冲击式水轮机球阀漏油原因分析

李吉平（哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

冲击式水轮机球阀漏油原因分析

李吉平
（哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

现如今，无论是气体工质，还是具有中高压力大流量的液体，输送量日益增多，这就需要采用更加先进的机电设备对其进行调控，从而使其充分满足于现代经济的发展需求。因此，为了更好的推动经济的持续发展，我国相关技术人员加大了对高强度大流量的机电调控设备的研究力度，而球阀作为一种新型的机电调控设备，在经过不断的改进与完善之后，其使用性能越来越良好，有效提高了运行效率。对此，笔者具体对冲击式水轮机球阀漏油问题进行了研究讨论，并总结出以下相关结论，以供参考交流。

冲击式；水轮机；球阀漏油

随着科学技术的迅猛发展，球阀产品结构和生产工艺等方面也取得了进一步的改进与完善，逐渐成为现代社会发展中主要的阀类，其具有操作简单、质量氢、启动速度快等优点，能够很好的适应于高温、低温的介质中，而正是因为球阀具备这些明显的优势，同时也对推动我国经济的持续发展起到了至关重要的作用。因此，本文将重点对冲击式水轮机球阀漏油进行深入的探讨分析，并提出几点建议措施。

1 球阀的结构概述

球阀是当前人们日常生活及生产中较为常见的一种阀门，球阀在实际运行过程中，其启闭件主要采用了圆形通孔类球体，当阀杆开始转动时，球体也会随之旋转，从而达到分配、切的作用。并且，V形开口的球阀还可以对流量进行有效的调节，当前我国球阀构造的组成部件主要包括了滑动轴承、检修密封装置、以及阀体等几部分，一般大部分的球阀普遍采用了卧轴结构方式，所有活门将会全部开启，在上部分将会存在工作密封盖。

通常情况下，阀体组合面位置有着两种设计形式，一种是对称分班，其主要是指将分半面放置在阀轴的中心位置，此时阀轴与活门均可以采取整体结构设计，这样能够有效降低球阀整体重量。而另一种则是偏心分班，其组合面大多是接近于下游侧部分，阀体上的地脚螺钉会均匀布置在上游侧的阀体中，具有受力均匀的优点。但是，如果采用这种阀体结构时，需要特别主义的一点问题是，选用的活门与阀轴一定要是装配式，不然很难顺利装进阀体中。 此外，因为大部分的阀体结构都是由铸钢铸成的，我们可以在对活门和阀轴进行分别铸造之后，再将其焊接在一起。

目前常见的球阀密封装置有两种类型，一类工作密封，还装置主要安装在球阀出流测处，其主要零件为密封盖、密封圈等几部分构成，当球阀启动之前，旁通阀将会对下游处注入，并将密封在盖内的水分排出去，此时下游水压力将会迅速升高，并且逐渐压入密封盖内，使得密封口脱开，从而开启活动。而另一类则是检修密封，当活动关闭之后，其中部分密封孔也会随之关闭，其中产生的压力水将会沿着密封盖和护圈之间的缝隙处流入内腔中，同时随着下游水压的降低，密封盖将会越来越突出，一直到密封口压实后停止。

2 球阀漏油的分析与探讨

在现阶段的社会经济发展中，由于市场对于机械产品质量要求越来越高，促使机械产品生产逐渐趋于规划化和标准化。因此，加强对球阀结构的优化设计是十分有必要的，设计人员不仅需要充分考虑到外界条件因素，同时还要将理论与实践相互融合在一起，对传统球阀工程设计中存在的不足加以改进，尤其是对其漏油问题进行深入的研讨分析，同时采取更多有效的解决措施，促使球阀能够更好的应用于实际生产中。

2.1 球阀的工程设计与实践分析

相比于其他机械零部件设计来说，球阀工程设计有着明显的特殊性，就拿理论设计来说，其根本设计目的是为了满足于大众用户的实际需求。因此，设计人员在对其进行设计时，通常都不会过多的考虑到相关边界因素。所以，在实践生产过程中，难免会出现一些问题。并且，在球阀理论设计中，设计人员不仅要对球阀内外径、尺寸大小进行精确的计算之外，还需要重点考虑球阀通用性问题。

2.2 模型建立与边界层的优化

一旦高压液压油流流入球阀内时，在密封环内表面和密封环外表面缝隙处流出的高压液压油流将会留到O型密封圈中，经过O型密封圈开孔位置进入其他部分中，在受到高压液压油作用影响下，O型密封圈将会迅速膨胀，同时将密封环内、外表面的间隙彻底压紧，促使高压液压油无法漏出，具体如图1所示：

由于F1、F2都与液压油的设计压力有关，是系统的内压力，因此，不增加O型密封圈、密封盖和密封环的系统内压力，而且也防止球阀漏油。O型密封圈所受竖直力一向的作用力大于水平力一向的作用力；当球阀内液压油的压力消失时，这时O型密封圈内的液压油压力大于球阀内液压油的压力，O型密封圈内的高压液压油就回流到球阀内。当增加密封圈中液压油的压力时，密封圈起到了密封球阀的作用，而自身受力不变，同时也不改变球阀内系统的压力。

2.3 理论与实践的互化和回归统一

通过上文实践工程设计叙述，我们可以得知，引起冲击式水轮机球阀发生漏油问题的主要原因是因为在工程设计中密封面选用不当，以及花护圈结构不合理所导致的。因此，为了有效解决这一问题，设计人员在建立模型的过程中，应该事先绘制出球阀应力张力分析图，着重对密封面与护圈结构进行优化设计，采用合适的O型密封圈。这样不仅能够达到良好的密封效果，同样也能有效改善系统压力问题，真正实现了理论设计与实践应用的统一。

图1 密封圈受力图

结语

在研究和处理工程实践问题时，实践的检验固不可少，但建模理论分析尤为重要。在理论分析过程中，还必须借助作图和边界条件的处理来达到分析和解决问题的目的。

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[3]周新建.U型电磁换向球阀稳定条件的确定[J].西安科技学院学报，2001（03）.

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