切斷球閥的結(jié)構(gòu)改進(jìn)①

趙海燕 周 巖 蓋玉龍

(北京航天長征機(jī)械設(shè)備制造有限公司)

切斷球閥的結(jié)構(gòu)改進(jìn)①

趙海燕 周 巖 蓋玉龍

(北京航天長征機(jī)械設(shè)備制造有限公司)

針對(duì)切斷球閥容易發(fā)生內(nèi)漏與外漏的問題，對(duì)閥座和閥桿密封處進(jìn)行了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新改進(jìn)。針對(duì)內(nèi)漏問題，進(jìn)行球體與閥座密封結(jié)構(gòu)和球體支撐裝置結(jié)構(gòu)的改進(jìn)；針對(duì)外漏問題，進(jìn)行閥桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和閥桿處密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，解決了實(shí)際工作中切斷球閥存在的閥桿處、球體與閥座處易發(fā)生泄漏的問題。

切斷球閥 泄漏 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

切斷球閥具有流阻小、開關(guān)迅速、密封性能好、使用壽命長、便于氣控及電控等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油煉制、長輸管線、化工、造紙、制藥及煤化工等行業(yè)。針對(duì)切斷球閥容易發(fā)生內(nèi)漏與外漏的問題，在閥座結(jié)構(gòu)、閥桿密封結(jié)構(gòu)等處進(jìn)行了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新改進(jìn)，保證了切斷球閥在使用中的安全性和可靠性。文中涉及到的切斷球閥的結(jié)構(gòu)改進(jìn)已申請(qǐng)實(shí)用新型專利，并取得授權(quán)[1,2]。

1 結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案一

如圖1所示的切斷球閥，包括由第1閥體部和第2閥體部組成的閥體，閥體中，球體與兩個(gè)閥座形成球面密封，碟簧提供的彈簧力將閥座壓向球體、閥桿驅(qū)動(dòng)球體完成開關(guān)動(dòng)作。閥桿第1處密封和閥桿第2處密封保證閥桿處的密封。球體支撐結(jié)構(gòu)減少球體自重對(duì)于球體與閥座密封的影響，避免球體與閥座在閥門多次開關(guān)之后發(fā)生磨偏的現(xiàn)象，延長球體與閥座密封面的壽命。

圖1 切斷球閥結(jié)構(gòu)(改進(jìn)方案一)

1.1 內(nèi)漏問題

如圖2所示，閥座密封面上設(shè)有V形切口， 將閥座的整個(gè)密封面分成兩部分，減小了閥座與球體的接觸面積，增大了密封比壓，保證球體與閥座的密封。

如圖3所示的球體支撐結(jié)構(gòu)由安裝在第1閥體部上凸起部分的金屬墊片和碟簧組成。金屬墊片的材料為高硬度耐磨合金。碟簧提供的彈簧力抵消了球體自重對(duì)于球體與閥座的密封的影響，

圖2 閥座結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 球體支撐結(jié)構(gòu)示意圖

避免球體與閥座在閥門多次開關(guān)之后發(fā)生磨偏的情況，延長球體與閥座的密封面壽命。

1.2 外漏問題

圖1中閥桿處設(shè)有兩處密封，分別是閥桿第1處密封和閥桿第2處密封，其中閥桿第2處密封如圖4所示，由石墨密封環(huán)、金屬墊片和碟簧組成。金屬墊片為石墨密封環(huán)提供支撐，碟簧提供動(dòng)態(tài)加載，保證石墨密封環(huán)的密封性能。

圖4 閥桿第2處密封結(jié)構(gòu)示意圖

2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案二

如圖5所示的切斷球閥由第1閥體部和第2閥體部組成，閥體中球體是浮動(dòng)的，閥桿驅(qū)動(dòng)球體完成開關(guān)動(dòng)作。閥門關(guān)閉狀態(tài)下，在介質(zhì)壓力作用下球體產(chǎn)生一定的位移并緊壓在出口端的閥座上，形成球面密封，閥桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)保持閥桿的穩(wěn)定性，填料函中裝有填料，閥桿密封結(jié)構(gòu)保證閥桿處的密封性，避免介質(zhì)從閥桿處泄漏。

圖5 切斷球閥結(jié)構(gòu)(改進(jìn)方案二)

2.1 內(nèi)漏問題

如圖6所示，閥座采用了唇型刮刀結(jié)構(gòu)、V形槽結(jié)構(gòu)和切角結(jié)構(gòu)。其中，唇型刮刀結(jié)構(gòu)可自動(dòng)清潔球體表面的雜質(zhì)，保持閥座的耐磨性。V形槽結(jié)構(gòu)可起到卸載荷的作用，保證閥座與球體的最低磨損和順暢動(dòng)作。切角結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)溫度的變化自動(dòng)調(diào)整閥座的位置，使閥門在不同的介質(zhì)工況下，保證阻力最小。閥座的材料采用增強(qiáng)型聚四氟乙烯，具有良好的機(jī)械性能和化學(xué)性能，保證閥座與球體的密封性能。

圖6 閥座結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 外漏問題

采用了如圖7所示的閥桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，止推墊片1和止推墊片2的材料采用高硬度耐磨合金。導(dǎo)向套保證了閥桿的穩(wěn)定性，止推墊片1和止推墊片2保證閥桿的耐磨性，避免出現(xiàn)閥桿與導(dǎo)向套出現(xiàn)咬合的情況，保證閥桿操作的平穩(wěn)與順暢，同時(shí)也有利于閥桿處填料的密封。

圖7 閥桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)示意圖

采用了如圖8所示的閥桿密封結(jié)構(gòu)，其中，上填料壓環(huán)、V形填料和下填料壓環(huán)可有效地保證閥桿處的密封性能，避免介質(zhì)從閥桿處發(fā)生泄漏。同時(shí)，O形圈在低壓或真空的工況下有良好的密封性，可防止介質(zhì)中的雜質(zhì)滲入V形填料，增加了閥桿處的V形填料密封的壽命，可有效地保證閥桿處的密封性能，避免了閥門發(fā)生外漏的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

圖8 閥桿密封結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)束語

切斷球閥的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，從提高產(chǎn)品的性能出發(fā)，可以根據(jù)不同的工況定制結(jié)構(gòu)形式，為用戶提供更為可靠的產(chǎn)品，可完全替代進(jìn)口產(chǎn)品，具有顯著的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，應(yīng)用前景廣闊。筆者介紹的兩種結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案均針對(duì)現(xiàn)有切斷球閥中易發(fā)生泄漏的問題，加強(qiáng)了切斷球閥球體與閥座處的密封和閥桿處的密封，避免了切斷球閥發(fā)生內(nèi)漏與外漏的危險(xiǎn)，保證了其安全性和可靠性。

[1] 趙海燕,李峰,俞曉龍，等.一種切斷球閥[P].中國：CN204239801U，2015-04-01.

[2] 趙海燕,李峰,俞曉龍，等.一種浮動(dòng)球閥[P].中國：CN204755984U，2015-11-11.

[3] 趙海燕,趙子榮,劉永良.鎖渣閥閥桿的設(shè)計(jì)與改進(jìn)[J]. 化工機(jī)械，2013，40(4)：510～513.

2016-05-11，

2016-06-03)

《化工自動(dòng)化及儀表》征稿簡則

1.專業(yè)范圍

報(bào)道化工、石油化工、冶金、電力、醫(yī)藥、造紙、紡織等行業(yè)過程控制理論與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用、檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用、控制裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用、儀器儀表技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用、企業(yè)技術(shù)改造經(jīng)驗(yàn)等。

2.報(bào)道內(nèi)容

◆綜述與評(píng)論。博采眾覽，兼收并蓄，及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地反映國內(nèi)外過程控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及儀器儀表技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)、趨勢(shì)和水平。著文要求準(zhǔn)確性和權(quán)威性，信息量大，能夠較全面地闡明命題的過去、現(xiàn)狀及發(fā)展。

◆過程控制。報(bào)道現(xiàn)代控制理論的研究與應(yīng)用，新型控制策略及控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例；先進(jìn)控制系統(tǒng)及控制裝置的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；國家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目及成果。

◆檢測(cè)與儀表。報(bào)道國內(nèi)外先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。

◆研究與應(yīng)用。報(bào)道控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、儀器儀表技術(shù)等的研發(fā)及其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

◆技改與創(chuàng)新。報(bào)道技術(shù)改造和技術(shù)成果，系統(tǒng)及儀表的日常檢測(cè)與維修經(jīng)驗(yàn)等，著文要求突出實(shí)用性。

3.投稿要求

◆文稿應(yīng)簡明扼要，突出重點(diǎn)，公式、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

◆要求E-mail投搞，一律為Word文檔(A4幅面，單倍行距，通欄，五號(hào)字體)，不受理復(fù)印稿或傳真稿。

◆每篇文章請(qǐng)附150～200字中、英文摘要，4～6個(gè)中、英文關(guān)鍵詞，作者所在單位的中、英文名稱。

◆若條件允許，每篇文章請(qǐng)附中圖分類號(hào)(分類方法請(qǐng)參考《中國圖書館分類法》第四版)。

◆圖、表要有圖題、表題，圖中文字、符號(hào)、數(shù)字、圖注需清楚，圖、表中標(biāo)注盡量用中文。

◆公式另行居中書寫，大/小寫、上/下標(biāo)標(biāo)注清楚。

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4.稿件受理

◆來稿收到后即以電子郵件方式給以回復(fù)，并分配稿件登記號(hào)，以便于查詢。

◆投稿后若有變動(dòng)(如撤稿，作者通訊地址、聯(lián)系方式改變等)，請(qǐng)務(wù)必通知編輯部。

◆審稿周期為15個(gè)工作日。

◆刊物出版后，向作者贈(zèng)送兩本當(dāng)期刊物。

趙海燕(1975-)，高級(jí)工程師，從事煤化工閥門的設(shè)計(jì)工作，haiyan_zhao5566@126.com。

TQ055.8+1

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0254-6094(2017)01-0116-03