LNG主要成份為乙炔、乙烷、丙烷以及少量二氧化碳，它是一種無色、無味和無磨蝕性的高溫液體，密度比空氣小，安全性比較高，燃燒后二氧化碳和煙塵排放量幾乎為零，所以作為一種清潔能源被廣泛使用。因為它分子量小、黏度低、滲透性強等性質，便于泄露和擴散，因而在LNG的生產、運輸以及接收過程中，適于截斷、止回和調節(jié)的閥體對系統(tǒng)的安全靠譜運行具備至關重要的作用?，F在，適于LNG關鍵設備中關斷的閥體有閥門、截止閥、蝶閥和閥門四類。因為閥門的結構簡略、可靠性高、壽命長并且繼電器快速，尤其是相比于其他類別的閥體具備流動阻力小的特點，所以被廣泛應用。因為LNG的閥門在高溫環(huán)境下工作，對其密封功耗有較高的要求。閥門密封功耗是決定其品質好壞的重要指標，所以對高溫閥門密封結構研究仍然是本領域的重點和熱點。本文小結了現在應適于LNG高溫閥門不同類別的密封結構，剖析了每種結構的優(yōu)點，并提出了優(yōu)化改進的建議。

LNG用閥門不同密封結構

高溫閥門的主要結構有凸緣組件、閥體、球體和輪緣組件等。閥門中的密封結構主要包含三個部份：缸體濾料處的密封，閥門連結處的密封以及殼體內部汽缸與立方體之間的密封。這幾處的密封功耗優(yōu)劣在一定程度上決定了閥門能夠正常工作，只有在同時保證其密封良好的狀態(tài)下，就能實現閥門的正常工作?，F在，根據密封結構方式的不同，LNG高溫閥門主要有浮動式、固定式和軌道式。

1.浮動式閥門密封結構

浮動式聯軸器的立方體被兩導柱夾持其中呈“浮動”狀態(tài)。當閥門關掉時，在流動介質的作用下，使立方體牢牢壓在出口端的噴嘴密封圈上，因而保證管件密封。

曹平福等人提出在超高溫浮動閥門中，輪緣濾料函部位的密封通過輥子濾料加雙唇密封圈的形式來進行雙重密封，首先運用放置在軸套濾料上方雙唇密封圈產生的密封副達到高級密封；再運用壓緊的銷釘濾料產生第二重密封，壓緊濾料的螺絲處放置的碟形彈簧才能提供持續(xù)的預緊力。而立方體與噴嘴之間是在流體介質力的作用下球閥類型，使立方體貼近出口端的噴嘴密封面，確保了立方體與噴嘴之間的密封。入口端密封面輔以碟形彈簧預緊式密封結構，用蝶形彈簧來保證立方體對出口端密封面的壓緊作用。圖1為其密封部位的結構方式。

浮動式閥門主要應適于口徑較小和壓力較低的工作條件下，而它大部份選用上述這些彈性密封結構，這些密封結構的弊端是借助較大的預緊力并且密封愈發(fā)靠譜，同時閥門較小的開啟轉速有效地降低了立方體的磨蝕，而且假如用硬密封材料制做的彈簧作為補償，容易形成銹蝕造成維修成本高，這可以通過選用碟形彈簧加軟密封圈的軟硬組合式密封的方式來緩解，即在軸套與噴嘴之間加密封圈來保證管件關掉時在介質力的作用下襯套與噴嘴的密封，減少襯套的位移。下游密封座處僅借助介質壓力不能完全保證其密封的牢靠性，同時因為介質壓力對下游墊圈密封圈的壓緊作用，促使其在工作中承受一定的介質荷載，或許會發(fā)生永久變型，然而這些密封形式的許用工作壓力不能太大，造成其難以應用在任意場合。

2固定式聯軸器的密封結構

固定式聯軸器一般應適于壓力較高的工作條件下或則是公稱管徑較大的管道上，它的立方體由上下軸支承，立方體不會偏離上下軸的軸線，噴嘴是浮動的，在介質壓力作用下，推向立方體形成密封力以斬獲靠譜密封，與浮動式聯軸器相比，愈發(fā)減少了閥門的啟閉力矩。

現在被廣泛使用的一種固定閥門的噴嘴方式為其上、下游噴嘴均為單活塞效應的自泄壓制件。如圖2所示。當閥腔壓力較高時，上游噴嘴可以被推進而向下游泄壓。當閥腔壓力異常下降太多時，下游噴嘴也起到泄壓作用，同時向上游流道泄壓。這些噴嘴應適于對密封功耗要求不是非常高的場合。

安黎等人提出了一種選用上游密封手動泄壓式噴嘴的上裝式固定閥門。上游噴嘴為具備單活塞效應的密封噴嘴，當管線內壓力較小時，通過將彈簧設置在汽缸反面來保證足夠的初始預緊力以確保密封。當管線內壓力較大時，管線內噴嘴處受壓面積A1＞A2，則上游噴嘴在介質壓力的作用下貼近立方體保證密封。當中腔壓力過高時，可以逆向推進墊圈向下游泄壓[13]。而下游噴嘴具備雙活塞效應，因為汽缸坐落管線處和管件中腔處的受壓面積為A1＞A2，A3＜A4，A1+A3＞A2+A4，并且下游噴嘴一直貼近立方體，保持著良好的密封狀態(tài)。上下游噴嘴密封方式如圖3和4。該結構的特點是密封功耗挺好，由于當球閥處于工作狀態(tài)時，既可以上下游同時保證密封，又能進行手動泄壓。

王付軍等人也提出選用上述的手動泄壓式噴嘴，但同時在軸套處設計了一種多重密封結構，以免在進行水壓實驗時，濾料內有水踏入影響密封療效。同時在濾料壓板的螺絲連結處設置有碟形彈簧，拿來補償氣溫發(fā)生變化時帶給的影響，保證密封良好。這些結構的特點是具備自泄壓功能，輔以上裝式，相比于分體式聯軸器有太多突出特點，比如當還要修理時，只需將閥蓋拆下才能取出立方體和噴嘴，便于快捷，填補了傳統(tǒng)閥門即便安裝上，若發(fā)生故障球閥類型，還要修理時，就該從管道上拆裝出來的不便。閥門與閥蓋之間的密封不是沿管線方向，所以不會遭到管路中介質力的作用。管件繼電器快速，保證了系統(tǒng)安全靠譜運行。因為具備雙活塞效應的噴嘴很難實現其雙活塞密封的功能，所以要解決這方面的技術問題。張清雙等人提出了一種波紋管密封上裝式固定球止回閥，其密封座處選用螺紋導向套結構。而波紋管的兩端分別與噴嘴和螺紋導向套進行弧焊。該螺紋導向套的輪緣設計成有兩到三個螺紋孔，在此處通過螺栓來調整噴嘴處的位移，那樣才能便于地將立方體從閥門上方放到閥門內，實際結構如圖5所示。這些密封結構有效地緩解了先前上裝式聯軸器結構的局限性、不靠譜性以及球閥的內漏等缺陷。雖然因為波紋管若使用雙層結構則硬度不夠，容易損壞；而假如選用單層結構，費用也會逐漸提高，因此經常沒有被大量使用。

3軌道式聯軸器密封補償結構

軌道式聯軸器是運用曲軸機構原理來控制球閥的開啟和關掉，但是啟閉過程無磨擦，因此大部份球閥配置小手輪即可，在任何載荷下都能保證挺好的密封，非常是在高溫狀態(tài)下，復雜結構的各部件就會形成一定的變型[20]?，F在，軌道式聯軸器廣泛應適于石油、天然氣、化工等行業(yè)。

王萬平等人提出了一種可適于超高溫載荷的軌道式聯軸器密封補償結構。它將軸套設計為兩段式，在軸套上下兩段之間布置了彈性件，通過彈性件來補償在工作過程中因為氣溫變化帶給的密封結構變型量。其工作原理為：在關掉球閥時，氣閥在軸套機械打壓下牢牢地擠壓在噴嘴上，此刻彈性件也蓄有一定的彈性能量；在這些狀態(tài)下，當氣溫變化導致密封壓力發(fā)生變化時，彈性件在能量的驅使下推進上端襯套進行聯通，補償溫差造成的變型，因而可以確保球閥仍然處于良好的密封狀態(tài)；當逆秒針搖動手輪時，輪緣向下運動，其上方角形平面使襯套偏離噴嘴，球閥開啟。

這些密封結構不只是去除了噴嘴的磨擦，解決了傳統(tǒng)閥門的噴嘴磨蝕問題，還填補了因溫差對密封壓力導致的影響，能進行實時補償，密封靠譜性得到了大大的提升，結構簡略，也可以設計成頂裝式，修理拆裝便于，因此得到了大量應用。

廣告冠名商