弹性座封闸阀的操作原理及结构特点

弹性座封闸阀也被称为软密封闸阀，是普通中、低压阀门的更新换代产品，被称为“绿色环保”产品。被广泛用于饮用水、给排水，废、污水处理， 建筑、消防、能源系统流体管道上作为截流装置使用。

1955年，在奥地利一个叫Voecklabruck的小镇诞生了世界上*台橡胶软密封的闸阀，对后来世界范围内的阀门制造产生了深远的影响。软密封是相对于硬密封而言的，传统的硬密封闸阀其闸板一般用金属制造，加工后为金属密封面。密封面加工得光滑平整，从而使密封面的间隙很小，再加上较大的压力使其间隙接近密合并达到不漏或泄漏很少，以满足使用要求，这种闸阀一直沿用至今。而软密封闸阀则改用橡胶以正斜面挤压方式密封，这种闸阀基本没有摩擦，即将闸板整体外包中硬橡胶，下面做成垂直于管轴线的圆弧，两侧斜45°〜60°，上面做成垂直于轴线的两个45°〜60°斜面，闸板上下的密封面通过外包的橡胶直接与铸造闸阀内面密封，见图2-51。由于橡胶的弹性模量低，弹性限度大，允许变形大，即便对基本平整但不够光滑的铸造面作为密封面，仍能达到密封要求。所以阀体不需要像硬密封闸阀一样做出凹槽，底部为与管内壁一致的圆弧面，两侧有斜面的密封面，避免了因凹槽内沉积及堵塞杂物产生的泄漏。

一种新型的闸阀推广难度较大，速度较慢，到 20世纪70年代中期才向海外推广，到1975年美国只有几个水厂应用，美国给水协会在1976年年会上才决定，制定软密封闸阀的标准。1980年通过AN¬SI/AWWA C509—80 “ Resilient Gate valves, 3

Through 12NPS。For water and sewage systems，，，口径范围为3〜12in，内容与欧洲标准基本相同。日本水道协会于1984通过JWWA B120—1984水道用软密封闸阀标准。日本在欧洲和美国的基础上又有所发展，把上部的密封面也改为在闸板两侧做成两条圆弧斜面，在垂直加压下起到密封作用，使闸板厚度大为缩小，因此其口径范围扩大到DN350，后又进一步扩大到DN500。同时又提高了防腐要求，进一步解决防锈问题。20世纪80年代初，由于软密封闸阀的优点突出，发展很快，已形成取代原有铜密封闸阀的趋势。当时在欧美及日本，这种闸阀已占领闸阀市场的80%以上。

国内软密封闸阀起步时间较晚。虽然在20世纪70年代中期，在国内的英国水工业展览时展出了软密封闸阀，但是没有得到重视。个别厂也生产过少量的软密封闸阀，但不被用户认可，没有销路，也就中止了生产。20世纪90年代国内有些厂家开始研制软密封闸阀，产品技术条件基本按照美国AWWAC509—80和日本JWWAB120—84标准，结合国内产品规格的连接尺寸制定了企业标准，并据此进行了型式试验和寿命试验，并通过了技术鉴定，投入批量生产。1995年中华人民共和国建设部将软密封闸阀列入“*科技成果重点推广计划”项目名单后， 在全国得到普遍推广。

弹性座封闸阀核心零部件主要有阀体、阀盖、阀杆以及闸板等，如图2-51所示。闸板采用球墨铸铁外全覆无毒橡胶（直接硫化丁腈橡胶或三元乙丙橡胶）制作而成。整个阀门的密封主要依靠橡胶闸板与铸件接触，通过橡胶因受力而产生微量弹性变形达到良好的密封效果，密封可靠，可达到零泄漏，且摩擦因数很小，磨损小，阀门在启闭时力矩小，操作轻便，使用寿命长，无污染、耐蚀且外形美观。

弹性座封闸阀具有以下优点。

（1）平底式阀座

传统的金属闸阀往往在通水清洗后即因外物诸如石头、木块、水泥、铁屑、杂物等淤积于阀底凹槽内，容易造成无法开关紧密，而形成漏水现象，如图 2-52所示。弹性座封闸阀采用内腔底部无凹槽，底部与水管相同的平底设计，不易造成杂物淤积，密封始终如一，如图2-53所7K。

（2） 闸板整体包胶

闸板采用高品质的橡胶进行整体内外包胶，*的橡胶硫化技术使得硫化后的闸板能够保证的几何尺寸，且橡胶与球墨铸铁附着牢固，不易脱落及弹性记忆佳。

（3） 全部零件符合环保要求

弹性座封闸阀的阀体、阀盖、支架、手轮、传动帽等零件均用球墨铸铁制成，经特殊处理后采用高压静电喷涂工艺在内、外表面喷涂环氧树脂粉末涂料， 内件采用不锈钢或铜合金，从而有效地防止了腐蚀的形成，且无污染、无毒、表面美观。

（4） 流阻小、水头损失少

弹性座封闸阀由于采用喷涂工艺，环氧树脂涂层表面非常光滑，极大地降低了介质所流经通道的表面粗糖度，因此流阻小、水头损失少；同时阀体底部设计为直通型也减少了流阻和水头损失。

（5） 特殊轴密封

由于阀杆采用三道0形圈密封，一道防尘圈密

封设计，可减少开关时的摩擦阻力，大幅度减少漏水现象。

（6）防护装置

避免了因井盖失窃、行人跌伤而引发的诉讼、索赔。可直接埋入地下的弹性阀座闸阀配有一套防护装置，装置顶部设有一个阀盒，打开阀盒上的盖板可用加长的套筒扳手启闭阀门，图2-54所示为埋地式暗杆弹性座封闸阀。

）阀杆密封结构

阀杆密封采用三道〇形圈结构，如图2-55 （a） 所示。第三道0形圈可降低压盖处的压力，同时可以实现管道在有介质压力的情况下更换上面两道密封圈（AWWAC509 4•4•6•3•3条提出，带压更换阀杆密封和填料是很危险的，因此不推荐这种做法）。与 采用填料函结构[图2-55 （b）]相比，0形圈密封结构可以有效降低阀门的启闭转矩。在供水行业一般不

（2）闸板结构

闸板密封主要有截止式和楔式两种（图2-57）。 截止式在DJV250以上规格采用较多，其特点是侧面橡胶不起密封作用，在关闭过程中闸板侧面橡胶不与阀体内壁挤压变形，仅在zui终关闭时橡胶发生变形而密封。在关闭过程中力矩小，对阀门的制造要求高， 特别是对阀体密封面的铸造工艺要求高，要求较高的尺寸精度和表面粗糙度。楔式在DN250以下规格采用较多，其特点是侧面橡胶起密封作用，在关闭过程中闸板侧面橡胶阀体内壁挤压变形，进而形成密封推荐采用填料函结构形式，特别是在直埋式闸阀中， 不允许使用，因为填料函结构需要用向外渗水润滑， 阀杆密封不能使用含石棉等的材料。0形圈密封结构对阀杆的加工精度和表面粗糙度精度要求比填料结构高，否则会出现切割0形圈情形。阀杆的梯形螺纹宜采用挤压成形，表面硬度高，摩擦因数小。对橡胶材质、工艺和性能的要求是必须符合标准规范，否则橡胶老化会影响阀门寿命，推荐采用NBR （丁腈橡 胶）或EPDM （三元乙丙橡胶）。阀杆限位设计成台阶式，须考虑便于第三道密封圈装配，也可设计成组合式。图2-56所示为符合标准的四种常用弹性座封闸阀阀杆密封结构。

推荐采用填料函结构形式，特别是在直埋式闸阀中， 不允许使用，因为填料函结构需要用向外渗水润滑， 阀杆密封不能使用含石棉等的材料。0形圈密封结构对阀杆的加工精度和表面粗糙度精度要求比填料结构高，否则会出现切割0形圈情形。阀杆的梯形螺纹宜采用挤压成形，表面硬度高，摩擦因数小。对橡胶材质、工艺和性能的要求是必须符合标准规范，否则橡胶老化会影响阀门寿命，推荐采用NBR （丁腈橡胶）或EPDM （三元乙丙橡胶）。阀杆限位设计成台阶式，须考虑便于第三道密封圈装配，也可设计成组合式。图2-56所示为符合标准的四种常用弹性座封闸阀阀杆密封结构。结构复杂，螺母与闸板无调整间隙，闸板制造工艺复杂，同时对各零件的加工和装配精度要求高，但结构可靠，不会出现橡胶层磨损情况，如图2-59所示。

闸板包覆橡胶的厚度一般不小于2mm，公称尺寸较大的，密封面厚度一般为6〜9mm左右。密封压缩率控制在15%〜25%左右。包覆后，不应有气泡、裂纹、疤痕、创伤及铸铁外露等缺陷。如图2-60所示。

国内大部分的闸板包覆橡胶普遍采用NBR （丁腈橡胶），但澳大利亚标准AS 2638. 2《水道用闸阀-第二部分弹性座封》中规定，闸板包覆橡胶材料为EPDM （三元乙丙橡胶）。建议橡胶硬度为65〜75IRHD，使用压力超过1.6MPa时，可适当增加橡胶硬度。EPDM具有很好的耐老化性能、优异的抗压变性能，而且能阻止有机物、臭氧和紫外线的破坏，欧洲国家供水管道橡胶圈已全部采用EPDM制成。

无论是明杆还是暗杆弹性座封闸阀（图2-61、图 2-62），闸板在密封过程都会受到介质静压力的作用， 并由于阀杆等零件装配间隙的存在，使闸板向介质流动方向游移，使出口密封面进一步被压缩。同时，进口楔面的压缩也因此被等量缩减，削弱甚至丧失密封条件，形成单侧楔面的强制性密封。 

来源：上海自动化仪表销售网（www.40017.net）

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