調(diào)節(jié)閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型之調(diào)節(jié)閥填料

大部分的調(diào)節(jié)閥(控制閥)使用帶填料的填料函。填料通過法蘭和雙頭螺栓來定位和調(diào)整，（圖3-23）?？梢允褂枚喾N填料材料，取決于要求的工況條件以及應(yīng)用場(chǎng)合是否需要遵守環(huán)境法規(guī)。在下文，幾種常用的材料后面有簡(jiǎn)單的說明和關(guān)于工況條件的指導(dǎo)。典型的填料材料的排列示于圖3-21。

 
1、美國(guó)關(guān)于泄漏排放的法規(guī)要求
泄漏排放是由過程設(shè)備泄漏引起的非點(diǎn)源揮發(fā)性有機(jī)排放。在美國(guó)，設(shè)備泄漏估計(jì)超過每年4億磅。美國(guó)建立的嚴(yán)格的政府法規(guī)規(guī)定了泄漏檢測(cè)和修復(fù)程序（LDAR）。閥門和泵被劃分為泄漏排放的主要來源。對(duì)于閥門而言，這是由于填料密封或墊片失效引起的外泄漏。LDAR程序要求工業(yè)部門在某一時(shí)間間隔監(jiān)視所有的（控制和非控制）閥門。這個(gè)時(shí)間間隔取決于有多少百分比的閥門被發(fā)現(xiàn)有超過500 ppmv 的泄漏門檻值（有些城市使用100 ppmv的標(biāo)準(zhǔn)）。這種泄漏水平是如此之小以至于你無法看見或聽見。需要使用復(fù)雜的手提監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)是通過使用環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)（EPA）的協(xié)議來感測(cè)閥門填料區(qū)域的泄漏而進(jìn)行的。這對(duì)于工業(yè)部門是一個(gè)費(fèi)用高、且麻煩的過程。
該法規(guī)允許把監(jiān)視期延長(zhǎng)至一年，如果工廠設(shè)施能夠說明正在泄漏的閥門的百分比非常低（低于0.5% 的閥門總數(shù)量）。延長(zhǎng)檢測(cè)頻率的機(jī)會(huì)示于圖3-22。

填料系統(tǒng)可設(shè)計(jì)滿足很小的泄漏并能夠延長(zhǎng)填料密封壽命和性能以支持每年一次監(jiān)視的目標(biāo)。
ENVIRO-SEAL® 填料系統(tǒng)是這種填料密封的一個(gè)例子。增強(qiáng)的密封融入四種關(guān)鍵的設(shè)計(jì)原理。它們是用抗擠壓元件做成柔性的密封材料，閥桿或閥軸在閥蓋中心的正確配合，通過Belleville 彈簧產(chǎn)生恒定的填料應(yīng)力，以及把密封環(huán)的數(shù)量減至少以減少整合、摩擦和熱膨脹。
傳統(tǒng)的閥門選擇過程就是根據(jù)壓力和溫度要求、流量特性以及材料的適應(yīng)性為應(yīng)用場(chǎng)合而選擇一個(gè)閥門，閥門中使用何種閥桿填料首先取決于填料箱區(qū)域的工作溫度。低于93°C（200°F）選用PTEE，高溫應(yīng)用場(chǎng)合選用石墨。

（圖中所示：304S不銹鋼空氣過濾減壓閥）
今天選擇填料系統(tǒng)已經(jīng)需要考慮更多的因素。例如，在美國(guó)由凈化空氣行動(dòng)計(jì)劃所要求的泄漏排放要求，以及由各法律機(jī)構(gòu)要求的嚴(yán)格的密封性能，對(duì)改進(jìn)過程輸出的不斷需求表示閥的填料系統(tǒng)不應(yīng)該成為限制閥性能的障礙。另外，今天維護(hù)計(jì)劃時(shí)間的延長(zhǎng)要求填料系統(tǒng)在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)提供所需的密封。
考慮到工業(yè)中閥門的應(yīng)用和服務(wù)條件千差萬(wàn)別，這些變量（密封能力、運(yùn)行摩擦狀況、運(yùn)行期限）很難定量化并進(jìn)行比較。下列表格運(yùn)用工程的途徑對(duì)填料的應(yīng)用和性能作相對(duì)的評(píng)估。為了正確理解表格，首先對(duì)這些各詞有所了解。
 
a) 單層PTFE V 形環(huán)填料（圖3-23）

單層PTFE V 形布置是在填料和填料函蓋之間使用圈型彈簧。如果壓力不超過20.7bar（300 psi）、溫度在-18℃與93℃之間（0°F 至200°F），它能滿足100 ppmv的要求。它提供了良好的密封性能并具有低的運(yùn)行摩擦力。
 
b) ENVIRO-SEAL® PTFE填料（圖3-24）

ENVIRO-SEAL PTFE是一種先進(jìn)的填料系統(tǒng)，它使用結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)時(shí)員截彈簧設(shè)計(jì)，適用于壓力至51.7 bar 和溫度至232℃（750 psi 和450°F）的應(yīng)用。但它被認(rèn)為是典型的減少泄漏排放的填料系統(tǒng)，ENVIRO-SEAL PTFE填料同樣適用于涉及高溫、高壓的無環(huán)境污染的應(yīng)用，它具有使用壽命更長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
 
c) ENVIRO-SEAL 雙層填料（圖3-25）

這種特殊的填料系統(tǒng)具有PTFE和石墨組件的雙重能力，對(duì)于過程溫度高至232℃（450°F），具有低摩擦力使泄漏排放，滿足防火測(cè)試方案（API 標(biāo)準(zhǔn)589）。
 
d) KALREZ® 填料
這里所涉及的KALREZ 壓力/ 溫度限制只適用于費(fèi)希爾調(diào)節(jié)閥(控制閥)。帶PTFE的KALREZ適用于環(huán)境壓力至2 4 . 1 b a r 和溫度至204℃（350 psi 和400°F）以及一些壓力至103 bar（1500 psi）的無環(huán)境問題應(yīng)用。帶ZYMAXX 的KALREZ 是帶碳纖加強(qiáng)TFE，適用于溫度至260℃（500 °F）的應(yīng)用。
 
e) ENVIRO-SEAL® 石墨ULF（圖3-26）

這種填料系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要用于超過2 3 2 ℃（450°F）的應(yīng)用。**的ULF 填料系統(tǒng)在填料環(huán)的內(nèi)側(cè)包含了很細(xì)的PTFE層以及在填料環(huán)的西側(cè)都有PTFE墊圈。PTFE的這種專門布置使控制問題小，減少摩擦，提高了密封性能。延長(zhǎng)了填料組件的使用壽命。
 
f) HIGH-SEALTM 石墨ULF
在填料函蓋下方使用和ENVIRO-SEAL石墨ULF 相同的填料系統(tǒng)，HIGH-SEAL 系統(tǒng)使用重載負(fù)，大口徑的Belleville 彈簧。這些彈簧提供了額外的函蓋行程并可以使用負(fù)載刻度進(jìn)行校正，以提供填料負(fù)載和摩損程度的可視指示。
 
g) 適用旋轉(zhuǎn)閥的ENVIRO-SEAL® 石墨填料（圖3-27）

ENVIRO-SEAL 石墨填料設(shè)計(jì)用以溫度從-6℃至316℃（20°F 至600°F）的應(yīng)用，或者那些需要防火**的應(yīng)用。它也可以用于壓力至103 bar（1500 psi）并仍能滿足500 ppmv EPA 的泄漏標(biāo)準(zhǔn)。
 
h) 適用旋轉(zhuǎn)閥的石墨帶填料
石墨帶填料設(shè)計(jì)用于無環(huán)保要求的應(yīng)用，具有廣泛的使用溫度范圍從-198℃至538℃（-325°F 至1000°F）下面的表提供了各種直行程填料選項(xiàng)的比較，以及針對(duì)環(huán)保場(chǎng)合的密封性能、使用壽命和填料摩擦力的相對(duì)排序。編織的石墨絲和雙層PTFE 是不可接受的環(huán)保密封解決方案。
閥門的泄漏排放控制和遵守法規(guī)成本的降低可以通過這些新的閥桿密封技術(shù)而取得。盡ENVIRO-SEAL 填料密封系統(tǒng)是為泄漏排放場(chǎng)合而特別設(shè)計(jì)的，這些技術(shù)應(yīng)考慮用于密封性能和使用壽命已經(jīng)成為主要的考慮因素或維護(hù)成本已經(jīng)成為負(fù)擔(dān)的任何場(chǎng)合。

直行程閥門的環(huán)保填料的選擇

填料系統(tǒng)	500 PPM 場(chǎng)合的		密封性能指標(biāo)	使用壽命指標(biāo)	填料摩擦力
	大壓力和溫度限制（1 ）
	美國(guó)制	米制
單層 PTFE	300 psi	20.7 bar	較好	長(zhǎng)	很低
V 形環(huán)	0 至 200°F	-18 至 93℃
ENVIRO-SEAL	見圖 3-25	見圖 3-25	優(yōu)	很長(zhǎng)	低
PTFE	-50 至 450°F	-46 至 232℃
ENVIRO-SEAL	750 psi	51.7 bar	優(yōu)	很長(zhǎng)	低
雙層	-50 至 450°F	-46 至 232℃
ENVIRO-SEAL	1500 psi	103 bar	優(yōu)	很長(zhǎng)	高
石墨 ULF	20 至 600°F	-7 至 315℃