調(diào)節(jié)閥和執(zhí)行機構類型之調(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）。可以使用多種填料材料，取決于要求的工況條件以及應用場合是否需要遵守環(huán)境法規(guī)。在下文，幾種常用的材料后面有簡單的說明和關于工況條件的指導。典型的填料材料的排列示于圖3-21。

 
1、美國關于泄漏排放的法規(guī)要求
泄漏排放是由過程設備泄漏引起的非點源揮發(fā)性有機排放。在美國，設備泄漏估計超過每年4億磅。美國建立的嚴格的政府法規(guī)規(guī)定了泄漏檢測和修復程序（LDAR）。閥門和泵被劃分為泄漏排放的主要來源。對于閥門而言，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)部門在某一時間間隔監(jiān)視所有的（控制和非控制）閥門。這個時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的標準）。這種泄漏水平是如此之小以至于你無法看見或聽見。需要使用復雜的手提監(jiān)視設備進行檢測。檢測是通過使用環(huán)境保護機構（EPA）的協(xié)議來感測閥門填料區(qū)域的泄漏而進行的。這對于工業(yè)部門是一個費用高、且麻煩的過程。
該法規(guī)允許把監(jiān)視期延長至一年，如果工廠設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）。延長檢測頻率的機會示于圖3-22。

填料系統(tǒng)可設計滿足很小的泄漏并能夠延長填料密封壽命和性能以支持每年一次監(jiān)視的目標。
ENVIRO-SEAL® 填料系統(tǒng)是這種填料密封的一個例子。增強的密封融入四種關鍵的設計原理。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性為應用場合而選擇一個閥門，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，高溫應用場合選用石墨。

（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，在美國由凈化空氣行動計劃所要求的泄漏排放要求，以及由各法律機構要求的嚴格的密封性能，對改進過程輸出的不斷需求表示閥的填料系統(tǒng)不應該成為限制閥性能的障礙。另外，今天維護計劃時間的延長要求填料系統(tǒng)在更長的時間內(nèi)提供所需的密封。
考慮到工業(yè)中閥門的應用和服務條件千差萬別，這些變量（密封能力、運行摩擦狀況、運行期限）很難定量化并進行比較。下列表格運用工程的途徑對填料的應用和性能作相對的評估。為了正確理解表格，首先對這些各詞有所了解。
 
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行摩擦力。
 
b) ENVIRO-SEAL® PTFE填料（圖3-24）

ENVIRO-SEAL PTFE是一種先進的填料系統(tǒng)，它使用結(jié)構緊湊，實時員截彈簧設計，適用于壓力至51.7 bar 和溫度至232℃（750 psi 和450°F）的應用。但它被認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)境污染的應用，它具有使用壽命更長的優(yōu)點。
 
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，滿足防火測試方案（API 標準589）。
 
d) KALREZ® 填料
這里所涉及的KALREZ 壓力/ 溫度限制只適用于費希爾調(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)境問題應用。帶ZYMAXX 的KALREZ 是帶碳纖加強TFE，適用于溫度至260℃（500 °F）的應用。
 
e) ENVIRO-SEAL® 石墨ULF（圖3-26）

這種填料系統(tǒng)設計主要用于超過2 3 2 ℃（450°F）的應用。**的ULF 填料系統(tǒng)在填料環(huán)的內(nèi)側(cè)包含了很細的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，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載刻度進行校正，以提供填料負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 石墨填料設計用以溫度從-6℃至316℃（20°F 至600°F）的應用，或者那些需要防火**的應用。它也可以用于壓力至103 bar（1500 psi）并仍能滿足500 ppmv EPA 的泄漏標準。
 
h) 適用旋轉(zhuǎn)閥的石墨帶填料
石墨帶填料設計用于無環(huán)保要求的應用，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的比較，以及針對環(huán)保場合的密封性能、使用壽命和填料摩擦力的相對排序。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而取得。盡ENVIRO-SEAL 填料密封系統(tǒng)是為泄漏排放場合而特別設計的，這些技術應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成本已經(jīng)成為負擔的任何場合。

直行程閥門的環(huán)保填料的選擇

填料系統(tǒng)	500 PPM 場合的		密封性能指標	使用壽命指標	填料摩擦力
	大壓力和溫度限制（1 ）
	美國制	米制
單層 PTFE	300 psi	20.7 bar	較好	長	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	低
PTFE	-50 至 450°F	-46 至 232℃
ENVIRO-SEAL	750 psi	51.7 bar	優(yōu)	很長	低
雙層	-50 至 450°F	-46 至 232℃
ENVIRO-SEAL	1500 psi	103 bar	優(yōu)	很長	高
石墨 ULF	20 至 600°F	-7 至 315℃