当球阀处于关闭状态时,球体在电动执行器的驱动下旋转至关闭位置,球体与阀座紧密贴合。在这个过程中,密封力的产生有多种方式。一种是依靠介质自身的压力,当介质压力作用在球体上时,会将球体推向阀座,增加两者之间的密封压力。另一种是通过外部的机械结构,如弹簧加载的阀座等,在球阀关闭时,弹簧施加一个额外的压力,使球体和阀座之间的密封更加紧密。
对于软密封球阀,密封材料通常具有一定的弹性,当球体与阀座接触时,密封材料会发生一定程度的变形,填充球体和阀座之间的微小间隙,从而实现密封。而对于硬密封球阀,主要依靠高精度的加工工艺,使球体和阀座的密封面具有极高的平面度和光洁度,通过金属之间的紧密贴合来达到密封效果。在一些设计中,也会采用组合密封的方式,综合利用软密封和硬密封的优点,提高密封性能和可靠性。
聚四氟乙烯(PTFE):这是一种广泛应用于电动不锈钢球阀软密封的材料。PTFE 具有优异的化学稳定性,几乎耐所有的化学介质,除了熔融的碱金属和部分氟化物。它还具有很低的摩擦系数,能使球体在阀座上转动更加顺畅,减少磨损。PTFE 的耐温范围较广,从低温到 260°C 左右都能保持较好的性能。此外,它具有良好的弹性,能够在一定程度上补偿密封面的不平整,实现可靠的密封。
增强聚四氟乙烯(RPTFE):通过在 PTFE 中添加玻璃纤维、碳纤维等增强材料,可以提高其机械强度和耐磨性。RPTFE 适用于一些对密封材料强度要求较高的场合,如高压、高流速的介质环境。在球阀频繁开关或介质中有固体颗粒冲刷的情况下,RPTFE 能够更好地保持其密封性能。
橡胶类密封材料:如丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)等。NBR 具有良好的耐油性、耐磨性和耐水性,适用于石油、化工等领域中含有油类介质的环境。EPDM 则具有优异的耐老化性、耐臭氧性和耐化学腐蚀性,特别适合用于户外环境或与氧化性介质接触的场合。橡胶类密封材料价格相对较低,且弹性好,但耐温范围和化学稳定性一般比 PTFE 稍差。
金属密封材料:对于硬密封球阀,常用的金属密封材料有不锈钢、硬质合金等。不锈钢密封面可以通过研磨等加工工艺提高其光洁度和平面度,实现良好的密封。硬质合金(如碳化钨等)硬度高、耐磨性强,适用于高温、高压、高磨损的恶劣工况,但其加工难度较大,成本也较高。