热弹性填料密封装置的设计.pdf
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1、1 9 9 7 年第 3 朔 Do m Do , 一 Do 广-m o 由于闶体上 闶杆 吊心 孔一 般是先加工, 因 此应将蝶板 上施 加一 定的 压 力达 到密 封后, 如 蝶 板上 阀杆 孔, 其 效 果比 较好。 若密封件断面为一 P 形, 可痈整 垫片 厚 度, 达 到密 葑即 可 五、 讨论 1 双偏心位置是一个 区同 回转轴心在 区 问内, 均能满足要求。 当在图1 所示z轴向偏距 过小刚减小了q及 ( a 及 ) 值并减小了q与 届之差, 达不到双偏心位置的优点 z向偏距过 大, 同时增大关闭扭矩。 2 双偏心密封比压并不均匀。 特别如图 1 所示F点处密封比压较 处小( 当过
2、关两时) 3 图9 示, 若 D o 。 D o , 衄管状密封件应开 檀。 檀竟 一- ( D o 一D o ) , 一d 为 制 造负 偏 差, 经压螬变形后呈封两圜 密封比压及径向压 缩量按式( 9 ) 、 式( 1 O ) 和式n1 ) 计算 若檀过宽 而弹性变形后不为封l 酊圆或呈 。 P 形时, 应按 式( 7 ) 或式( 8 ) 计算其径向位移量 参考文献 1 A D A MS阀门制造公司产品样本 2 橡溽 机l械设计手册 北京 帆辘工业出版社 1 9 9 1 3 杨源泉 阀门谢 怦 册 j E 京 机槭工业出版社 1 9 9 2 热 弹 性 填 料 密 封 置 的 设 计 台肥
3、通用机械研究所 ! 堕 堂 皇 一 1 l 1 H l ; i 摘要提 出一种新型的填料密封装王。 介绍了速种填料密封装王的结构、 原理以厦设计计算方 法t 培出了有关的公式和关键零件的数据 瓤甸 填科密封弹性挠性元件热变形 一 、概述 多 于 湖 填料密封是阀门防止介质从阀杆处泄漏的 主要密封形式。如何改进和提高填料密封的性 能一直是国内外阀门制造厂注意的问题, 特别 是随着火 电和 核电技术 的发展, 不仅要求填料 无泄漏 而且耍保持长期使用的可靠性, 对阀门 填料密封提出了更高的要求。 目前, 9 O 的阀门采用的是填料密封装置, 填料密封虽然能适应高温高压的使用要求, 并 且随着填料生
4、产技术和密封装置的不断发展, 密封的可靠性有所提高, 但是其泄漏的可能性 远没有消除。 在阀门发生的事故中, 由阀门填料 处泄漏而引起的占相当大的比锄。大批的阀门 因此而报废, 同时也污染了环境 浪费了能源 因此, 开发新型填料密封装置, 最大限度地提高 填料密封的性能十分必要热弹性填料密封装 置就是为解决这个问蹯而开发的。 二、 问题的提出 在足够的压紧力 作用下填料产生变形 与阀杆及填料函内壁接触的径向压力 P 和 使填科紧贴在阀杆和填料函内壁上, 以此达到 阻止介质外泄和密封的目的( 图 1 ) 接力学方法推得填料所受轴向压紧力 、 径向压力 P , 和 分别为 Pr=P0 一 ( 1
5、) P, = KPo e 一 ( 2 ) P= K P 一 ( 3 ) 式中P Y 填料轴向压力, M P a 维普资讯 http:/ 一 8一 鲺 门 l 9 9 7 年第3 期 图1 压缩状态下填料的轴向压力特性 I _ 阀扦2 填料3 填料函 P 填料与阀杆问的径向压力, MP a P 填料 与填 料 函壁 的径 向压 力, M P 8 P o 作用于填料上端的预紧压力, M P8 填料与阀杆问的径向压力系敷 K 填料与填料函壁的径向压力系 数 常数, 根据边界条件定 一 圭 1n 瓦P o 填料函底部对填料的压力, MP a 式( 1 ) 式( 3 ) 反映了填料在压缩状态下 轴 向和
6、径向压力的分布情况。 从图 1 中曲线可 以看出, 轴向压力P r 随填科函深度的增加呈递 减变化t 从而导致 和P 也呈递减变化。 这是 由于填料与阀杆、 填料函壁之间舶摩擦所造成 的, 因此填料函中大部分填料不能均匀压缩, 达 不到密封条件( P P , P 为介质压力) 。 为此, 国内外一些专家已经提出增加填科 圈数不是解决填料函泄褥的好办法, 填料函的 密封作用只发生在填料与阀杆接触面的一圈很 小 的区域。 如何使阀门在工作中始终维持这个 起密封作用的区域是问题的关键所在。 热弹性 填料密封装置能在阀门的工作过程中不需外力 自动压缩填料, 以补偿填料磨损和预紧力的衰 减, 使填料密封
7、装置在整个工作过程中始终处 于密封状态。 三、 结构及其工作原理 , 热弹性填料密封装置主要由填料, 支承蛰、 热弹性件和填料垫等组成 ( 图 2 ) 。 其工作原理 是 在阀门的使用过程中t 热弹性件受热变形自 动压紧填料, 以补偿填料的磨损和预棠力的衰 减 。 图 2 热弹性填料密封装置 ( n ) 常温状态 ( 5 ) 工作温度状态 I | 阀杆2 填料3 支承垫4 热弹性件5 填料垫 在阀门处于工作状态时t 热弹性件受热变 形受到约束而产生轴向推力 P , 并且随温度 升高而增大。 由于 P 的作用补偿了轴向预紧 力, 防止填料过早松弛, 因此能有效地阻止填料 密封装置的泄漏。 热弹性
8、件的结构如图 3 所示, 其热推力 P 为 Pr r: 1 2 7 3 Ko ( T - Tj o ) 广 ES 热弹性件一般为成组使用, 一组由两片组 成r 对于多组弹性件, 其热推力 P 为 ; 2 5 4 6 K 1 ( T - To ) i r E,S 一 n ( 4 ) 一 L _ , 式中 o 热弹性件材料的比弯曲, E热弹性件材料的弹性模萤, MP a s单片热弹性件舶厚度; ra m 热弹性件的组数 初始温度 , 丁工作温度 , 9填料外径, mm d 填料内径, m m 维普资讯 http:/ 1 9 9 7 年第 3 期 月 门 一 9一 作为热弹性件的材料 本文推荐上海锕
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