1、閥桿密封結(jié)構(gòu)

　　閥桿密封采用三道O形圈結(jié)構(gòu)，如圖1(a)所示。第三道O形圈可降低壓蓋處的壓力，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)管道在有介質(zhì)壓力的情況下更換上面兩道密封圈(AWWA C5094.4.6.3.3條提出，帶壓更換閥桿密封和填料是很危險(xiǎn)的，因此不推薦這種做法)。與采用填料函結(jié)構(gòu)[圖1(b)]相比，O形圈密封結(jié)構(gòu)可以有效降低閥門的啟閉轉(zhuǎn)矩。在供水行業(yè)一般不推薦采用填料函結(jié)構(gòu)形式，特別是在直埋式閘閥中，不允許使用，因?yàn)樘盍虾�結(jié)構(gòu)需要用向外滲水潤(rùn)滑，閥桿密封不能使用含石棉等的材料。O形圈密封結(jié)構(gòu)對(duì)閥桿的加工精度和表面粗糙度精度要求比填料結(jié)構(gòu)高，否則會(huì)出現(xiàn)切割O形圈情形。閥桿的梯形螺紋宜采用擠壓成形，表面硬度高，摩擦因數(shù)小。對(duì)橡膠材質(zhì)、工藝和性能的要求是必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，否則橡膠老化會(huì)影響閥門壽命，推薦采用NBR(丁腈橡膠)或EPDM(三元乙丙橡膠)。閥桿限位設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，須考慮便于第三道密封圈裝配，也可設(shè)計(jì)成組合式。圖2所示為符合標(biāo)準(zhǔn)的四種常用彈性座封閘閥閥桿密封結(jié)構(gòu)。

圖1 閥桿密封形式

圖2 四種常用彈性座封閘閥閥桿密封結(jié)構(gòu)

2、閘板結(jié)構(gòu)

　　閘板密封主要有截止式和楔式兩種(圖3)。截止式在DN250以上規(guī)格采用較多，其特點(diǎn)是側(cè)面橡膠不起密封作用，在關(guān)閉過(guò)程中閘板側(cè)面橡膠不與閥體內(nèi)壁擠壓變形，僅在最終關(guān)閉時(shí)橡膠發(fā)生變形而密封。在關(guān)閉過(guò)程中力矩小，對(duì)閥門的制造要求高，特別是對(duì)閥體密封面的鑄造工藝要求高，要求較高的尺寸精度和表面粗糙度。楔式在DN250以下規(guī)格采用較多，其特點(diǎn)是側(cè)面橡膠起密封作用，在關(guān)閉過(guò)程中閘板側(cè)面橡膠閥體內(nèi)壁擠壓變形，進(jìn)而形成密封面，啟閉過(guò)程中力矩要比同規(guī)格截止式的閥門大，對(duì)閥體的鑄造要求相對(duì)降低。兩種結(jié)構(gòu)在使用中并無(wú)明顯區(qū)別。

圖3 閘板結(jié)構(gòu)形式

3、常用閥桿螺母連接形式

　　彈性座封閘閥的閘板與閥桿螺母連接有T形螺母式和整體嵌入式兩種結(jié)構(gòu)(圖4)。T形螺母式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，螺母與閘板有調(diào)整間隙，可簡(jiǎn)化閘板制造工藝，降低要求，但長(zhǎng)期使用會(huì)出現(xiàn)T形螺母磨壞閘板橡膠層情況，露出鐵芯而導(dǎo)致生銹。整體嵌入式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，螺母與閘板無(wú)調(diào)整間隙，閘板制造工藝復(fù)雜，同時(shí)對(duì)各零件的加工和裝配精度要求高，但結(jié)構(gòu)可靠，不會(huì)出現(xiàn)橡膠層磨損情況，如圖5所示。

圖4 閘板與閥桿連接形式

圖5 閥桿螺母整體嵌入式

　　國(guó)內(nèi)大部分的閘板包覆橡膠普遍采用NBR(丁腈橡膠)，但澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS 2638.2《水道用閘閥-第二部分 彈性座封》中規(guī)定，閘板包覆橡膠材料為EPDM(三元乙丙橡膠)。建議橡膠硬度為65～75IRHD，使用壓力超過(guò)1.6MPa時(shí)，可適當(dāng)增加橡膠硬度。EPDM具有很好的耐老化性能、優(yōu)異的抗壓變性能，而且能阻止有機(jī)物、臭氧和紫外線的破壞，歐洲國(guó)家供水管道橡膠圈已全部采用EPDM制成。

　　閘板包覆橡膠的厚度一般不小于2mm，公稱尺寸較大的，密封面厚度一般為6～9mm左右。密封壓縮率控制在15%～25%左右。包覆后，不應(yīng)有氣泡、裂紋、疤痕、創(chuàng)傷及鑄鐵外露等缺陷。如圖6所示。

圖6 閘板包覆橡膠質(zhì)量

　　無(wú)論是明桿還是暗桿彈性座封閘閥(圖7、圖8)，閘板在密封過(guò)程都會(huì)受到介質(zhì)靜壓力的作用，并由于閥桿等零件裝配間隙的存在，使閘板向介質(zhì)流動(dòng)方向游移，使出口密封面進(jìn)一步被壓縮。同時(shí)，進(jìn)口楔面的壓縮也因此被等量縮減，削弱甚至喪失密封條件，形成單側(cè)楔面的強(qiáng)制性密封。

圖7 明桿彈性座封閘閥

1—閥體;2—閘板;3—閥桿;4—內(nèi)六角螺釘;5—密封墊; 6—閥蓋;7—O形圈;8—密封套;9—螺釘; 10—支架;11—閥桿螺母;12—墊片;13—手輪

圖8 帶傳動(dòng)帽的暗桿彈性座封閘閥