填料函部件的用途是用彈性方法防止工藝流體通過往復式閥桿或轉動式閥桿的表面產生的泄漏。對于和閥桿表面相接觸的填料壓縮量應該給以適當的調整和改變。理想的填料應該有彈性、易變形,而實際上又不摩擦。此外,填料應盡量具有化學惰性,并能隨高溫高壓。要使填料符合這些要求。就要從許多材料選擇以滿足特定的使用條件。
圖50是最常用的螺栓連接填料函部件的剖面圖。它包括有填料法蘭填料壓蓋、套環和許多大小一樣的填科環。填料法蘭和壓蓋以球形表面相接觸,如果因為疏忽而填料法蘭沒有對中時,閥桿仍然不會受到側向力。套環為潤滑油的注提供了間隙,潤滑油通過一個單獨的填料潤滑油注入器注入,潤滑油注和隔離閥組裝在一起。隔離閥有效地把填料函和潤滑油注入器隔離開,避免工藝壓力把潤滑油擠向大氣。這一點很安全,特別是在高壓裝置更為需要。閥桿潤滑劑(潤滑脂),可適用于不同的用途和高達550°F的溫度。牌號不同則粘度也不同,應該保證在給定的使用溫度下有最好的潤滑。此外,應根據腐蝕條件改變潤滑脂的成分。閥門制造廠應該提出他們的推薦意見。
圖50 帶潤滑油注入器和隔離閥的函部件(螺栓連接)
對于要求不太苛刻的使用場合,如水或蒸汽,某些低壓閥使用圖51表示的螺紋連接的填料固定環。在這種結構中,螺帽壓緊了填料函內部的填料環。腐蝕性強的流體就不允許用這種類型的結構。由于大氣的腐蝕,或者是由于泄漏的工藝流體的腐蝕,一定時間之后,就會使密封調整失靈,或者使填料完全損壞。
圖51 螺紋連接的填料函
一個設計得好的填料函在不拆開閥門的頂部時,至少可以更換一些對開拼合的填料環。圖52表示一個特殊型式的填料函結構。這是一種雙填料密封,即組合件有上、下兩組串聯的閥桿填料。這樣的密封結構的閥門廣泛應用于原子反應堆,用來控制有壓力的水。它也能用于高真空,但在這種情況下,V形環必須翻過來放。沿著第一組填料環泄漏的危險流體通過側面的接頭使它排入一個專用的廢料貯罐。另一種方法,在兩組填料之間充以有一定壓力的惰性氣體,使它的壓力稍高于閥內流體的壓力,這樣,惰性氣體可能漏入閥內,但流體卻不能沿閥桿泄漏出來。這種填料結構更為可靠,而且不象波紋管密封那樣昂貴。
圖52 雙填料結構
最后,介紹一種特殊的閥桿密封,一般稱為“凍結一密封”,它用于熔融的金屬裝置(見圖53)。這種閥結構的閥桿和上閥蓋(內徑)之間有良好的環形間隙通路,它在填料的前頭,而且足夠長,使它能吸收足夠的熱量以冷凍液態鈉。當然,固態鈉通過填料函是不會泄漏的。這種密封類型的缺點是靜摩擦力大,即閥門在每一次動作時,執行機構都要克服冷凍鈉的剪力。
圖53 凍結密封填料-用于熔融金屬
若把凍結密封用于旋轉閥的閥桿結構,其結果會更好一些,因為它減少了填料周圍所形成的氧化鈉。
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