頂裝式球閥閥座組件的研究與設(shè)計

摘 要：頂裝球閥作為球閥的一種，應(yīng)用比較廣泛，這類球閥的特點是拆卸和安裝其內(nèi)部零件時，不用把整個閥門從管線上拆卸下來，這就省去了很多麻煩。文章介紹一種頂裝式球閥，該閥門采用螺紋套組合閥座的結(jié)構(gòu)，具有在線維修的功能。

關(guān)鍵詞：頂裝式球閥；螺紋套組合閥座；在線維修

1 概述

球閥具有操作簡單、低流阻等優(yōu)點，越來越廣泛地應(yīng)用在工業(yè)管道系統(tǒng)中[1]。當(dāng)球閥不能起到截斷介質(zhì)作用時，就需要拆開閥門并對其進行檢修。目前在線的閥門大多是通過焊接或法蘭連接到管道上的，當(dāng)需要檢修時，若是焊接的閥門就要割斷閥門兩端的管路；若是法蘭連接的閥門一般要更換法蘭墊片，所以具有在線維修功能的頂裝式球閥需求量越來越大。頂裝式球閥類似于閘閥，只要打開閥蓋就可以直接對閥門內(nèi)部零件進行維修和更換，文章就介紹一種能實現(xiàn)在線維修的頂裝式球閥，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.球體；2.螺紋套；3.閥座；4.密封件；5.彈簧；6.閥體

圖1

2 結(jié)構(gòu)特點

要實現(xiàn)球體等閥門內(nèi)部零件的頂裝，必須在拆裝球體時，避開閥座的干涉，圖1結(jié)構(gòu)就滿足了這個要求，下面對圖1結(jié)構(gòu)特點進行探討。本結(jié)構(gòu)球閥中，螺紋套、閥座、螺釘組成螺紋套組合閥座，通過螺紋套的周向旋轉(zhuǎn)帶動閥座一起沿閥體通道軸線方向運動。如此，球體在拆裝過程中，使用專用工具轉(zhuǎn)動螺紋套，使螺紋套組合閥座，旋進和旋出閥體，實現(xiàn)球體、閥座等閥門內(nèi)部零件的拆卸和安裝。該組合閥座結(jié)構(gòu)簡單，滿足了對球閥在線維護的要求，而且密封效果良好，適合中等口徑、高壓力的介質(zhì)工況。該組合閥座的設(shè)計需要注意的要點：螺釘尾部直徑必須小于與之匹配的閥座上螺釘槽的寬度，這樣才能保證閥座與球體貼合的時候，既能實現(xiàn)有效密封，又不會損壞球體和閥座的密封面。

下面詳細討論一下這種球閥的工作原理。本結(jié)構(gòu)頂裝式球閥，球體裝配前，先把螺紋套、閥座、螺釘裝在一起，使三者組成一個整體的組合閥座（如圖2），借助專用工具（如圖3）順時針轉(zhuǎn)動螺紋套，使螺紋套帶動組合閥座一起旋入閥體，直到球體能順利從閥體頂部裝入為止。然后移出專用工具，從閥體頂部裝入球體。使用專用工具，逆時針轉(zhuǎn)動螺紋套，使組合閥座向球體方向運動，當(dāng)組合閥座密封面與球體密封面貼合之后，再繼續(xù)讓組合閥座逆時針轉(zhuǎn)動一定角度，另外還要保證螺釘處在閥座上部（該操作的目的：（1）螺紋套額外旋轉(zhuǎn)的角度是為了使組合閥座的密封面與球體密封面完全貼緊，這樣后續(xù)卸螺釘?shù)臅r候就會很輕松，而且螺釘移除的瞬間，閥座不會向球體方向躥動。上文提到的閥座上的螺釘槽寬大于螺釘尾部直徑，所以旋轉(zhuǎn)螺紋套時閥座也不會磕傷球面。（2）螺釘處在閥座上部是為拆卸螺釘提供足夠空間，螺釘作為工藝螺釘，只在安裝和拆卸球體時使用）。移除專用工具，取出螺釘。這樣螺紋套和閥座分離，形成兩個相互獨立的零件，利于閥座的在通道軸線方向自由移動，而且若螺釘留在螺紋套上，則可能會在工作過程中自松掉落，該組合閥座的結(jié)構(gòu)對管道介質(zhì)波動的工況適應(yīng)能力很強，特別適合中等口徑、高溫高壓、硬密封要求的球閥，滿足球閥在線維修的要求，而且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。

拆卸過程是安裝的反向操作過程，即在線移去相關(guān)零件，使球體和閥座暴露出來，旋轉(zhuǎn)螺紋套，使螺釘能方便的旋入閥座槽；擰入螺釘后，用專用工具順時針轉(zhuǎn)動螺紋套，使組合閥座旋入閥體，直到球體能方便的移出閥體，移除專用工具后取出球體，逆時針轉(zhuǎn)動螺紋套，使閥座組件移除閥體，對閥門零件進行檢修。

圖4 在線維修示意圖

3 結(jié)束語

文章對螺紋套組合閥座頂裝式球閥的在線維修結(jié)構(gòu)進行了研究，并對該結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點進行了分析，該結(jié)構(gòu)閥門已獲得國家實用新型專利[2]，這種組合閥座的的頂裝式球閥結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，滿足了在線維修的需要。

參考文獻

[1]API 6D-2014.石油和天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)管線閥門[S].

[2]蘇州道森閥門有限公司.螺紋套組合閥座頂裝式球閥：中國，ZL 201520002212.3[P].2015.06.24.

作者簡介：吳浩（1982-），男，江蘇蘇州人，2005年7月畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)機械工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，本科學(xué)歷，長期從事閥門產(chǎn)品設(shè)計工作。