圆锥形旋塞阀的种类与结构特点
圆锥形旋塞阀是在圆柱形旋塞阀的基础上发展起来的旋塞阀。圆锥形旋塞阀密封副之间的泄漏间隙可通过力将阀塞更深入地压入阀座来调整。当旋塞与阀体紧密接触时，旋塞仍可旋转，或在旋转之前将旋塞提起旋转90°，然后再压入密封。
一、紧定式锥形旋塞阀
紧定式锥形旋塞阀(图1)的结构最为简单，仅由阀体和旋塞组成，旋塞下端伸出阀体外，并加工出螺纹，当拧紧紧固螺母时，将旋塞往下拉，使其压紧在阀体密封面上。
图1 紧定式锥形旋塞阀
1—阀体；2—紧固螺母；3—垫圈；4—旋塞
紧定式锥形旋塞阀不带填料，旋塞与阀体密封面间靠本体金属来密封。密封力靠拧紧旋塞下面的螺母来实现。为了使用较小的预紧力便能达到密封，旋塞和阀体密封面的表面粗糙度精度一定要尽量高，而且几何形状误差也一定要小，锥度配合一定要准，才能使该类旋塞阀实现密封。
紧定式锥形旋塞阀易于维修和清理，维修或清理时，松开下面的螺母，退出垫圈，旋塞便可从阀体中取出进行维修或清理。
紧定式锥形旋塞阀只适用于低压场合，目前已很少采用。
二、填料式锥形旋塞阀
填料式锥形旋塞阀(图2)结构简单，仅由阀体、旋塞、填料和压盖等部件组成，当拧紧压盖上的螺母将填料压紧时，也同时压紧了旋塞与阀体的密封面，达到密封的目的。旋塞下面的螺母起到旋塞与阀体密封面之间配合松紧的调节作用。
图2 填料式锥形旋塞阀
1—调节螺钉；2—阀体；3—旋塞； 4—填料；5—压盖
填料式锥形旋塞阀是使用非润滑的金属密封件，由于这种阀门密封副间的摩擦较大，为保证旋塞在阀体内能够转动自如，其许用密封载荷受到一定限制。因此密封面的泄漏间隙相对较大，故这种阀只有使用在具有表面张力和黏性较高的液体时才能达到满意的密封效果。
但是，如果在组装前将旋塞涂上一层密封脂，那么这种阀也可用于潮湿气体，例如潮湿的含油压缩空气。
填料式锥形旋塞阀密封性能较好，尤其是外漏的密封性更好，大量用于公称压力PN10工况。
三、油封式锥形旋塞阀
油封式锥形旋塞阀(图3)，除旋塞的形状外，与油封圆柱形旋塞阀很相似，这两种阀具有相同的功能。但是油封锥形旋塞阀具有操作上的优点，即一旦由于长期处于静止状态或由于忽视润滑而导致旋塞不能转动时，通过注入密封剂就能把旋塞从阀座提起而使它重新转动。
当以这种方式松开旋塞时，操作者经常错误地将压盖松开，而正确的方法是应进一步将压盖压紧。这种阀门的缺点在于，人为压紧旋塞可能会使旋塞过紧而导致其运动困难。
图3 油封式锥形旋塞阀
1—阀体；2—旋塞；3—垫片；4—填料； 5—阀盖；6—手柄；7—注脂阀
油封式锥形旋塞阀的结构和填料式旋塞阀基本相同。不同之处在于油封式旋塞阀设有注油装置，并在旋塞的密封面间加工出横向和纵向油槽。使用时，从注油孔向阀内注入密封油脂，使旋塞与阀体的密封面之间形成一层油膜，起润滑和密封的作用。油封式旋塞阀的主要特点是密封性能可靠，而且启闭省力。它的出现扩大了旋塞阀的使用范围。
油封式锥形旋塞阀主要结构特点:
1、阀门的密封性是通过外部油脂的方式来实现的。
2、阀门没有空腔，介质不易积聚。
3、阀门的使用温度是根据所用油脂的类型来确定的。而油脂的选择应根据管道内的介质选定。
4、双向流动，使用安装更方便。
5、阀门的流道形式主要有常规型、文丘里型、短型及三通等，可以满足各种管道的需要。
四、压力平衡式倒锥形旋塞阀
压力平衡式旋塞阀是可以使用于任何工况的理想的切断阀，包括大多数恶劣操作环境下也能使用。可用于动作要求快、无故障和高效密封要求的场合，设计非常紧凑，要求的安装空间较小，可以在任意位置安装。该类阀的基本操作相当简便，当旋塞转动90°时，阀门就从关到开的位置:反之亦然。
旋塞锥度为1∶6，完全紧密地与阀体装配组合在一起，它采用金属-金属密封，也就是没有采用易被流动的流体损坏的软密封。
作为二级密封，该阀门提供了一个辅助密封系统，即当阀门动作时，允许加入特殊的密封脂到阀门里。除了密封作用，密封脂的另一个目的是防止阀内件腐蚀和磨损，同时也降低阀门的力矩。
阀门是根据“压力平衡”原理设计的，旋塞带有压力平衡孔，以确保旋塞在轴向上始终处于压力平衡状态，从而防止旋塞被卡住。另外，旋塞和阀杆是两个独立的部件，借助于称为通用连接片的平衡环将它们连成一体。阀杆不能随意取出，只有在停车重新装配时，方能从底部取出。
旋塞的安装位置是通过调节螺栓在阀体内部进行调整，当底部紧固螺栓固定时，用调整螺杆调整钢球来固定旋塞位置。通过两个柔软的垫片来实现旋塞位置的所有调整。
压力平衡式旋塞阀的主要特点如下：
1、产品结构合理、密封可靠、性能优良、造型美观；
2、倒装压力平衡的结构，启闭转矩小；
3、阀体和密封面间设有油槽，可随时通过注脂阀向旋塞凹槽注入密封脂，增加密封性能；
4、零件材质及法兰尺寸可根据实际工况或用户要求合理选配，满足各种工程需要。
压力平衡式倒锥形旋塞阀(图4)由阀体、阀杆、旋塞、底盖、注脂阀、填料等部件组成。其阀塞按相反位置安装并与阀杆分开。旋塞由底盖中的螺钉对其位置进行调节，为了防止介质压力将旋塞推入阀座，旋塞端部开有平衡孔，它可使介质压力进入旋塞两端的空腔内。
这样的设计可使这种旋塞阀适用于很高的压力，不会由于介质压力将旋塞推向阀座而不能操作。目前，国内天然气管线及场站控制系统使用的旋塞阀全部采用进口的倒装平衡式油密封旋塞阀。
图4 压力平衡式倒锥形旋塞阀
1—螺柱；2—螺母；3—底盖；4—垫片；5—旋塞； 6—阀体；7—单向阀；8—止推垫片；9—注脂阀； 10—O形圈；11—填料；12—阀杆；13—压盖； 14—手柄；15—调节螺栓
密封剂是从阀杆末端注入阀体的，在注入压力的作用下，通过旋塞上的油路，使阀体、旋塞的密封面间形成一层油膜，实现阀门的密封并起到润滑的作用。介质可通过旋塞底部的小孔进入下空腔，依靠介质压力将旋塞向上推动而压紧在阀体密封面上，介质压力越大，则密封性能越可靠。
五、金属硬密封提升式锥形旋塞阀
金属硬密封提升式锥形旋塞阀(图5)是近年来发展比较快的新型旋塞阀，它采用了先提升后启闭的阀门操作方式，大大减少了旋塞阀的启闭力矩，而且不同于传统旋塞阀采用矩形缩径通道，该阀门通常采用圆形通道，使旋塞阀的流体阻力大大减少，金属硬密封提升式旋塞阀兼有球阀与闸阀的优点，能用于高温、高压工况，大大扩展了旋塞阀的使用范围。
1、结构特点
a、金属硬密封提升式锥形旋塞阀开启时先提升旋塞，使旋塞与阀座密封面相脱离，然后将旋塞旋转90°，使阀门开启。由于阀门在启闭过程中旋塞与阀座相脱离，故阀门启闭非常轻松，而且密封面在开启或关闭过程中不易擦伤，阀门使用寿命长。
b、金属硬密封提升式锥形旋塞阀无论处在开启状态或关闭状态，密封面均受到保护，不受介质冲刷，密封紧密可靠。
c、普通旋塞阀采用非圆形流道，且流道面积缩减，有较大的流体阻力损失，而金属硬密封提升式锥形旋塞阀采用与管道截面积相同的圆形通道，流体阻力最小。
图5 金属硬密封提升式锥形旋塞阀
1—阀体；2—旋塞；3—阀杆；4—阀盖； 5—手柄；6—手动装置
d、金属硬密封提升式锥形旋塞阀结构紧凑，体积小，与闸阀相比，阀门总体高度大大减小，与截止阀相比，流阻大大减小。
e、与普通旋塞阀相比，金属硬密封提升式锥形旋塞阀适用的压力及温度范围更大。
f、金属硬密封提升式锥形旋塞阀两侧阀座密封面均可密封，阀门的安装与使用不受介质流向的限制。
g、金属硬密封提升式锥形旋塞阀关闭时，可通过手轮和阀杆对阀座密封面加压，通过加大密封比压，可使旋塞阀具有更好的密封性能。
h、阀座密封面凸起，便于密封面清洗，密封面上不易积存结晶介质或固体颗粒。
2、工作原理
逆时针旋转手轮以提升旋塞，使旋塞与阀座脱离，然后逆时针方向扳动扳手90°，使扳手与管道呈平行位置，此时扳手与支架接触并限位，旋塞的通道和阀体的通道相接通，阀门开启；顺时针方向扳动扳手，使扳手与管道呈垂直位置，此时扳手与支架接触并限位，旋塞的通道和阀门的通道呈垂直状态，然后顺时针方向旋转手轮以降下旋塞，直至旋塞与阀体紧密接触，阀门关闭。
六、卡套式锥形旋塞阀
卡套式锥形旋塞阀(图6)是采用具有自润滑作用的PTFE衬套镶嵌在阀体内，而且是在压力下将衬套压入，这样就能防止在衬套与阀体间产生泄漏。卡套式锥形旋塞阀在使用中无须注入可能导致污染的密封脂，双向流动，采用较低的转矩，独特的360°金属唇边保护和固定卡套，使密封部位没有金属对金属的直接接触，故卡套式锥形旋塞阀密封性能良好，并可避免密封面咬死现象。
其适用范围广，摩擦因数小，使用寿命长，并且是非金属-金属密封，对旋塞加工要求可以降低，因而对于中小口径的旋塞阀较普遍采用衬套结构形式。
图6 卡套式锥形旋塞阀
1—阀体；2—阀座圈；3—旋塞；4—调整垫片； 5—调整压盖；6—阀盖；7—阀盖螺栓；8—螺母； 9—弹簧；10—小球；11—压板；12—调整螺栓
套式旋塞阀主要结构特点如下。
1、阀体进出口端窗口设计为双道沟槽密封环结构，旋塞在旋转过程中，其密封副间的密封比压在逐渐变化，直至到达全开或全关位置时，产生足够的密封比压，密封副达到零泄漏。
2、双道沟槽密封环既可以使PTFE衬套稳固在阀体内不产生位移，又可以吸收由于温差变化引起衬套产生的微量变形，同时衬套与旋塞之间产生有力的擦拭作用，又提高了密封面的使用寿命。
3、塞轴上部采用一个PTFE膜片和O形圈与调整垫片组合，既可以调整密封面间的密封比压，使塞子转动灵活，又可以保证进、出口端和中法兰连接端的密封。
4、整个密封过程可近似认为与管道内压力无关。
5、PTFE衬套内，根据使用温度和工作介质采用不同材料的填充物，润滑好、寿命长。
6、阀门的密封性是通过卡套四周的密封面来实现的。独特的360°金属唇边保护固定卡套。
7、阀门没有空腔，介质不易积聚。
8、金属唇边在旋塞旋转时提供自洁的作用，适用于黏稠和易结垢的工况。
9、双向流动，使用安装更方便。
10、零件材质及端部连接尺寸可根据实际工况或用户要求合理选配，满足各种工程需要。
