柱塞阀的使用与维护方法

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　柱塞阀根据密封材料可分为金属密封和非金属密封柱塞阀。按照结构可分为阀瓣平衡式和阀瓣非平衡式两大类，而阀瓣非平衡式又分为直通式柱塞阀、三通柱塞阀、角式柱塞阀、直流式柱塞阀、Z形流道式柱塞阀，阀瓣平衡式分为直流式阀瓣平衡柱塞阀和角式阀瓣平衡柱塞阀。+

　　由于金属密封柱塞阀在市场上用量并不是很大，加之国内制造金属密封柱塞阀厂家很少，因此本章对金属密封柱塞阀只做概括性介绍。

一、金属密封柱塞阀

　　金属密封柱塞阀(图1)的密封副由精密磨削及抛光处理后的柱塞和在堆焊后的硬阀座面组成。柱塞经粗加工后分别进行渗碳、高频淬火及渗氮等热处理，硬度可高达58～64HRC。

图1 金属密封柱塞阀

二、非金属密封柱塞阀

　　非金属密封柱塞阀(图2)的密封副由上下两个软密封圈和柱塞组成，当柱塞塞入密封圈内孔时，通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压紧，从而保证了密封，当阀门开启抽出柱塞时，密封圈的材料在弹性的作用下恢复原始状态。柱塞经精密磨削及抛光处理后与阀杆相连接。密封圈采用新型无毒非金属材料，具有耐压、耐磨及自润滑的功能，密封性能好，使用寿命长。

图2 非金属密封柱塞阀

　　非金属密封柱塞阀性能特点如下。

　　1、密封性好

　　柱塞阀的密封副由一个不锈钢柱塞、上下两只富有弹性的密封圈及能保持上下密封圈固定距离的金属支撑环组成。柱塞像瓶塞一样，插在两只密封圈中。阀体与密封圈、柱塞与密封圈之间的密封力由连接阀体与阀盖的紧固件提供，使它们彼此保持紧密贴合，形成瓶塞效应。

　　柱塞阀中柱塞和密封圈的接触面是圆柱形表面，其密封面面积大。又因柱塞阀中使用的密封圈具有回弹性好、强度高、热膨胀系数小、自润滑性好等优点，使柱塞阀的密封性能大大提高。

　　另外，柱塞阀在工作过程中，柱塞在上密封圈之中，柱塞的上、下往复运动由上密封圈给予导向，保证了密封面受力均匀，工作稳定，不会因为操作者使用不当损伤密封面而造成泄漏。

　　2、耐磨损

　　关闭柱塞阀时，阀杆带动柱塞插入密封环，如同将瓶塞塞入瓶口一样。无论施加多大的力量旋动手轮，都不会影响柱塞与密封圈之间的密封力，它们之间仍然保持着装配时预紧的程度，亦即其工作表面不受外界因素影响，启闭柱塞阀时，柱塞在密封圈中只做缓慢移动，柱塞与密封圈的接触面几乎不磨损。

　　流体中的细微杂质不会伤害柱塞阀。当关闭阀门时，柱塞进入密封环中，会将附于密封环内表面的流体中的悬浮微粒刮去。

　　3、拆装、维修方便

　　柱塞阀的阀体与阀盖之间留有一定的调整间隙，一旦当密封圈磨损，与柱塞配合表面产生间隙而引起泄漏时，只需将阀门处于关闭状态，然后稍微拧紧阀盖上的螺母，使密封圈再次压缩变形，重新紧紧“抱住”柱塞外配合表面，即可继续使用。直至调整间隙为零时，再换密封圈，这可大大减少维修时间和工作量。

　　柱塞阀由于密封圈与阀体、柱塞的材质不同，热膨胀系数不一，故在冷热交替的部位会造成瞬时泄漏，但是总的看来，柱塞阀启闭灵活，密封效果好，同时维修拆装方便，在实际生产中还是很适用的。

　　4、启闭轻便，操作灵活

　　柱塞阀所选用的密封圈材料具有热膨胀系数小、自润滑性好、强度高、摩擦因数小、耐酸碱、不易老化等优点，加上密封部件接触表面粗糙度等级较高，所以柱塞阀的关闭力只要略大于介质压力即可，因而柱塞阀启闭轻便，操作灵活。

三、直通式柱塞阀

　　直通式柱塞阀(图3)分非金属密封、金属密封两类。直通式柱塞阀的特点类似于直通式截止阀。

图3 直通式柱塞阀

1—阀体；2—下密封环；3—导向套；4—柱塞； 5—上密封环；6—阀杆；7—阀盖；8—阀杆螺母； 9—手轮

四、 角式柱塞阀

　　角式柱塞阀(图4)与直通式柱塞阀的工作原理完全相同，只不过是安装在管线中的位置不同，因而石油、化工、化肥、制药等长输管线中有不少的拐角转弯处，而角式柱塞阀恰好装在这个部位，这样不但减少了接管弯头，而且安装方便，省工省时。

图4 角式柱塞阀

1—阀体；2—下密封环；3—导向套；4—柱塞； 5—上密封环；6—阀杆；7—阀盖； 8—阀杆螺母；9—手轮

五、 直流式柱塞阀

　　直流式柱塞阀(图5)的优点是介质在内部平稳转弯拐角少。直通式通道为流线型，流阻系数小。

图5 直流式柱塞阀

1—阀体；2—下密封环；3—导向套； 4—柱塞；5—上密封环；6—阀杆； 7—阀盖；8—阀杆螺母；9—手轮

六、压力平衡式直通柱塞阀

　　压力平衡式直通柱塞阀(图6)的柱塞为空心，上下腔有通孔，这样就可以使柱塞上、下腔压力平衡，以便减小阀门特别是大型阀门在高压介质时的操作力矩。和其他的柱塞阀相比，阀杆要有上密封和填料密封。

图6 压力平衡式柱塞阀

1—阀体；2—柱塞；3—导向套； 4—密封环；5—阀杆；6—阀盖； 7—填料；8—阀杆螺母；9—手轮

七、 暗杆柱塞阀

　　普通柱塞阀使用在石油、化工、化肥等管线系统中时，绝大部分时间是在室外使用，而往往又是常处于开启位置，这样相当长的一段带梯形螺纹的阀杆裸露在外边，容易被风沙侵蚀，进而损坏，而暗杆柱塞阀阀杆的梯形螺纹处于阀腔内，有效地保护了阀杆的传动梯形螺纹，并且还不增加阀门的高度，安装于操作空间有限的地方极为有利。

一、柱塞阀投入运行启用要点

　　新柱塞阀开始投入运行时，应将阀盖上的螺母逐个再紧固一次，这一操作应在阀门达到操作温度后1h内进行，紧固时阀门应处在关闭位置。

二、渗漏的处理

　　假如柱塞阀久用之后出现渗漏，此时应将阀门关闭(关到底)然后按照对角方式沿着顺时针方向轮换着稍微紧固阀盖上的紧固螺母，直到渗漏现象消除为止。注意:千万不可将螺母一次性拧到底。

三、更换密封圈的方法

　　当阀盖上的螺母已经拧到底仍不可能消除渗漏现象时，就需要更新密封圈了，具体操作步骤如下：

　　1、切断上游流体，使待修阀门不再有流体通过，开启阀门至全开位置；

　　2、拆下螺母，朝关闭方向旋转手轮，将阀盖带出；

　　3、待阀盖螺栓孔脱离双头螺柱时，将阀盖绕阀杆转一小角度，使阀盖法兰底面对着双头螺柱头；

　　4、反方向旋转手轮，让阀盖抵在双头螺柱上，继续反转手轮直到柱塞拔脱上密封环；

　　5、用钩子取出上密封圈、金属支撑环和下密封圈；

　　6、用新密封圈代替旧密封圈，按照下密封圈、金属支撑环、上密封圈的顺序装入阀体内；

　　7、擦净密封圈内表面和柱塞外表面后，将柱塞连同阀盖、阀杆一起就位，拧上螺母，将阀盖端面压在上密封圈上；

　　8、朝关闭方向旋进手轮，将柱塞压入密封圈中；

　　9、按照“柱塞阀投入运行启用要点”进行操作。

一、柱塞阀的结构

　　柱塞阀的结构简单，由阀体、阀盖、柱塞、阀杆、导向套、上下密封环、阀杆螺母和手轮等部件组成。

二、柱塞阀的工作原理

　　当旋转手轮时，阀杆便带动柱塞在上、下两个密封圈中往复运动，完成阀的开启和关闭。柱塞与密封圈、密封圈与阀体之间均采用适量的过盈配合，通过调节阀盖上固定螺栓的压紧力，使密封圈被压缩，其内圈紧紧“抱住”柱塞外配合表面，外圈紧贴阀体内配合表面，这样在密封圈上所产生的径向分力大于流体压力，从而保证了密封性。

　　由于非金属密封圈采用回弹性强、耐磨性高的无毒新型密封材料，所以密封可靠，经久耐用。金属密封柱塞阀在阀座锥面上堆焊了合金钢或硬质合金，故全面提高了阀门的使用性能范围。

三、柱塞阀的特点

　　与截止阀相比，柱塞阀具有以下优点：

　　1、柱塞阀密封副为金属与非金属相组合，密封比压较小，容易达到密封要求。

　　2、密封比压依靠密封件之间的过盈产生，并且可以用压盖螺栓调节密封比压的大小。

　　3、密封面处不易积留介质中的杂物，能确保密封性能。

　　4、密封件采用耐磨材料制成，使用寿命比截止阀长。

　　5、检修方便，除必要时更换密封圈外，不像截止阀那样需对阀瓣、阀座进行研磨。