三偏心金屬硬密封蝶閥密封面的加工方法

1、三偏心金屬硬密封蝶閥概述

三偏心金屬硬密封蝶閥的密封面是斜錐面，閥體密封圈（圖1）與蝶板組合件密封圈（圖2）的接觸為面接觸，其工作原理是靠驅(qū)動裝置扭力直接帶動蝶板組合件，使蝶板組合件密封圈與閥體密封圈充分接觸后產(chǎn)生彈性變形而密封。三偏心金屬硬密封蝶閥作為一種高性能閥門，具有耐腐蝕性好、密封可靠、開啟力矩小等優(yōu)點(diǎn)。三偏心硬密封電動蝶閥DN1200，其中閥體密封圈材料為1Cr18Ni9Ti，蝶板組合件密封圈材料為復(fù)合的不銹鋼板與石棉板夾層組合件，閥體密封圈與蝶板組合件密封圈的加工質(zhì)量直接決定蝶閥密封性能。

圖1 閥體外形及密封圈

圖2 蝶板組合件外形及密封圈

2、加工工藝

從三偏心金屬硬密封蝶閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，蝶板組合件密封圈為不銹鋼板與石棉板的組合件，閥體密封圈為硬質(zhì)合金，硬度很高，進(jìn)刀量很難控制，不易一次加工成型，而且加工面的粗糙度要求很高。為保證加工要求，工藝過程為閥體或蝶板組合件粗加工—閥體密封圈堆焊硬質(zhì)合金—保溫12h—熱處理消除熱應(yīng)力—上工裝粗車密封面—上工裝精車密封面—上磨頭磨削密封面—閥體與蝶板組合件合鏜軸孔—強(qiáng)度試驗(yàn)—密封試驗(yàn)。

3、加工工裝

蝶板組合件密封圈與閥體密封圈密封面（加工面）均為斜錐面。閥體密封圈的錐體中心線與空間垂線夾角為8°，蝶板組合件密封圈的錐體中心線與空間垂線夾角為8°，為此設(shè)計(jì)閥體密封圈加工工裝（圖3）與蝶板組合件密封圈加工工裝（圖4）。

圖3 閥體密封圈加工工裝

圖4 蝶板組合件密封圈加工工裝

4、閥體密封圈加工

閥體起密封作為的為密封圈，焊接在閥體內(nèi)（圖5）。在2.5m立車上將組焊好的閥體裝夾在閥體密封圈加工工裝上，將立車刀桿旋轉(zhuǎn)8°，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，找正后沿圓錐母線方向走刀，車至未焊不銹鋼前的尺寸。然后堆焊不銹鋼，最后將焊好不銹鋼的閥體重新上立車，按上述方法車閥體密封圈至圖紙要求尺寸。最后在立車刀架上裝磨頭，對閥體密封圈進(jìn)行磨削處理，使其達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)粗糙度要求。

圖5 閥體密封圈加工

5、蝶板組合件密封圈加工

蝶板組合件起密封作用的零件是密封圈，密封圈為斜錐結(jié)構(gòu)，其錐頂角為16°，厚度為13.5mm，由5層石棉板及4層不銹鋼板復(fù)合而成（圖6）。密封圈必須與蝶板和壓環(huán)等組裝在一起，加工時(shí)才能防止密封圈夾層中的不銹鋼板及石棉板翹曲變形。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對蝶板組合件密封圈采用以下加工方法：（1）先在2.5m立車上分別把蝶板和壓環(huán)上的各止口加工到圖紙要求尺寸，外圓不加工；（2）按圖紙要求對壓環(huán)鉆孔，蝶板鉆孔攻絲；（3）壓環(huán)、密封圈和蝶板按圖紙裝配，將蝶板組合件工裝用螺栓緊固在閥體工裝上，然后再將蝶板組合件裝夾其上。立車刀桿旋轉(zhuǎn)8°車壓環(huán)、密封圈和蝶板至磨削尺寸；⑷用同樣厚度鋼板替下密封圈，車壓環(huán)、蝶板各錐面至圖紙尺寸；（5）工裝不動，將壓環(huán)、密封圈、蝶板重新按要求組裝，然后在立車刀架上裝磨頭，對密封圈進(jìn)行磨削處理，使其達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)粗糙度要求。

圖6 蝶板組合件密封圈加工

6、閥桿軸孔加工

將蝶板組合件放入閥體內(nèi)，調(diào)整好蝶板組合件與閥體的相對位置后，倒入皂化液，5分鐘之內(nèi)無滲漏，將蝶板組合件壓緊，合鏜閥體與蝶板的軸孔。

采用此工藝方法加工閥體密封圈與蝶板組合件密封圈，便于操作，工作效率高，能夠很好的保證密封面的幾何精度，其強(qiáng)度試驗(yàn)及密封試驗(yàn)均達(dá)了設(shè)計(jì)要求，具有良好的實(shí)用價(jià)值及推廣價(jià)值。

三偏心金屬硬密封蝶閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、硬密封蝶閥采用三偏心硬密封結(jié)構(gòu)，閥座與蝶板幾乎無磨損，具有越關(guān)越緊的密封功能。

2、密封圈選用不銹鋼制作，具有金屬硬密封和彈性密封的雙重優(yōu)點(diǎn)，無論在低溫和高溫的情況下，均具有優(yōu)良的密封性能，具有耐腐蝕,使用壽命長等特點(diǎn)。

3、蝶板密封面采用堆焊鈷基硬質(zhì)合金，密封面耐磨損，使用壽命長。

4、大規(guī)格蝶板采用絎架結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，過流面積大，流阻小。

5、根據(jù)用戶需求，硬密封蝶閥可以設(shè)計(jì)成具有雙向密封功能，安裝時(shí)不受介質(zhì)流向的限制，也不受空間位置的影響，可在任何方向安裝。

6、驅(qū)動裝置可以多工位（旋轉(zhuǎn)90°或180°）安裝，便于用戶使用。

三偏心金屬硬密封蝶閥常見的問題：

一、由于多層軟硬疊式密封圈固定在閥板上，當(dāng)閥板常開狀態(tài)時(shí)介質(zhì)對其密封面形成正面沖刷，金屬片夾層中的軟密封帶受沖刷后，直接影響密封性能。

二、受結(jié)構(gòu)條件的限制該結(jié)構(gòu)不適應(yīng)做通徑DN200以下閥門，原因是閥板整體結(jié)構(gòu)太厚，流阻大。

三、因三偏心結(jié)構(gòu)的原理，閥板的密封面與閥座之間的密封是靠傳動裝置的力矩使閥板壓向閥座。正流狀態(tài)時(shí)，介質(zhì)壓力越高密封擠壓越緊。當(dāng)流道介質(zhì)逆流時(shí)隨著介質(zhì)壓力的增大閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí)，密封開始泄漏。

其特征在于：所述閥座密封圈由軟性T形密封環(huán)兩側(cè)多層不銹鋼片組成。

閥板與閥座的密封面為斜圓錐結(jié)構(gòu)，在閥板斜圓錐表面堆焊耐溫、耐蝕合金材料；固定在調(diào)節(jié)環(huán)壓板之間的彈簧與壓板上調(diào)節(jié)螺栓裝配一起的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有效地補(bǔ)償了軸套與閥體之間的公差帶及閥桿在介質(zhì)壓力下的彈性變形，解決了閥門在雙向互換的介質(zhì)輸送過程中存在的密封問題。

采用軟性T型兩側(cè)多層不銹鋼片組成密封圈，具有金屬硬密封和軟密封的雙重優(yōu)點(diǎn)，無論在低溫和高溫情況下，均具有零滲漏的密封性能。試驗(yàn)證明池正流狀態(tài)（介質(zhì)流動方向與蝶板轉(zhuǎn)動方向相同）時(shí)，密封面的壓力是傳動裝置的力矩和介質(zhì)壓力對閥板的作用產(chǎn)生的。正向介質(zhì)壓力增大時(shí)閥板斜圓錐表面與閥座密封面擠壓越緊，密封效果越好。

當(dāng)逆流狀態(tài)時(shí)，閥板與閥座之間的密封靠驅(qū)動裝置的力矩使閥板壓向閥座。隨著反向介質(zhì)壓力的增大，閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí)，調(diào)節(jié)環(huán)的彈簧在受載后所儲存的變形能補(bǔ)償閥板與閥座密封面的緊壓力起到自動補(bǔ)償作用。

因此本實(shí)用新型不像現(xiàn)有的技術(shù)那樣，在閥板上安裝軟硬多層密封圈，而是直接安裝在閥體上，在壓板和閥座中間增設(shè)調(diào)節(jié)環(huán)是十分理想的雙向硬密封方式。它將可取代閘閥、及球形閥。