圓錐形旋塞閥的種類與結構特點
圓錐形旋塞閥是在圓柱形旋塞閥的基礎上發展起來的旋塞閥。圓錐形旋塞閥密封副之間的泄漏間隙可通過力將閥塞更深入地壓入閥座來調整。當旋塞與閥體緊密接觸時，旋塞仍可旋轉，或在旋轉之前將旋塞提起旋轉90°，然后再壓入密封。
一、緊定式錐形旋塞閥
緊定式錐形旋塞閥(圖1)的結構最為簡單，僅由閥體和旋塞組成，旋塞下端伸出閥體外，并加工出螺紋，當擰緊緊固螺母時，將旋塞往下拉，使其壓緊在閥體密封面上。
圖1 緊定式錐形旋塞閥
1—閥體；2—緊固螺母；3—墊圈；4—旋塞
緊定式錐形旋塞閥不帶填料，旋塞與閥體密封面間靠本體金屬來密封。密封力靠擰緊旋塞下面的螺母來實現。為了使用較小的預緊力便能達到密封，旋塞和閥體密封面的表面粗糙度精度一定要盡量高，而且幾何形狀誤差也一定要小，錐度配合一定要準，才能使該類旋塞閥實現密封。
緊定式錐形旋塞閥易于維修和清理，維修或清理時，松開下面的螺母，退出墊圈，旋塞便可從閥體中取出進行維修或清理。
緊定式錐形旋塞閥只適用于低壓場合，目前已很少采用。
二、填料式錐形旋塞閥
填料式錐形旋塞閥(圖2)結構簡單，僅由閥體、旋塞、填料和壓蓋等部件組成，當擰緊壓蓋上的螺母將填料壓緊時，也同時壓緊了旋塞與閥體的密封面，達到密封的目的。旋塞下面的螺母起到旋塞與閥體密封面之間配合松緊的調節作用。
圖2 填料式錐形旋塞閥
1—調節螺釘；2—閥體；3—旋塞； 4—填料；5—壓蓋
填料式錐形旋塞閥是使用非潤滑的金屬密封件，由于這種閥門密封副間的摩擦較大，為保證旋塞在閥體內能夠轉動自如，其許用密封載荷受到一定限制。因此密封面的泄漏間隙相對較大，故這種閥只有使用在具有表面張力和黏性較高的液體時才能達到滿意的密封效果。
但是，如果在組裝前將旋塞涂上一層密封脂，那么這種閥也可用于潮濕氣體，例如潮濕的含油壓縮空氣。
填料式錐形旋塞閥密封性能較好，尤其是外漏的密封性更好，大量用于公稱壓力PN10工況。
三、油封式錐形旋塞閥
油封式錐形旋塞閥(圖3)，除旋塞的形狀外，與油封圓柱形旋塞閥很相似，這兩種閥具有相同的功能。但是油封錐形旋塞閥具有操作上的優點，即一旦由于長期處于靜止狀態或由于忽視潤滑而導致旋塞不能轉動時，通過注入密封劑就能把旋塞從閥座提起而使它重新轉動。
當以這種方式松開旋塞時，操作者經常錯誤地將壓蓋松開，而正確的方法是應進一步將壓蓋壓緊。這種閥門的缺點在于，人為壓緊旋塞可能會使旋塞過緊而導致其運動困難。
圖3 油封式錐形旋塞閥
1—閥體；2—旋塞；3—墊片；4—填料； 5—閥蓋；6—手柄；7—注脂閥
油封式錐形旋塞閥的結構和填料式旋塞閥基本相同。不同之處在于油封式旋塞閥設有注油裝置，并在旋塞的密封面間加工出橫向和縱向油槽。使用時，從注油孔向閥內注入密封油脂，使旋塞與閥體的密封面之間形成一層油膜，起潤滑和密封的作用。油封式旋塞閥的主要特點是密封性能可靠，而且啟閉省力。它的出現擴大了旋塞閥的使用范圍。
油封式錐形旋塞閥主要結構特點:
1、閥門的密封性是通過外部油脂的方式來實現的。
2、閥門沒有空腔，介質不易積聚。
3、閥門的使用溫度是根據所用油脂的類型來確定的。而油脂的選擇應根據管道內的介質選定。
4、雙向流動，使用安裝更方便。
5、閥門的流道形式主要有常規型、文丘里型、短型及三通等，可以滿足各種管道的需要。
四、壓力平衡式倒錐形旋塞閥
壓力平衡式旋塞閥是可以使用于任何工況的理想的切斷閥，包括大多數惡劣操作環境下也能使用。可用于動作要求快、無故障和高效密封要求的場合，設計非常緊湊，要求的安裝空間較小，可以在任意位置安裝。該類閥的基本操作相當簡便，當旋塞轉動90°時，閥門就從關到開的位置:反之亦然。
旋塞錐度為1∶6，完全緊密地與閥體裝配組合在一起，它采用金屬-金屬密封，也就是沒有采用易被流動的流體損壞的軟密封。
作為二級密封，該閥門提供了一個輔助密封系統，即當閥門動作時，允許加入特殊的密封脂到閥門里。除了密封作用，密封脂的另一個目的是防止閥內件腐蝕和磨損，同時也降低閥門的力矩。
閥門是根據“壓力平衡”原理設計的，旋塞帶有壓力平衡孔，以確保旋塞在軸向上始終處于壓力平衡狀態，從而防止旋塞被卡住。另外，旋塞和閥桿是兩個獨立的部件，借助于稱為通用連接片的平衡環將它們連成一體。閥桿不能隨意取出，只有在停車重新裝配時，方能從底部取出。
旋塞的安裝位置是通過調節螺栓在閥體內部進行調整，當底部緊固螺栓固定時，用調整螺桿調整鋼球來固定旋塞位置。通過兩個柔軟的墊片來實現旋塞位置的所有調整。
壓力平衡式旋塞閥的主要特點如下：
1、產品結構合理、密封可靠、性能優良、造型美觀；
2、倒裝壓力平衡的結構，啟閉轉矩��；
3、閥體和密封面間設有油槽，可隨時通過注脂閥向旋塞凹槽注入密封脂，增加密封性能；
4、零件材質及法蘭尺寸可根據實際工況或用戶要求合理選配，滿足各種工程需要。
壓力平衡式倒錐形旋塞閥(圖4)由閥體、閥桿、旋塞、底蓋、注脂閥、填料等部件組成。其閥塞按相反位置安裝并與閥桿分開。旋塞由底蓋中的螺釘對其位置進行調節，為了防止介質壓力將旋塞推入閥座，旋塞端部開有平衡孔，它可使介質壓力進入旋塞兩端的空腔內。
這樣的設計可使這種旋塞閥適用于很高的壓力，不會由于介質壓力將旋塞推向閥座而不能操作。目前，國內天然氣管線及場站控制系統使用的旋塞閥全部采用進口的倒裝平衡式油密封旋塞閥。
圖4 壓力平衡式倒錐形旋塞閥
1—螺柱；2—螺母；3—底蓋；4—墊片；5—旋塞； 6—閥體；7—單向閥；8—止推墊片；9—注脂閥； 10—O形圈；11—填料；12—閥桿；13—壓蓋； 14—手柄；15—調節螺栓
密封劑是從閥桿末端注入閥體的，在注入壓力的作用下，通過旋塞上的油路，使閥體、旋塞的密封面間形成一層油膜，實現閥門的密封并起到潤滑的作用。介質可通過旋塞底部的小孔進入下空腔，依靠介質壓力將旋塞向上推動而壓緊在閥體密封面上，介質壓力越大，則密封性能越可靠。
五、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥
金屬硬密封提升式錐形旋塞閥(圖5)是近年來發展比較快的新型旋塞閥，它采用了先提升后啟閉的閥門操作方式，大大減少了旋塞閥的啟閉力矩，而且不同于傳統旋塞閥采用矩形縮徑通道，該閥門通常采用圓形通道，使旋塞閥的流體阻力大大減少，金屬硬密封提升式旋塞閥兼有球閥與閘閥的優點，能用于高溫、高壓工況，大大擴展了旋塞閥的使用范圍。
1、結構特點
a、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥開啟時先提升旋塞，使旋塞與閥座密封面相脫離，然后將旋塞旋轉90°，使閥門開啟。由于閥門在啟閉過程中旋塞與閥座相脫離，故閥門啟閉非常輕松，而且密封面在開啟或關閉過程中不易擦傷，閥門使用壽命長。
b、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥無論處在開啟狀態或關閉狀態，密封面均受到保護，不受介質沖刷，密封緊密可靠。
c、普通旋塞閥采用非圓形流道，且流道面積縮減，有較大的流體阻力損失，而金屬硬密封提升式錐形旋塞閥采用與管道截面積相同的圓形通道，流體阻力最小。
圖5 金屬硬密封提升式錐形旋塞閥
1—閥體；2—旋塞；3—閥桿；4—閥蓋； 5—手柄；6—手動裝置
d、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥結構緊湊，體積小，與閘閥相比，閥門總體高度大大減小，與截止閥相比，流阻大大減小。
e、與普通旋塞閥相比，金屬硬密封提升式錐形旋塞閥適用的壓力及溫度范圍更大。
f、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥兩側閥座密封面均可密封，閥門的安裝與使用不受介質流向的限制。
g、金屬硬密封提升式錐形旋塞閥關閉時，可通過手輪和閥桿對閥座密封面加壓，通過加大密封比壓，可使旋塞閥具有更好的密封性能。
h、閥座密封面凸起，便于密封面清洗，密封面上不易積存結晶介質或固體顆粒。
2、工作原理
逆時針旋轉手輪以提升旋塞，使旋塞與閥座脫離，然后逆時針方向扳動扳手90°，使扳手與管道呈平行位置，此時扳手與支架接觸并限位，旋塞的通道和閥體的通道相接通，閥門開啟；順時針方向扳動扳手，使扳手與管道呈垂直位置，此時扳手與支架接觸并限位，旋塞的通道和閥門的通道呈垂直狀態，然后順時針方向旋轉手輪以降下旋塞，直至旋塞與閥體緊密接觸，閥門關閉。
六、卡套式錐形旋塞閥
卡套式錐形旋塞閥(圖6)是采用具有自潤滑作用的PTFE襯套鑲嵌在閥體內，而且是在壓力下將襯套壓入，這樣就能防止在襯套與閥體間產生泄漏�？ㄌ资藉F形旋塞閥在使用中無須注入可能導致污染的密封脂，雙向流動，采用較低的轉矩，獨特的360°金屬唇邊保護和固定卡套，使密封部位沒有金屬對金屬的直接接觸，故卡套式錐形旋塞閥密封性能良好，并可避免密封面咬死現象。
其適用范圍廣，摩擦因數小，使用壽命長，并且是非金屬-金屬密封，對旋塞加工要求可以降低，因而對于中小口徑的旋塞閥較普遍采用襯套結構形式。
圖6 卡套式錐形旋塞閥
1—閥體；2—閥座圈；3—旋塞；4—調整墊片； 5—調整壓蓋；6—閥蓋；7—閥蓋螺栓；8—螺母； 9—彈簧；10—小球；11—壓板；12—調整螺栓
套式旋塞閥主要結構特點如下。
1、閥體進出口端窗口設計為雙道溝槽密封環結構，旋塞在旋轉過程中，其密封副間的密封比壓在逐漸變化，直至到達全開或全關位置時，產生足夠的密封比壓，密封副達到零泄漏。
2、雙道溝槽密封環既可以使PTFE襯套穩固在閥體內不產生位移，又可以吸收由于溫差變化引起襯套產生的微量變形，同時襯套與旋塞之間產生有力的擦拭作用，又提高了密封面的使用壽命。
3、塞軸上部采用一個PTFE膜片和O形圈與調整墊片組合，既可以調整密封面間的密封比壓，使塞子轉動靈活，又可以保證進、出口端和中法蘭連接端的密封。
4、整個密封過程可近似認為與管道內壓力無關。
5、PTFE襯套內，根據使用溫度和工作介質采用不同材料的填充物，潤滑好、壽命長。
6、閥門的密封性是通過卡套四周的密封面來實現的。獨特的360°金屬唇邊保護固定卡套。
7、閥門沒有空腔，介質不易積聚。
8、金屬唇邊在旋塞旋轉時提供自潔的作用，適用于黏稠和易結垢的工況。
9、雙向流動，使用安裝更方便。
10、零件材質及端部連接尺寸可根據實際工況或用戶要求合理選配，滿足各種工程需要。
