叠而成的多层密封圈，这种密封具有金属硬密封和弹性软密封的双重优点，解决了泄漏问题。       但目前高参数蝶阀还要从国外购买。为改变这一现状，应该分析和研究产品的设计方法，进而结合实际走技术创新道路，提高供水效益。1结构分析       蝶阀的3偏心结构（图1）是指蝶板的旋转轴心相对于调节阀通道的轴向和径向偏心，而圆锥形阀座的中心线与阀门的轴线成一定夹角为第3个偏心。这种阀门的密封接触圆锥面，一般使用弹性密封圈。密封面位于斜圆锥表面，阀座和密封圈的正截面均为椭圆，这正是其设计和制造的难点及关键。       从图1得密封圆锥的底半径（位于阀座的大端）和高度为图1 蝶阀的三偏心结构密封圈位于阀座中间，阀座宽度为b时，密封中心椭圆的长、短半轴为该椭圆中心角处的半径为（图2）从图1可看出，蝶板从全开位置旋转90∃时达到全关位置。蝶板转动到位后应在密封在保持一定压力，否则发生泄漏，为此要选取合适的几何尺寸。从旋转中心到密封圆锥上下在两条垂线，其垂足距离为（图3）式中Rk--密封圆锥的底半径，mmA0--椭圆的长半轴，mmQ --圆锥角j --圆锥轴线倾角Hk--密封圆锥的高度，mmA --密封中心椭圆的长半轴，mmb --阀座宽度，mmB --密封中心椭圆的短半轴Rb--密封中心椭圆中心角处的半径，mma1--密封圆锥上垂足，mmab--密封圆锥上垂足，mm密封圈的位置应在a1与ab之间，否则将发生泄漏，或出现蝶板旋转90o后继续转动，使蝶阀打开。因此，两个垂足距离与阀座和密封圈宽度的关系应符合E≤a1-ab式中E%密封圈宽，mmb--阀座宽度，mmc--轴向偏心距，mm图2 椭圆中心角图3 密封圈位置2静力计算       蝶板处于即将打开的临界状态时，其上的作用力有密封面圆周单位正压力N（方向垂直于表面）和摩擦力fn（方向表面并阻止蝶板转动）及介质对蝶板的压力fp（方向取决于介质流向）。摩擦系数f与密封副材料、加工方法、表面光洁度和硬度、润滑状态及温度等因素有关，应通过实验和测试来确定其准确数值。       正流状态（介质流动方向与转动方向相同）时，沿阀门通道轴向的密封面压力平衡式为：为计算方便，取蝶板半径Rd代替椭圆的长短半轴A、B，其误差很小。密封面下部附加的正压力为宽度为E的密封圈，上、下部位的压力为正流状态时，密封面的压力是介质压力对蝶板的作用产生的、其中下部压力**。试验整理得因此，正流状态的开阀力矩为逆流状时，需要外加力矩使蝶板压向阀座，密封圈与阀座之间的单位正压力N+应大，也证明，**发生泄漏的部位是密封圈的下部。正流状态下密封圆锥轴线倾角为（图2）、密封中心椭圆上一点对其坐标轴X、Y绕蝶板旋转轴心（阀杆中心）的力臂为由密封中心椭圆上各力对轴心的力矩平衡得到系数与角度Q和j有关，但在常用数值范围内差别不大，都在工程允许误差之内。取（标量）则介质压力对蝶板转动中心产生的附加力矩为于介质压强才不会泄漏。外加力矩为逆流状态的开阀为矩为当Md>M−时，如果没有附加力矩，蝶板将会在介质压力下自行打开。即没有附加力矩阀门将关闭不严，出现泄漏。3j=0当j=0时，阀座的内表面由斜圆锥变为正圆锥，阀座和密封圈的正截面为圆。为就是二维偏心，二维偏心是三偏心的特殊情况，这时密封面的垂足为（图3）式中Rx--阀座大端半径，㎜正流状态时，蝶板在介质压力作用下压向阀座，即止回阀效应。圆形密封圈与阀座之间的单位正压力N2沿圆周是均等的，其值为阀门从完全关闭到开启所需的力矩为这个力矩数值是阀门开启临界状态的脉冲值。蝶板开启后，两侧压减小，力矩值将下降。正流状态下关闭阀门，理论上不需要外部施力，介质压力会使蝶板自动关闭。但是需要有启动力矩，以克服惯性和摩擦。转动过程还要施加适当的阻尼力矩，防止蝶板转动速度过快发生水击。逆流时为保持密封面的严密性，需要外加的力矩值为开阀力矩为一般情况Mdz大于MZ−，开阀力矩为负值，为保证密封可靠，可采取重锤、气压和液压等办法获得附加力矩，但阀门结构较复杂。4设计实例分析       三偏心蝶阀的主要设计参数是密封圆锥锥角Q、圆锥轴线倾角j、径向编心距e、轴向偏心距c和阀座宽度b。       以A0=100mm，e=2.5~7.5mm，c=30~40mm为例，说明这些参数的作用。图4 开阀力矩与圆锥角的关系       从图4的3条曲线看出，角度Q和j对正流状态的开阀力矩影响很大，而正圆锥（j=0）时力矩为**。j角越大，力矩越小。图6是径向偏心对开阀力矩的影响，同样也是在正圆锥时力矩**。而增加偏心距有利于减小开阀力矩。至于轴向偏心距的影响则要复杂些，按照几何关系，相对于不同的j和j角，有一个*小值。从图5可以看出，这个参数可变动的范围很小。5结论从几个主要参数的分析可看出，圆锥角Q与摩擦系数f密切相关。圆锥轴线倾角j=0时开阀力矩比较大。j角越大，开阀力矩越小，是蝶阀密封副三偏心设计的特点，一般取0&≤j≤Q，径向偏心距e过小对密封不利，过大又可能使蝶板与阀体发生干涉。轴向偏心距c可调节量较小，这个参数还和结构有关，至少要考虑阀杆的开孔位置，同样也要考虑干涉问题。阀座宽度b选择的合适，可以保证密封区位于阀座的中心。e、c和b统筹考虑才能得到*佳值。图5 Cmin数值表图6 开阀力矩与径向偏心的关系

控制阀是自动控制系统的终端控制元件之一，由于化工装置中，存在许多高温、高压工况，有些介质具有较强的腐蚀性和毒性，且易燃易爆，当阀门填料泄漏时，不仅造成原材料的浪费，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。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... 1、引言      控制阀是自动控制系统的终端控制元件之一，由于化工装置中，存在许多高温、高压工况，有些介质具有较强的腐蚀性和毒性，且易燃易爆，当  阀门填料泄漏时，不仅造成原材料的浪费，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，控制阀填料泄漏问题应引起足够的重视，在设计选型中合理选用密封填料是非常重要的。针对控制阀的填料密封，结合多年的工作经验和相关资料，通过对控制阀填料函结构形式分析，介绍聚四氟乙烯和柔性石墨填料的特性及应用场合，并对合理地选择控制阀的填料进行简单介绍。2、控制阀填料作用和分类   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漏，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。       控制阀填料是动密封的填充材料，一般装在上阀盖的填料函中，其作用是阻止被控介质因阀杆运动而引起的泄漏。         常用的填料按材质主要分为两大类：聚四氟乙烯和柔性石墨。   2.1 聚四氟乙烯(PTFE)      聚四氟乙烯(PTFE)是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力。其抗腐蚀能力甚至超过了玻璃、陶瓷，即使对强酸、强碱、强氧化剂也有很好的抗腐蚀能力，是一种理想的密封材料。但其耐温性能差，聚四氟乙烯在200°以上开始极微量的裂解，受压、受热一蠕变，而影响密封性能，且不适用于熔融的碱液或氟化物场合。常用的聚四氟乙烯填料有：   (1)聚四氟乙烯成型织装填料：它是采用聚四氟乙烯散装编织压制而成，是一种开口材料，柔韧性好，持久耐用，密封效果好，更换方便，是应用*广泛的一种材料。   (2)V型聚四氟乙烯填料：一般用聚四氟乙烯棒料车削加工而成，填料结构呈V型，在两端压紧情况下，由于聚四氟乙烯的摩擦系数小，有润滑作用，密封性能好等优点。V型填料环的特点是：在阀内介质的压力作用下，填料外圈的唇边在张开时，始终紧贴填料函内壁，实现静密封。同样在压力作用下，填料内圈的唇边在张开时，始终紧贴阀杆保证动密封，这样即使阀杆上下运动，同样都能保证密封性。   (3)四氟-石墨填料：通过加入部分玻璃纤维、石墨、二硫化钼，以提高聚四氟乙烯抗蠕变和导热性能，但硬度变大，耐腐蚀能力下降，密封性能下降。  2.2柔性石墨    柔性石墨材料属于非纤维质材料，它是把天然鳞片石墨中的杂质除去。再经强氧化混合酸处理后成为氧化石墨。氧化石墨受热分解放出二氧化碳，体积急剧膨胀，变成了质地疏松、柔软而又有韧性的柔性石墨。是一种寿命长、密封性能好的材料。   2.2.1 特点   (1)有优异的耐热性和耐寒性。柔性石墨从-250℃度的超低温到+600℃度高温，其物理性质几乎没有什么变化；   (2)有优异的耐化学腐蚀性。柔性石墨除在硝酸、浓硫酸等强氧化性介质中有腐蚀外，在其他酸、碱和溶剂中几乎没有腐蚀；   (3)有良好的自润滑性。柔性石墨同天然石墨一样，当受外力作用，容易产生滑动，因而具有自润滑性，密封性能好；   (4)因其多孔因其多孔疏松而又卷曲，故其回弹性柔韧性好。当轴或轴套因制造、安装等存在偏心而出现径向圆跳动时，具有足够的浮动性能，即使石墨出现裂纹，也能很好密合，从而保证帖合紧密，防止泄漏。   2.2.2 石墨填料种类   (1)丝状或编织状：这种填料弹性好更能包住阀杆并净化阀杆表面。编织状石墨填料可克服其他类型石墨填料由于磨损而造成的泄漏，但编织状石墨填料由于丝状结构导致空隙，从而易渗透。   (2)片状石墨：用若干片石墨板压制而成的填料环，其纹理和阀杆表面相垂直，形成方形断面，因此流体不易渗透，但它也减少了轴向压力与径向压力的比值，需用更大的压紧力才能密封。   (3)弯片状石墨：其纹理与阀杆轴向平行，用若干个石墨片加工而成。弯片状石墨在压制时的压力比它工作时的压力高得多，因此它在填料函中不会再收缩。高温时由其原理可知容易渗透。但由于加工容易，价格低廉，目前被广泛采用。3、填料泄漏的主要原因  控制阀在现场实际使用中发生填料泄漏的原因多种的样，在现场维护应针对阀门的实际使用情况进行具体分析、判断，进而从根本上消除泄漏产生的原因，解决安全隐患。根据发生泄漏的规律，归纳起来主要原因有以下几种：   (1)填料材质、类型选用不妥：如在150℃-200℃工况选用四氟填料，填料在临界工况下长时间工作会发生微小蠕变，受高压介质作用填料密封性能下降；又如液氨、焦油、燃料等渗透性强的介质选用了织状型填料，这些情况受高温高压介质影响，易产生泄漏。   (2)填料安装方法不当：填料装入填料函后，经压盖对其施加轴向压力，由于填料的塑性，使其产生径向力，并与阀杆紧密接触，如填料在安装中上紧下松，受力不匀，使这种接触非常不均匀，有的部分接触松，甚至没接触上，造成填料泄漏。   (3)控制阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫轴向运动。使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，控制阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏(压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏)。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化、失去弹性等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。   (4)控制阀频繁动作、阀杆弯曲、磨损、腐蚀、光洁度下降造成填料磨损而泄漏。   (5)控制阀在使用工况发生变化，如在装置开车升温过程中，控制阀有冷态到热态过程中，热态介质变化大，阀杆受热膨胀作用影响，使填料间隙变大，填料泄漏严重。   (6)填料压盖不紧，偏斜，或控制阀卧式安装，会造成阀杆与填料接触不好，间隙过大或过小。  4、防止填料泄漏对策(1)为使填料装入方便，在填料函顶端倒角，在填料函底部放置耐冲蚀的间隙适当的金属保护环(与填料的接触面不能为斜面)，以防止填料被介质压力推出。   (2)提高阀杆和填料函表面精度、光洁度。如果各种可动部件之间的摩擦系数之和为零，则作用在填料压盖的力就能均匀地传递到整个填料上，无任何衰减。可实际摩擦力总和是存在的，不可能为零，作用在填料上的径向力就随着距压盖距离增减而减少，摩擦力越大，压力衰减越大。被密封的压力一旦超过填料上的作用力，就开始泄漏。因此在维修时阀杆与填料函不能有划痕、点蚀和磨损，光洁度要好。   (3)选用合适的材料，必须具有抵抗温度变化的能力，有抗蠕变，抗松弛及抗氧化的能力。一般情况下，条件满足优先选用四氟，不满足时选石墨。也可以选用混合填料：一是石墨填料和四氟填料混合使用；二是O型环和V型填料混合使用。渗透性强的介质可选用石墨填料。   (4)装填料时，应一圈一圈加，并用压具逐一压紧，压牢，使填料受力均匀。开口填料应上下错开90°或120°放置，填料加入圈数应以没有外漏为适宜。加少了填料压盖会进入填料函中，易造成泄漏。   (5)对于弹簧作用作用的聚四氟乙烯填料，压盖螺丝应均与对称拧紧，不能偏斜。其他类型填料不必要拧得太紧，以不漏为止。   (6)新阀或刚检修的控制阀在投用后，应检查填料有无泄漏，如有泄漏要及时处理，以防填料泄漏越来越大。  5、使用中应注意的问题(1)成型填料切断时用45°切口，安装时每圈切口相错90°或120°。   (2)在高压下使用聚四氟乙烯成型填料，要注意冷流特性。   (3)柔性石墨环单独使用，密封效果不好，应与石墨编织填料组合使用。   (4)石墨填料不能用于强氧化剂，如浓硫酸、浓硝酸等介质。   (5)填料函的尺寸精度、表面粗糙度，阀杆尺寸精度和表面粗糙度，是影响成型填料密封性的关键。 6、结束语          在多年的现场实际应用中，控制阀发生填料泄漏原因多种多样，只要我们勤于观察、对泄漏产生的原因认真分析，填料泄漏的问题还是能够消除的；但是也应该看到，有些控制阀产生填料泄漏的原因比较复杂、泄漏的因素较多，还需要在今后的实践工作中不断分析、探索。