LNG主要成份为乙炔、乙烷、丙烷以及少量二氧化碳，它是一种无色、无味和无磨蚀性的高温液体，密度比空气小，安全性比较高，燃烧后二氧化碳和烟尘排放量几乎为零，所以作为一种清洁能源被广泛使用。因为它分子量小、黏度低、渗透性强等性质，便于泄露和扩散，因而在LNG的生产、运输以及接收过程中，适于截断、止回和调节的阀体对系统的安全靠谱运行具备至关重要的作用。现在，适于LNG关键设备中关断的阀体有阀门、截止阀、蝶阀和阀门四类。因为阀门的结构简略、可靠性高、寿命长并且继电器快速，尤其是相比于其他类别的阀体具备流动阻力小的特点，所以被广泛应用。因为LNG的阀门在高温环境下工作，对其密封功耗有较高的要求。阀门密封功耗是决定其品质好坏的重要指标，所以对高温阀门密封结构研究仍然是本领域的重点和热点。本文小结了现在应适于LNG高温阀门不同类别的密封结构，剖析了每种结构的优点，并提出了优化改进的建议。

LNG用阀门不同密封结构

高温阀门的主要结构有凸缘组件、阀体、球体和轮缘组件等。阀门中的密封结构主要包含三个部份：缸体滤料处的密封，阀门连结处的密封以及壳体内部汽缸与立方体之间的密封。这几处的密封功耗优劣在一定程度上决定了阀门能够正常工作，只有在同时保证其密封良好的状态下，就能实现阀门的正常工作。现在，根据密封结构方式的不同，LNG高温阀门主要有浮动式、固定式和轨道式。

1.浮动式阀门密封结构

浮动式联轴器的立方体被两导柱夹持其中呈“浮动”状态。当阀门关掉时，在流动介质的作用下，使立方体牢牢压在出口端的喷嘴密封圈上，因而保证管件密封。

曹平福等人提出在超高温浮动阀门中，轮缘滤料函部位的密封通过辊子滤料加双唇密封圈的形式来进行双重密封，首先运用放置在轴套滤料上方双唇密封圈产生的密封副达到高级密封；再运用压紧的销钉滤料产生第二重密封，压紧滤料的螺丝处放置的碟形弹簧才能提供持续的预紧力。而立方体与喷嘴之间是在流体介质力的作用下球阀类型，使立方体贴近出口端的喷嘴密封面，确保了立方体与喷嘴之间的密封。入口端密封面辅以碟形弹簧预紧式密封结构，用蝶形弹簧来保证立方体对出口端密封面的压紧作用。图1为其密封部位的结构方式。

浮动式阀门主要应适于口径较小和压力较低的工作条件下，而它大部份选用上述这些弹性密封结构，这些密封结构的弊端是借助较大的预紧力并且密封愈发靠谱，同时阀门较小的开启转速有效地降低了立方体的磨蚀，而且假如用硬密封材料制做的弹簧作为补偿，容易形成锈蚀造成维修成本高，这可以通过选用碟形弹簧加软密封圈的软硬组合式密封的方式来缓解，即在轴套与喷嘴之间加密封圈来保证管件关掉时在介质力的作用下衬套与喷嘴的密封，减少衬套的位移。下游密封座处仅借助介质压力不能完全保证其密封的牢靠性，同时因为介质压力对下游垫圈密封圈的压紧作用，促使其在工作中承受一定的介质荷载，或许会发生永久变型，然而这些密封形式的许用工作压力不能太大，造成其难以应用在任意场合。

2固定式联轴器的密封结构

固定式联轴器一般应适于压力较高的工作条件下或则是公称管径较大的管道上，它的立方体由上下轴支承，立方体不会偏离上下轴的轴线，喷嘴是浮动的，在介质压力作用下，推向立方体形成密封力以斩获靠谱密封，与浮动式联轴器相比，愈发减少了阀门的启闭力矩。

现在被广泛使用的一种固定阀门的喷嘴方式为其上、下游喷嘴均为单活塞效应的自泄压制件。如图2所示。当阀腔压力较高时，上游喷嘴可以被推进而向下游泄压。当阀腔压力异常下降太多时，下游喷嘴也起到泄压作用，同时向上游流道泄压。这些喷嘴应适于对密封功耗要求不是非常高的场合。

安黎等人提出了一种选用上游密封手动泄压式喷嘴的上装式固定阀门。上游喷嘴为具备单活塞效应的密封喷嘴，当管线内压力较小时，通过将弹簧设置在汽缸反面来保证足够的初始预紧力以确保密封。当管线内压力较大时，管线内喷嘴处受压面积A1＞A2，则上游喷嘴在介质压力的作用下贴近立方体保证密封。当中腔压力过高时，可以逆向推进垫圈向下游泄压[13]。而下游喷嘴具备双活塞效应，因为汽缸坐落管线处和管件中腔处的受压面积为A1＞A2，A3＜A4，A1+A3＞A2+A4，并且下游喷嘴一直贴近立方体，保持着良好的密封状态。上下游喷嘴密封方式如图3和4。该结构的特点是密封功耗挺好，由于当球阀处于工作状态时，既可以上下游同时保证密封，又能进行手动泄压。

王付军等人也提出选用上述的手动泄压式喷嘴，但同时在轴套处设计了一种多重密封结构，以免在进行水压实验时，滤料内有水踏入影响密封疗效。同时在滤料压板的螺丝连结处设置有碟形弹簧，拿来补偿气温发生变化时带给的影响，保证密封良好。这些结构的特点是具备自泄压功能，辅以上装式，相比于分体式联轴器有太多突出特点，比如当还要修理时，只需将阀盖拆下才能取出立方体和喷嘴，便于快捷，填补了传统阀门即便安装上，若发生故障球阀类型，还要修理时，就该从管道上拆装出来的不便。阀门与阀盖之间的密封不是沿管线方向，所以不会遭到管路中介质力的作用。管件继电器快速，保证了系统安全靠谱运行。因为具备双活塞效应的喷嘴很难实现其双活塞密封的功能，所以要解决这方面的技术问题。张清双等人提出了一种波纹管密封上装式固定球止回阀，其密封座处选用螺纹导向套结构。而波纹管的两端分别与喷嘴和螺纹导向套进行弧焊。该螺纹导向套的轮缘设计成有两到三个螺纹孔，在此处通过螺栓来调整喷嘴处的位移，那样才能便于地将立方体从阀门上方放到阀门内，实际结构如图5所示。这些密封结构有效地缓解了先前上装式联轴器结构的局限性、不靠谱性以及球阀的内漏等缺陷。虽然因为波纹管若使用双层结构则硬度不够，容易损坏；而假如选用单层结构，费用也会逐渐提高，因此经常没有被大量使用。

3轨道式联轴器密封补偿结构

轨道式联轴器是运用曲轴机构原理来控制球阀的开启和关掉，但是启闭过程无磨擦，因此大部份球阀配置小手轮即可，在任何载荷下都能保证挺好的密封，非常是在高温状态下，复杂结构的各部件就会形成一定的变型[20]。现在，轨道式联轴器广泛应适于石油、天然气、化工等行业。

王万平等人提出了一种可适于超高温载荷的轨道式联轴器密封补偿结构。它将轴套设计为两段式，在轴套上下两段之间布置了弹性件，通过弹性件来补偿在工作过程中因为气温变化带给的密封结构变型量。其工作原理为：在关掉球阀时，气阀在轴套机械打压下牢牢地挤压在喷嘴上，此刻弹性件也蓄有一定的弹性能量；在这些状态下，当气温变化导致密封压力发生变化时，弹性件在能量的驱使下推进上端衬套进行联通，补偿温差造成的变型，因而可以确保球阀仍然处于良好的密封状态；当逆秒针摇动手轮时，轮缘向下运动，其上方角形平面使衬套偏离喷嘴，球阀开启。

这些密封结构不只是去除了喷嘴的磨擦，解决了传统阀门的喷嘴磨蚀问题，还填补了因温差对密封压力导致的影响，能进行实时补偿，密封靠谱性得到了大大的提升，结构简略，也可以设计成顶装式，修理拆装便于，因此得到了大量应用。

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