旋塞閥
一、簡介
旋塞閥是關閉件或柱塞形的旋轉閥，通過旋轉90度使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相通或分開，實現開啟或關閉的一種閥門。旋塞閥的閥塞的形狀可成圓柱形或圓錐形。在圓柱形閥塞中，通道一般成矩形；而在錐形閥塞中，通道成梯形。這些形狀使旋塞閥的結構變得輕巧，但同時也產生了一定的損失。旋塞閥***適于作為切斷和接通介質以及分流適用，但是依據適用的性質和密封面的耐沖蝕性，有時也可用于節流。
旋塞閥是一種快速開關的直通閥，由于旋密封面之間運動帶有擦拭作用，而在全開時可完全防止與流動介質的接觸，故它通常也能用于帶懸浮顆粒的介質。旋塞閥的另一個重要特性是它易于適應多通道結構，以致一個閥可以獲得兩個、三個，甚至四個不同的流道。這樣可以簡化管道系統的設計、減少閥門用量以及設備中需要的一些連接配件。
旋塞閥廣泛地應用于油田開采、輸送和精練設備中，同時也廣泛用于石油化工、化工、煤氣、天然氣、液化石油氣、暖通行業以及一般工業中。
工作原理：用帶通孔的塞體作為啟閉件的閥門。塞體隨閥桿轉動，以實現啟閉動作。小型無填料的旋塞閥又稱為“考克”。旋塞閥的塞體多為圓錐體（也有圓柱體），與閥體的圓錐孔面配合組成密封副。旋塞閥是使用***早的一種閥門，結構簡單、開關迅速、流體阻力小。普通旋塞閥靠精加工的金屬塞體與閥體間的直接接觸來密封，所以密封性較差，啟閉力大，容易磨損，通常只能用于低壓（不高于1兆帕）和小口徑（小于100毫米）的場合。
二、分類
旋塞閥按用途分類包括：軟密封旋塞閥，油潤滑硬密封旋塞閥，提升式旋塞閥，三通和四通式旋塞閥。
軟密封
軟密封旋塞閥常用于腐蝕性、劇毒及高危害介質等苛刻環境，嚴格禁泄漏的場合，以及閥門材料不會對介質形成污染的場合。閥體可根據工作介質選用碳鋼、合金鋼及不銹鋼材料。
A. 可根據使用溫度和工作介質采用F4、F46、PVDF、PP、PO、PE等自潤滑材料襯套，潤滑好，在整個工作過程中密封副摩擦系數小，塞體運轉靈活，使用壽命長。
B. 閥體進出口端窗口設計及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。
C. 雙道溝槽密封環既可以使襯套穩固在閥體內不產生位移，又可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摩擦，具有自動清潔作用，提高了密封面的使用壽命。
D. 柱塞頂部獨特的反唇式密封設計，采用一個軟密封材料膜片和金屬膜片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。
E. 適合用于高沖刷性的氣固。液固相介質。如PVC、尿素、醋酐、燒堿生產裝置中，或對外泄漏要求高介質，如HF,光氣等。
F. 介質可雙向流動，安裝方向不受限制，實現在線維修，使用更方便
G. 獨特的設計可防止靜電，安全防火，使用安全。
油潤滑硬密封
油潤滑硬密封旋塞閥可分為常規油潤滑旋塞閥和壓力平衡式旋塞閥。特制的潤滑脂從塞體頂部注入閥體錐孔與塞體之間，形成油膜以減小閥門啟閉力矩，提高密封性和使用壽命。其工作壓力可達64MPa，***高工作溫度可達325度，***大口徑可達600mm。
1、常規油潤滑旋塞閥
A. 常規硬密封旋塞閥，旋塞錐體的安裝方式為正裝。為了減少閥體和旋塞密封面的摩擦力，閥門一般采用密封油脂潤滑閥座的密封結構。從高壓油咀注入的高壓密封油，在旋塞周圍形成高壓密封環，即閥體和旋塞錐體密封面之間有一層油膜，既能封閉又能潤滑，啟閉容易。
B. 為了進一步減少旋塞閥的啟閉力拒，通常采用減少旋塞直徑的方法，故旋塞閥通常采用矩形流道，此方法在減少旋塞閥啟閉力矩的同時，增大了旋塞閥的流體阻力
C. 旋塞錐體密封部位堆焊STL合金材料或者采用表面硬化技術，增強密封面的耐磨損和抗腐蝕能力，使用壽命長
D. 旋塞錐體的表面精磨至鏡面，和閥體的密封面研磨，具有更低的啟閉力矩。
2、壓力平衡式旋塞閥
為了減少常規硬密封旋塞閥的力矩，常采用壓力平衡式旋塞閥。壓力平衡式旋塞閥除具有常規油潤滑旋塞閥的特點外，還有下列特點：
A. 壓力平衡式旋塞閥的旋塞錐體的安裝方式為倒裝。旋塞錐體的上部有一止回閥。
在閥門關閉時，由于旋塞錐體上下截面積差，注入的高壓密封油使塞體受到向上的提升力，使塞體和閥門的密封面能更好的密封。
B. 在閥門開啟瞬間，閥體下腔的壓力與管道的介質壓力平衡，上腔的高壓密封油使塞體受到向下的推力，而使旋塞錐體與閥體密封面間出現微小間隙，旋轉塞體時的力矩將有效減少。也可保護密封副。
C. 在高溫工況下，旋塞的熱膨脹可通過其升降來吸收，避免密封副楔死。
油潤滑硬密封旋塞閥，雖然采用油潤滑能適當減少啟閉力矩，但卻可能對介質形成污染。因此針對實際工況選擇密封潤滑油。
提升式
提升式旋塞閥有多種結構形式，提升式旋塞閥按密封面的材料分為軟密封和硬密封兩種。其基本原理時為開啟時使旋塞上升，旋塞再轉動90度到閥門全開過程能減少與閥體密封面的摩擦力；關閉閥門時使旋塞轉動90度至關閉位置后再下降與閥體密封面接觸達到密封。
1、雙密封提升式旋塞閥
雙密封提升式旋塞閥為軟密封結構。旋塞體為三塊板組合而成圓柱形塞體，兩側的板上鑲嵌橡膠密封面，中間為圓柱形楔塞。
開啟閥門時傳動機構使旋塞上升，帶動兩側板收攏，使組合塞體和閥門密封面脫離后，再帶動塞體旋轉90度到閥門全開位置。
關閉閥門時傳動機構使組合塞體轉動90度至關閉位置后，再推動塞體下降，兩側板與閥體底部接觸后不再下移，中間楔塞繼續下降，通過斜面的推動兩側板相進出口端移動，使側板的軟密封面與閥體密封面接觸后受到壓縮而達到密封。
雙密封提升式旋塞閥具有雙阻塞和排放功能，閥門上設有壓力平衡裝置，以防系統異常升壓，并能減少閥門啟閉瞬間的阻力。由于密封圈被壓縮后金屬面相互接觸，閥門具有防火功能。閥門的維護十分方便，可在不把閥體從管線拆卸的情況下，通過拆卸閥體底部的端蓋就能把兩側板從閥體中取出更換。因此也被廣泛應用于石油、天然氣、冶金礦山、煤氣工程、輕工紡織、船舶碼頭、食品以及環保水處理等各行業作調節、啟閉管線流體之用。
2、硬密封提升式旋塞閥
金屬硬密封提升式旋塞閥兩側閥座密封面均可密封，閥門的使用不受介質流向的限制。金屬硬密封體提升式旋塞閥關閉時，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。閥座密封面凸起，便于密封面清洗，密封面不易積存結晶介質，或固體顆粒。固常用于化工裝置的高溫場合。硬密封提升式旋塞閥的結構有多種，常見有兩種。
A. 手輪手柄式提升式旋塞閥，工作原理為：上升，使旋塞和閥門全打開。關閉時先轉動手柄使旋塞轉動90度至關閉位置，再轉動傳動裝置手輪使旋塞下降達到密封。
閥門再啟閉過程中旋塞與閥座相脫離，故閥門的啟閉非常輕松，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。但采用手柄驅動力矩小，因此使用閥門的公稱尺寸通常不大。手輪手柄提升式旋塞閥結構緊湊，體積小，流體阻力小。
B. 機械十字架傳動提升式旋塞閥，工作原理為：開啟閥門時傳動裝置轉動閥桿的螺紋使旋塞體上升。旋塞和閥體密封面脫離后再驅動旋塞轉動90度到閥門全打開。關閉時傳動裝置使旋塞先轉動90度至關閉位置后，旋塞不再轉動，驅動力轉動螺紋后使旋塞下降，與閥體密封面接觸達到密封。
機械十字架傳動機構可連接汽缸、電動裝置、液壓系統等進行遠程控制。
機械十字架傳動提升式旋塞閥，解決了驅動裝置輸入力矩不足的限制，使閥門向大口徑和高壓力方向發展。
機械十字架傳動提升式旋塞閥的旋塞通道與管道的直徑一致，流體阻力小，方便清管。在石油、天然氣長輸管線上的發展越來越大。
三通和四通式
三通和四通式旋塞閥適用于滬工裝置中，改變介質流動方向或進行介質分配的場合。按照使用工況的要求，可選擇軟密封襯套或軟密封，硬密封提升式旋塞閥。
三、優點
1、旋塞閥用于經常操作，啟閉迅速、輕便。
2、旋塞閥流體阻力小。
3、旋塞閥結構簡單，相對體積小，重量輕，便于維修。
4、密封性能好
5、不受安裝方向的限制，介質的流向可任意。
6、無振動，噪聲小。
四、安裝維護
在安裝旋塞閥時，為了防止損壞旋塞閥，并保證充分發揮旋塞閥的工作性能，應注意如下四點內容：
1.要確保閥門處于開啟狀態。先對管道加熱。盡可能多的將熱從管道傳遞到旋塞閥。避免延長旋塞閥本身的加熱時間。
2.使用紗布或鋼絲刷清除管道和切割部位，使其金屬表面發光發亮。建議不要使用鋼絲絨。
3.先沿著垂直方向切割管道，并修整、去除毛刺，測量管徑。
4.在管道的外面和焊接罩的內部涂上焊劑，焊劑須***完全覆蓋焊接表面。請有節制地使用焊劑。
五、結構特點
（1）旋塞閥流體直流通過，阻力小，啟閉方便、迅速。
（2）旋塞閥在管道中主要用于切斷、升配和改變介質流動方向。它易于適應多通道結構，以至一個閥可以獲得兩個、三個、甚至四個不同的流道，這樣可以簡化管道系統的設計，減少閥門門用量以及設備中需要的一些連接配件。
（3）旋塞閥是歷史上***早被人們采用的閥件。由于結構簡單，開閉迅速(塞子旋轉1/4Q圈就能完成開閉動作)，操作方便，流體阻力小，至今仍被廣泛使用。主要用于低壓，小口徑和介質溫度不高的情況下。
（4）根據旋塞閥的結構特點和設計上所能達到的功能，可以按下列原則選用。
①用于分配介質和改變介質流動方向，其工作溫度不高于300℃，公稱壓力PN≤1.6MPa、公稱通徑不大于300mm，建議選用多通路旋塞閥。
②牛奶、果汁、啤酒等食品企業業及制藥廠等的設備和管道上，建議選用奧氏體不銹鋼制的，緊定式圓錐形旋塞閥。
③油田開采、天然氣田開采、管道輸送的支管、精煉和清潔設備中，公稱壓力級不大于Class300、公稱通徑不大于300mm，建議選用油封式圓錐形旋塞閥。
④油田開采、天然氣開采、管道輸送的支管、精煉和清潔設備中，公稱壓力級不大于Class7500、公稱通徑不大于900mm、工作溫度不高于340℃，建議選用油封式圓錐形旋塞閥。
⑤在大型化學工業中，含有腐蝕性介質的管道和設備中，要求開啟或關閉速度較快的場合，對于以硝酸為基的介質可選用聚四氟乙烯套筒密封圓錐形旋塞閥；對于以醋酸為基的介質，可選用Crl8Nil 2M02Ti不銹鋼鑲聚四氟乙烯套筒密封圓錐形旋塞閥。
⑥在煤氣、天然氣、暖通系統的管道中和設備上，公稱通徑不大于200nm，宜選用填料式圓錐形旋塞閥。
