秦皇岛秦冶重工有限公司（河北　066318）　王兆江　顷永宏

　　【摘　要】介绍了蝶阀类产品双组多层次轴端密封的结构及密封原理，以及应用该结构的注意事项。该结构在蝶阀设计中得到了广泛应用，并获得了国家实用新型专利。

　　【关键词】蝶阀；轴端密封；双组多层次；结构

　　一、前言

　　阀门是冶金高炉炼铁系统控制管道内介质运动的重要部件，而影响阀门使用寿命Z重要的一项要求就是不允许泄漏。泄漏不仅指的是阀门内部密封面的内泄漏，还包括阀体轴端处的外泄漏，而轴端填料部分的外泄漏一直是多年来阀门产品普遍存在以及阀门生产厂家没能解决的问题。目前轴端密封部分采用较多的是单组填料轴承外置式，此种结构虽然避免了温度对轴承的直接作用，但由于主轴两端支撑跨度大，主轴刚度降低，长期启闭造成填料处密封失效，外泄漏严重。如何才能在既不影响主轴刚度，又能避免温度对轴承直接作用下，有效阻止阀门轴端的外泄漏是目前阀门设计中需研究的主要问题。针对上述问题，本文提出了一种双组多层次轴端密封结构。

　　二、两种轴端密封结构对比

　　以蝶阀类产品传统的轴端密封结构为例，与双组多层次轴端密封结构作对比。

　　单组填料轴承外置式密封结构如图1所示，轴承外置避免了高温对轴承的直接作用，但轴端支撑跨度加大造成主轴刚度降低，阀门长期启闭致使填料失效。此种结构优点突出，但缺点也很明显。

　　双组多层次密封结构如图2所示，组填料的阻热避免了高温对轴承的直接作用，轴承内置不会降低主轴刚度；轴承与主轴接触处存在的润滑剂不但起到了润滑作用，同时也形成了防止泄漏的第二重保护；而Z外层填料更是起到了Z后密封的作用。由于轴承两端密封填料的存在，润滑油不易外漏，降低了维护强度。此结构克服了传统结构的不足，密封效果明显。

　　三、双组多层次轴端密封的结构及密封原理分析

　　图3为蝶阀“双组多层次轴端密封组”结构，双组多层次轴端密封由填料压盖、填料座、滑动轴承、顶环、填料垫、柔性石墨编织填料、压环、油杯、无石棉垫片及石墨垫片等组成。

　　单台蝶阀“双组多层次轴端密封组”结构共两组，左右对称各一组。介质经过组填料时，由于顶环的轴向压缩，填料产生径向力与主轴紧密接触，从而对介质产生密封、阻热、减压作用；润滑密封剂从油杯处注入，进入轴承内腔后，由于轴承两端填料的密封作用，润滑密封剂不易流失，且在轴承内壁的螺旋油槽处形成较厚的油膜，在轴承与主轴接触面处形成较薄的油膜，两种油膜形成了阻止介质外泄漏的“油封”；第二组填料由于填料压盖的轴向压缩，填料产生径向力与主轴接触起到了Z后密封的作用；同时填料座处的垫片也能防止介质径向外漏。

　　四、应用双组多层次轴端密封结构的注意事项

　　1）在装入组填料之前应检查填料座内腔表面是否有划伤毛刺现象，填料应该逐根安装，不可一次填装多根，填料的切口处应互相错开一定角度，以防介质通过切口泄漏。

　　2）顶环安装后应保证A面的贴合（见图3），如不能贴合，在保证填料压紧的前提下，允许调整顶环高度以达到要求。

　　3）顶环和滑动轴承上均有螺钉孔，为了便于拆卸更换。

　　4）填料座安装后须保证既要顶紧滑动轴承，又要压紧无石棉垫片，如不能达到要求，允许调整填料座尺寸以达到要求。

　　5）第二组填料的安装应该用填料压盖适当压紧，与轴紧密接触使其产生径向力保证密封。

　　6）为保证本方案的密封效果以及主轴的润滑，应定期在安装油杯位置向阀门加注润滑油，润滑周期可根据现场使用情况调整。

　　五、结语

　　该结构不仅可以应用于蝶阀类产品，还可用在其他翻转类阀门产品当中。目前，由于该结构克服了传统密封结构的不足，密封效果明显，已被广泛应用于首钢京唐、鞍钢、太钢及韩国现代等国内外重大项目当中，并得到了用户的一致认可和好评。

　　参考文献

　　[1]成大先.机械设计手册[M].4版.北京：化学工业出版社，2002.

　　[2]陆培文.实用阀门设计手册[M].北京：机械工业出版社，1992.

　　[3]杨源泉.阀门设计手册[M].北京：机械工业出版社，1992.
 

来源：《通用机械》2012年第12期