球閥作為閥門壓力管道、壓力溶器、鍋爐等設(shè)備中主要部件之一，用于控制介質(zhì)流通或切斷，它廣泛應(yīng)于天然液化氣、電力、輕工、建筑、冶金等各個行業(yè)領(lǐng)域。橡膠O形密封圈（以下簡稱O形圈）作為一種低廉成本，適用于裝在各類閥門中，在規(guī)定的溫度、壓力、以及不同的液體和氣體介質(zhì)中，于靜止或運(yùn)動狀態(tài)下起密封保護(hù)作用。而當(dāng)球閥處于關(guān)閉位置時，應(yīng)達(dá)到規(guī)定的密封要求（或滲漏量要求），設(shè)計中選用O形圈作密封元件，能成功阻止?jié)B漏，達(dá)到完全密封效應(yīng)，特別是對于球閥在啟閉過程中，閥桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，O形圈的運(yùn)動摩擦力很小，選用O形圈作密封元件，實(shí)現(xiàn)零泄漏要求。所以O(shè)形圈是球閥中應(yīng)用最普遍、密封效果最佳的密封元件之一。
1.材料選用
O形圈材料種類繁多，有氟橡膠（FKM）、丁腈橡膠（NBR）和硅橡膠（VMQ）、乙丙橡膠（EPDM）、天然橡膠（NR）等等，在球閥中常用的O形圈材料一般采用氟橡膠、丁腈橡膠和硅橡膠等，對于要求溫度高的球閥，比如大于等于200℃以上的球閥，建議選用其它形式的密封元件。球閥中應(yīng)用的O形圈材料不但與溫度、介質(zhì)、壓力有關(guān)，而且受使用工況環(huán)境和各項綜合因素的影響而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。
2.應(yīng)用范圍
球閥是一種在不同工況環(huán)境下，可通過手動驅(qū)動裝置、氣動驅(qū)動裝置或電動驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)啟閉的閥門，在球閥生產(chǎn)制造中，O形圈又是一種適合多種密封形式的密封元件，它的動態(tài)密封和靜態(tài)密封在各類球閥的密封性能中發(fā)揮重要的作用。以兩片式球閥為例，如圖1所示。O形圈在端面上和閥桿中能有效阻止各類介質(zhì)的泄漏，確保閥門系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。O形圈安裝在兩端面上它屬靜態(tài)密封效果，安裝在閥體中孔與閥桿上屬動態(tài)密封效果。兩種密封效果都完全滿足球閥的設(shè)計需求。
（1）零泄漏密封
球閥的密封結(jié)構(gòu)分為金屬密封和軟密封兩種結(jié)構(gòu)型式，相對于軟密封結(jié)構(gòu)而言，金屬密封結(jié)構(gòu)的閥門泄漏率較高，按API閥門泄漏等級規(guī)定，如果金屬密封結(jié)構(gòu)的泄漏等級要達(dá)到Ⅵ（相當(dāng)于零泄漏量），溫度要求小于200℃以下，此時不管是靜態(tài)密封，還是動態(tài)密封的球閥選用O形圈作密封件，完全滿足各項設(shè)計參數(shù)。對于燃?xì)馇蜷y來說，為了防止氣體介質(zhì)通過各種渠道滲漏，造成易燃易爆，在各泄漏點(diǎn)處嵌入O形圈，能有效地防止閥體滲漏的間隙值小于0.001μm，從而實(shí)現(xiàn)零泄漏，所以它特別適用于需要用氣體、粉塵等介質(zhì)的特殊工況場合。
（2）動態(tài)密封
當(dāng)球閥作啟、閉動作時，無論采用何種驅(qū)動方式，閥桿都要作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，為防止介質(zhì)通過中孔間隙竄出，在閥桿處勾一凹槽嵌入O形圈（如圖3），雖然閥桿作往復(fù)轉(zhuǎn)動90°，但由于O形圈的摩擦小和良好的自潤滑性，它們相互配合起到良好的密封效果。為了保證閥座與閥芯形成良好的密封副，同樣在閥座內(nèi)加工一凹槽，把O形圈安裝其中（如圖4），當(dāng)閥腔介質(zhì)壓力升高時，在彈簧力的推動下，閥座向閥芯產(chǎn)生位移，在O形圈高彈性能的作用下，保證了管道內(nèi)腔的密封性，此時O形圈在管道中啟動態(tài)密封效果，前兩種結(jié)構(gòu)形式中，O形圈同屬于動態(tài)密封結(jié)構(gòu)。
（3）靜態(tài)密封
O形圈屬于擠壓密封，擠壓型密封結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)依靠密封件發(fā)生彈性變形、在密封接觸面上造成接觸壓力，當(dāng)接觸壓力大于被密封介質(zhì)的內(nèi)壓時，則起到密封作用，反之導(dǎo)致滲漏。兩片式球閥的左、右端體為金屬對金屬接觸，屬于靜態(tài)密封結(jié)構(gòu)，為了減小或消除它們之間的密封面間隙，在設(shè)計時選擇O形圈作密封元件，當(dāng)介質(zhì)壓力較小時呈靜止?fàn)顟B(tài)，所需密封力很小，此時靠裝配時的預(yù)緊力在O形圈彈力的作用下，即可保證左、右端體密封；當(dāng)介質(zhì)壓力不斷升高時，密封比壓也隨著增大，O形圈驟然膨脹，此時O形圈有效地阻止了兩端縫隙間的泄漏點(diǎn)，球閥的密封性能因而得到保證.
