1 概述

 在管線球閥中，通常采用兩種型式的軟密封閥座結構，一種是自泄式閥座，另一種是雙活塞效應閥座。傳統的固定式球閥一般采用自泄式閥座。近年來，雙活塞效應閥座也越來越多地應用于管線固定球閥中。

 2 自泄式閥座

 自泄式閥座（圖1）又稱為上游密封自動泄壓式閥座。上游密封是指閥門使用時靠上游閥座起密封作用，當管道內為低壓力或無壓力時，通過閥座背面設置的彈簧提供初始密封預緊力從而保證在此狀態下的密封性能。當管道內為正常壓力時，通過介質壓力將上游閥座推向球面而形成密封。自動泄壓（圖2）是指閥門中腔壓力升高（按API6D規定，通常為高于公稱壓力的1.33倍） 時，中腔壓力反推閥座，壓縮預緊彈簧，使閥座脫離球面形成泄放通道，從而保證中腔壓力順利泄放至管道內，避免了中腔異常升壓帶來的安全隱患。自泄式閥座可用于任何狀態的介質，不會出現不穩定介質在閥腔內發生化學變化或相態變化而引起的異常升壓。因為正常工作時只有一側閥座起密封作用，故閥門的操作力矩相對較低。此結構技術成熟，制造簡單。由于自泄式閥座只有上游閥座起密封作用，因此當上游閥座損壞時，閥門密封性能就會受到影響，此時必須將閥門安裝方向調轉180°才能繼續使用。

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圖1 自泄式閥座

圖2 閥座泄壓

 3 雙活塞效應閥座

 雙活塞效應閥座（圖3）又稱為雙密封閥座，通常用于天然氣和城市燃氣等領域，其特點在于無論球閥前后的壓差大小，閥門每一端或者閥門中腔都能獨立承擔全壓差密封，而且能保證上下游同時密封，確保連續無泄漏。

圖3 關閉狀態的雙活塞效應閥座

 當球體前壓力（管道內壓力）為P1，球體后壓力（中腔壓力）為P2，則閥座組件受貼緊球面的正推力TZ和脫離球面的反推力TF為

 式中

    P₁———球體前壓力（ 管道壓力） ，MPa

    P₂———球體后壓力（ 中腔壓力） ，MPa

    T₃———彈簧力，N

    D_M———閥座密封面直徑，mm

 當D_M＞D₂，T₂作用面積＞T_F作用面積，則T₂＞T_F，再加上T₁及T₃，所以正向總推力大于反向推力，故閥門無論在何種狀態下，即使無管道壓力（下游） 該結構都能保證閥座緊貼球面達到密封。由于管道作用力D₁與D_M的面積差和中腔作用力的DM與D2的面積差使閥座產生的運動類似于活塞運動，故此種閥座結構稱為雙活塞效應閥座。

 雙活塞效應閥座在工作時上下游閥座同時起密封作用，可以保證在任何一端閥座損壞時，另一側閥座同樣能單獨起到密封作用。所以，若采用雙密封閥座，可大大延長閥門的使用壽命。通常情況下，上游端閥座的損壞幾率遠大于下游閥座。由于雙活塞效應閥座的上游閥座存在一定泄漏時，下游閥座可以將此部分泄漏的介質完全阻斷，因此，密封性能更加可靠。

 雙活塞效應閥座不具備自動泄壓功能，所以在不增加額外泄放裝置時，如果中腔壓力異常升高，其壓力得不到泄放，對閥門的安全性會造成一定的影響。因此雙活塞效應閥座通常只能使用于穩定的氣態介質（天然氣、空氣、氮氣、惰性氣體等）中，液態介質、冷凝介質及不穩定的氣態介質輸送時，必須在閥腔上設置壓力泄放裝置。由于雙活塞效應閥座在工作時是兩側閥座同時壓緊球體，因此操作力矩大于采用自泄式閥座的球閥。

 4 結語

 自泄式閥座與雙活塞效應閥座通過合理設計都能保證其密封性，且每一側均都承受管道全壓差。由于兩種閥座的工作原理及受力狀態不同，可以根據不同的需要選擇。對于輸送油品的管線，建議采用自泄式閥座結構。