3 改进

根据现场的观察和结合系统工况分析，对球阀阀座密封面进行结构分析及设计。首先将密封面设计成为硬密封和软密封的双道密封。双道密封阀座的 硬密封面能清洁球面，将颗粒和杂质从球体密封面上清除。软密封面将球体密封面的微观不平度填平，杜绝干灰的渗透。软密封阀座选择充气式U形环的软密封结 构，环的两侧用两个侧环定位于浮动支架套筒的斜槽内。U形充气软密封阀座由氟橡胶材料制成。阀门在启闭过程中，U形充气软密封阀座密封面缩入U形槽内（图 5）。U形槽与介质流动方向尽可能的垂直，减小受介质的冲击，密封面露出的面积越小，介质对密封面的冲击、磨损也越小，其次，采用气动驱动装置，减少阀门 启闭时间，也能减小介质对阀座的冲击和磨损，防止阀座的内部泄漏，提高了阀门的使用寿命和可靠性。

图5 组合密封式阀座

4 设计

U形充气软密封阀座圈采用膨胀式结构并设计成不同形状的前部凸起部分，控制密封面密封比压和防止阀座密封面的磨损（图6）。

图6 3种软密封阀座

（1）A形阀座密封面 在腔体压力的作用下，A点与球体密封面接触，接触瞬间密封比压很大，随着压力的增加A点发生了弹性变形，密封面从A点开始转动并使密封面积增加。由弹性变形填充球面的微观不平度密封性能较好。密封面与介质的接触面积较小，密封面磨损也小。

（2）B形阀座密封面因为B点的顶点是圆面，接触瞬间B点产生弹性变形填充球面的微观不平度，密封效果较好。球阀在开启过程中与介质的接触面积较大，阀座密封面磨损较大。

（3）C形阀座密封面在腔体压力的作用下，C点与球体表面接触产生弹性变形。随着弹性变形的增加，密封面将产生以C点为圆心的转动。在开启时介质与阀座密封面的接触面积较小，密封面磨损较小，密封面的密封性能较好。

5 控制过程

控制系统采用二位二通电磁阀加三联体和气动增压装置，中间继电器，红、绿指示灯，连接方法见图（7）。

（1）关闭阀门 接通SQ，常开触点C、二位五通电磁阀TC闭合。在电磁力的作用下，电磁阀由A位换到B位，气缸活塞由左向右侧运动，球体 顺时针转动，阀门关闭。极限常闭触点K1、K2闭合，二位二通电磁阀在电磁力作用下，由N位换到P位，气控液体增压装置放气，U形充气阀座在弹簧力和橡胶 弹性回复力的作用下缩入到U形槽内，同时绿色指示灯熄灭。球体继续转过90°，极限开关K2常开触点被压闭合，红色指示灯亮启，阀门关闭。极限开关K1常 闭触点闭合、K2的常闭触点断开，二位二通电磁阀在弹簧力作用下换向，由P位换到N位，气控液体增压装置开启，U形充气阀座膨胀压向球体，阀门密封。

（2）开启阀门接通TQ，常开触点C、二位五通电磁阀TC断开。在弹性力的作用下，电磁阀由B位换到A位，气缸活塞由右向左侧运动，球体逆 时针方向转动，阀门开启。极限常闭触点K1、K2闭合，二位二通电磁阀在电磁力地作用下，由N位换到P位，气控液体增压装置放气，U形充气阀座在弹簧力和 橡胶回复力的作用下缩入U形槽内，同时红色指示灯熄灭。球体继续转动至90°，极限开关K1常开触点被压闭合，绿色开启指示灯亮启，阀门开启。二位二通电 磁阀在弹簧力的作用下换向，由P位到N位，气控液体增压装置开启，U形充气阀座膨胀压向球体，阀门密封。

图7 球阀控制系统

6 结语

球阀组合式密封阀座结构设计简单合理，密封可靠，运行一年多未发现阀门泄漏，保障了电厂除灰系统长期稳定和安全运行，满足了用户的需求。