焊接气动球阀的密封原理是什么?

2025-10-27

焊接气动球阀的密封原理是通过“结构密封+材料密封”双重保障 ,在阀门开启/关闭状态下,分别通过阀芯与密封座的贴合、焊接接口的固定密封,阻断介质泄漏通道,核心围绕“球体密封副”和“焊接连接”两大关键部位展开。

一、核心密封:阀芯与密封座的“贴合密封”(阻断内部介质泄漏)
这是阀门实现通断密封的核心,通过球体(阀芯)与密封座的精密配合,在不同工况下形成密封,主要分两种密封形式:
1. 软密封:适配中低压、非高温场景
密封结构:密封座采用弹性材料(如PTFE 聚四氟乙烯、EPDM三元乙丙橡胶),固定在阀体两端的密封腔体内。
密封原理:阀门关闭时,阀芯(球体)在气动执行器的驱动力下,向一侧密封座挤压;弹性密封座受挤压后产生微小形变,紧密贴合球体表面的圆弧面,填满球体与密封座之间的微小间隙,形成“面密封”。
由于软质材料具有良好的弹性和贴合性,即使球体表面有轻微瑕疵,也能通过材料形变补偿,实现低压下(通常≤PN40)的零泄漏密封。
2. 硬密封:适配高压、高温、腐蚀性场景
密封结构:密封座采用金属材料(如不锈钢、硬质合金),球体表面经过精密抛光(粗糙度 Ra≤0.8μm),部分型号会在密封面堆焊耐磨合金。
密封原理:依赖“精密加工+压力补偿”实现密封。阀门关闭时,球体与金属密封座在执行器的压力下紧密接触,通过两者超高精度的表面贴合(间隙≤0.005mm)阻断介质;部分硬密封阀门还设计有 “弹簧补偿结构”,当密封面因磨损出现微小间隙时,弹簧推动密封座向球体方向移动,自动补偿间隙,维持长期密封性能,可适配高压(≥PN64)、高温(≤500℃)或含颗粒介质的场景。

氢站用高压球阀.jpg


二、辅助密封:焊接连接与部件间的 “固定密封”(阻断外部泄漏)
除了阀芯与密封座的内部密封,焊接气动球阀还需通过以下两处密封,防止介质从阀门部件间隙泄漏到外部环境:
1. 阀体与管路的焊接密封
密封原理:阀门本体两端采用“对焊”或“承插焊”与管路连接,焊接时通过高温将阀体金属与管路金属熔融结合,冷却后形成一体的金属连接层,无法兰、垫片等可拆卸密封结构,从根本上消除了 “法兰垫片老化导致泄漏” 的风险,尤其适合高压、易燃易爆介质(如天然气、化工溶剂)的管路。
2. 阀门内部的静密封
密封部位:主要包括阀芯轴与阀体的轴端、执行器与阀体的连接部位。
密封原理:轴端采用“O型圈+防尘圈”组合密封,O型圈(如氟橡胶)在轴套的挤压下贴合轴表面,阻断介质从轴与阀体的间隙泄漏;执行器与阀体的连接面则通过“密封垫片+螺栓紧固”密封,垫片采用耐油、耐温的柔性材料(如石墨垫片),通过螺栓均匀压紧实现贴合密封。

三、密封的关键保障:设计与加工要求
精密加工:球体表面需经过研磨抛光,确保圆弧面的圆度误差≤0.01mm;密封座的密封面需与球体圆弧面精准匹配,避免因加工误差导致密封间隙。
压力补偿:无论是软密封的材料形变,还是硬密封的弹簧补偿,核心都是通过“主动贴合”消除间隙,确保不同工况下(如温度变化导致的部件热胀冷缩)密封面始终紧密接触。

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