采用聚合物PTFE、PCTFE和PEEK作为低温调节阀阀座的软密封材料,在液氮温区(77K),研究阀座漏率与密封比压和工作压力的关系,分析了采用不同软密封材料时阀座密封性能对压力和温度的稳定性.在此基础上,综合对比分析了采用不同软密封材料的低温阀在常/低温、低/中压工况下的密封性能以及应用特点.在常温低压工况下,采用PTFE和PCTFE软密封材料的低温调节阀具有优异的阀座密封性能,但是在中高压时,采用PCTFE软密封材料的低温阀阀座密封性能更加稳定.相对而言,在低温工况下,采用PEEK软密封材料的低温阀阀座具有相对较高的密封性能和稳定性.

近年来，随着高技术的发展，涉及到低温环境应 用的重大装置越来越多，对大型低温制冷设备的需 求不断增加，对低温系统的可靠性、适应性、稳定性 和自动化程度要求越来越高［ １ －３］．因此研究低温系 统的自动化控制，实现低温系统安全稳定运行，是大 科学工程等科研装备应用和发展的重要保证，具有 非常重要的科学和实际意义． 

气动低温调节阀（工作温区在２０Ｋ 以下）是大 型低温系统中的最重要的执行部件，在整个制冷系 统中对流体进行调节和控制，其需求数量非常大，如 ＬＨＣ（欧洲大型核子对撞机）低温系统中气动低温 调节阀的使用量达到上百个．同时，液氢／液氦温区 的低温阀是重大科学工程的必须设备，也关系到国 防科学技术的发展和安全． 为了提高低温调节阀运行稳定性，响应快速性， 密封性能和工作寿命，国外低温阀阀座密封一般采 用非金属材料的软密封，密封材料一般要求在液氦 温区仍具有延展性，以保证其低温密封性能． 

根据不同的工况环境需要，国外学者采用不同的 密封材料，满足阀门在低温下的密封要求．Ｋｉｍｕｒａ和
Ｏｈｈａｔａ ［ ４］为了满足高能加速器超导磁体系统中低温 减压阀的密封需要，采用ＰＥＥＫ材料作为阀座密封材 料，在液氦温区（４．２Ｋ）时，漏率为４．５×１０－７　ｋｇ ／ｓ； Ｍｉｌｌｅｒ和Ｂｒｉｓｓｏｎ［ ５］设计测试的低功耗阀，采用ＰＣＴ － ＦＥ材料作为阀座密封材料，在液氦温区时，漏率为 ０．２μｍｏｌ ／ｓ；Ｗｅｉｌｅｒｔ和 Ｈａｈｎ［ ６］采用专用的复合塑料 作为低温流体控制阀的密封材料，在液氦温区时，漏 率为３×１０－８ｓｃｃ ／ｓ；Ｃｈａ ｇｏｖｅｔｓ和Ｒｕｄａｖｅｔｓ ［ ７］采用Ｔｏｒ － ｌｏｎ作为低温阀的密封材料，在液氮温区（７７Ｋ）时，低 温阀测试没有明显的气泡泄露．

 根据上述分析，ＰＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、和ＰＥＥＫ［ ８ －９］等高 分子聚合物材料在液氢／液氦温区仍具有较好的延展 性，可以满足低温阀的低温密封性能，其中ＰＥＥＫ具 有优异的抗核辐射能力，是核工业（热核裂变）中常用 的低温密封材料［１０］．

本文针对采用这３种密封材料 的低温调节阀阀座软密封性能展开研究，基于第Ⅰ部 分常温密封性能的基础上，考虑到如下３个方面： ① 国外成熟产品公司 ＶＥＬＡＮ和 ＷＥＫＡ低温调节 阀相关阀座软密封性能的测试温度为液氮温区 （ ７７Ｋ） ［ １１ －１２］；② 低温调节阀阀座软密封性能实验持 续时间较长，液氦温区（４．２Ｋ）实验成本较高；③ 非金属材料在液氦温区和液氮温区的延展性变化不大，对 密封性能影响较小．研究在液氮温区，低温调节阀阀 座软密封性能，包括密封比压和充气压力对阀座漏率 的影响，并综合比较采用不同密封材料的阀座常／低 温密封特性以及在低温调节阀上的应用．