當球閥處于關閉狀態(tài)時,球體在電動執(zhí)行器的驅動下旋轉至關閉位置,球體與閥座緊密貼合。在這個過程中,密封力的產生有多種方式。一種是依靠介質自身的壓力,當介質壓力作用在球體上時,會將球體推向閥座,增加兩者之間的密封壓力。另一種是通過外部的機械結構,如彈簧加載的閥座等,在球閥關閉時,彈簧施加一個額外的壓力,使球體和閥座之間的密封更加緊密。
對于軟密封球閥,密封材料通常具有一定的彈性,當球體與閥座接觸時,密封材料會發(fā)生一定程度的變形,填充球體和閥座之間的微小間隙,從而實現密封。而對于硬密封球閥,主要依靠高精度的加工工藝,使球體和閥座的密封面具有極高的平面度和光潔度,通過金屬之間的緊密貼合來達到密封效果。在一些設計中,也會采用組合密封的方式,綜合利用軟密封和硬密封的優(yōu)點,提高密封性能和可靠性。
聚四氟乙烯(PTFE):這是一種廣泛應用于電動不銹鋼球閥軟密封的材料。PTFE 具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性,幾乎耐所有的化學介質,除了熔融的堿金屬和部分氟化物。它還具有很低的摩擦系數,能使球體在閥座上轉動更加順暢,減少磨損。PTFE 的耐溫范圍較廣,從低溫到 260°C 左右都能保持較好的性能。此外,它具有良好的彈性,能夠在一定程度上補償密封面的不平整,實現可靠的密封。
增強聚四氟乙烯(RPTFE):通過在 PTFE 中添加玻璃纖維、碳纖維等增強材料,可以提高其機械強度和耐磨性。RPTFE 適用于一些對密封材料強度要求較高的場合,如高壓、高流速的介質環(huán)境。在球閥頻繁開關或介質中有固體顆粒沖刷的情況下,RPTFE 能夠更好地保持其密封性能。
橡膠類密封材料:如丁腈橡膠(NBR)、三元乙丙橡膠(EPDM)等。NBR 具有良好的耐油性、耐磨性和耐水性,適用于石油、化工等領域中含有油類介質的環(huán)境。EPDM 則具有優(yōu)異的耐老化性、耐臭氧性和耐化學腐蝕性,特別適合用于戶外環(huán)境或與氧化性介質接觸的場合。橡膠類密封材料價格相對較低,且彈性好,但耐溫范圍和化學穩(wěn)定性一般比 PTFE 稍差。
金屬密封材料:對于硬密封球閥,常用的金屬密封材料有不銹鋼、硬質合金等。不銹鋼密封面可以通過研磨等加工工藝提高其光潔度和平面度,實現良好的密封。硬質合金(如碳化鎢等)硬度高、耐磨性強,適用于高溫、高壓、高磨損的惡劣工況,但其加工難度較大,成本也較高。