保溫夾套球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施

之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應(yīng)用案例，現(xiàn)在介紹保溫夾套球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施隨著國內(nèi)工業(yè)的不斷發(fā)展，對管線上使用的保溫球閥的需求也隨之增加，對保溫球閥的要求也越來越高，用戶選用保溫球閥時(shí)，特別關(guān)注該閥有沒有具有良好的密封性能以阻止介質(zhì)的泄漏。由于進(jìn)口保溫球閥的可靠性較好，因此用戶對重要部位多采用進(jìn)口保溫球閥，但是進(jìn)口保溫球閥價(jià)格昂貴，交貨周期較長，售后服務(wù)不方便，嚴(yán)重影響整套管線的運(yùn)作。為了減少管線費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)保溫球閥的國產(chǎn)化，國內(nèi)廠家也不斷在國產(chǎn)保溫球閥的質(zhì)量上、密封可靠性上精益求精，力求代替進(jìn)口保溫球閥。本文就針對保溫球閥在耐高溫問題上進(jìn)行分析并提出改進(jìn)措施。 保溫球閥有兩閥座密封L型結(jié)構(gòu)和四閥座密封T型結(jié)構(gòu)兩種，用戶可根據(jù)工況實(shí)際情況選擇類型，該三通保溫球閥具有造型美觀，結(jié)構(gòu)緊湊合理，它不僅可實(shí)現(xiàn)介質(zhì)流向的切換，也可使三個(gè)通道相互連通，同時(shí)也可關(guān)閉任一通道，使另外兩個(gè)通道連通，靈活控制管路中介質(zhì)的合流與分流。
 
保溫球閥產(chǎn)品應(yīng)用：
保溫球閥特別適合于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統(tǒng)中輸送常溫下會凝固的高粘度介質(zhì)，防止介質(zhì)結(jié)晶。 由于采用了夾套保溫。即使外界溫度降到零度以下，保溫球閥仍操作靈活保證輸油管道能斷開，其優(yōu)點(diǎn)是一般控制閥門所沒有的。它是重油輸送管道理想的控制閥門。根據(jù)用戶需要夾套注入蒸氣、導(dǎo)熱油、冷卻水、冷氣等。使用整個(gè)保溫夾套球閥長溫或降溫達(dá)到所需要的溫度。



1、保溫夾套球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施提出問題

目前現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中的保溫球閥也稱夾套球閥，是在球閥的基礎(chǔ)上焊裝金屬夾套，夾套與閥體之間構(gòu)成保溫通道，通道內(nèi)注入蒸汽或其他保溫介質(zhì)，確保閥內(nèi)介質(zhì)能夠正常工作。保溫球閥具有良好的保溫特性，且閥門的通徑與管徑一致，同時(shí)又能有效地降低管路中介質(zhì)熱量損失。主要用于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統(tǒng)中，以輸送常溫下會凝固的高粘度介質(zhì)。 夾套保溫球閥該產(chǎn)品具有良好的保溫保冷特性,且閥門的通徑和管徑一至,介質(zhì)呈直線流動，阻力小，適合容易凝固、高粘度的液體介質(zhì)。同時(shí)又能有效降低管路中介質(zhì)的熱量損失。整體式夾套設(shè)計(jì)，更能均勻地保溫、保冷。夾套、閥體外側(cè)與夾套接管焊接，允許蒸汽或冷水的壓力為1MPa。主要用于石油、化工、制藥、食品等各類系統(tǒng)中，以輸送常溫下會凝固的高粘度介質(zhì)。

因受閥門密封結(jié)構(gòu)及其相對應(yīng)的密封材料的制約，其使用的溫度小于200℃。而且長時(shí)間在200℃的工況下使用，壽命較短。雖然閥座方面可選用短時(shí)間能耐300℃的高強(qiáng)度石墨材料，但閥門中還有許多需要密封的部位仍無法在高溫場合下密封，特別是徑向密封方面，高強(qiáng)度石墨材料不適宜做徑向密封。通常的保溫球閥徑向密封是采用O形圈密封結(jié)構(gòu)，這樣整臺閥門的使用溫度直接受到O形圈使用溫度的制約，目前保溫球閥上使用的O形圈是氟橡膠，而氟橡膠的使用溫度在200℃以內(nèi)，且不能在這極限溫度內(nèi)使用。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場中許多介質(zhì)的要求，如工況介質(zhì)為松香時(shí)，其要求保溫球閥的使用溫度為300℃，這樣才有利于松香介質(zhì)獲得較為理想的流動性，傳統(tǒng)中用O形圈作為密封零件時(shí)，就無法滿足其要求。 傳統(tǒng)的保溫夾套球閥常常采用螺紋旋壓閥座的結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封切斷，閥座靠下面的柱型彈簧及介質(zhì)共同作用，以確保球芯與閥座緊密結(jié)合防止閥門內(nèi)漏，而閥體之間的墊片往往采用金屬加四氟的雙重密封墊片共同作用以防止閥門外漏。另外由于保溫夾套球閥常常用于粘稠、易凝固帶有腐蝕性介質(zhì)的工況，所以傳統(tǒng)保溫夾套球閥在普通的球閥上套設(shè)一層夾套，使其具有保溫加溫的功能，其球芯、閥座工藝為在不銹鋼基體上熱噴焊硬質(zhì)合金，以達(dá)到提高其表面硬度的效果。此結(jié)構(gòu)在理論上能夠滿足保溫夾套球閥的特殊工況，但在實(shí)際的運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)定性差、驅(qū)動力矩大、易外漏及閥座球芯的硬面層易剝落、損傷等缺點(diǎn)，螺紋旋壓閥座的螺紋會被介質(zhì)塞滿、凝固，一旦閥門需要拆修就非常困難，這樣勢必影響其安全性能和使用壽命，其效果不能讓人滿意；其主要原因?yàn)閭鹘y(tǒng)的保溫夾套球閥介質(zhì)粘連在球芯、閥座、閥桿上，閥門容易扭曲、卡死，其結(jié)構(gòu)、工藝及密封墊片都不能滿足其在介質(zhì)具有腐蝕性且常溫下易凝固的工況下使用的要求。因此，就需要對現(xiàn)有的保溫夾套球閥進(jìn)行改進(jìn)，使其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，便于裝配及拆卸，有利于保證其安全性能和使用壽命。

保溫夾套球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施保溫夾套球閥制造標(biāo)準(zhǔn)：

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)	ASME B 16.34 GB/T 12224
結(jié)構(gòu)長度	ASME B 16.10 GB/T 12221
連接法蘭	ASME B 16.5 JB/T 79
驅(qū)動方	手動、電動、氣
試驗(yàn)和檢驗(yàn)	JB/T9092 API 598
適用介質(zhì)	重油、膠類等易凝固介質(zhì)

主要零部件材質(zhì)：

序號	零件名稱	材 質(zhì)
		GB	ASTM
1	夾套	25	A105
2	閥座	WCB	A216-WCB
3	閥體	25	A105
4	密封圈	PTFE、對位聚苯
5	球體
6	閥桿	1Cr13	A247-410
7	填料	柔性石墨
8	填料壓蓋 Gland	WCB	A216-WCB

2、保溫夾套球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施改進(jìn)措施

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥根據(jù)保溫球閥存在的問題，確定對保溫球閥的密封材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。 對閥門的需求量大幅增加，特別是對石油、化工、制藥等行業(yè)中的易凝固、易結(jié)晶的介質(zhì)的管線輸送問題提出了很高的要求，它要求閥門泄漏低、啟閉靈活、使用壽命長并具備保溫的功能。傳統(tǒng)的保溫夾套球閥由于其自身結(jié)構(gòu)及密封材料的缺陷導(dǎo)致其使用壽命、穩(wěn)定性都不如人意，一旦閥門出現(xiàn)外漏或者內(nèi)漏勢必管道內(nèi)的介質(zhì)將由閥體與球芯、閥座之間的間隙流入下游管路或裝設(shè)場所，以至喪封功能，若管內(nèi)的液體為化學(xué)藥劑或易燃物質(zhì)時(shí)，外泄的液體勢必會造成更大的災(zāi)害；故如何提高保溫夾套球閥的使用壽命及穩(wěn)定性，則為業(yè)者研發(fā)的目的。



（1）首先對圖1在支承圈與閥體之間，通常采用O形圈作徑向密封的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，取消采用O形圈的密封結(jié)構(gòu)，在圖2支承圈上直接加工出臺階結(jié)構(gòu)使支承圈與閥體之間組成密封腔．在密封腔內(nèi)裝上耐高溫的柔性石墨材料的密封圈，在密封圈后面加裝一個(gè)帶錐截面的墊圈，墊圈后面裝上結(jié)構(gòu)的螺塞，這樣通過旋緊螺塞，螺塞將力傳遞給墊圈，墊圈的錐截面將擠壓密封圈，密封圈產(chǎn)生變形，使其在徑向內(nèi)外貼緊支承圈和閥體，從而使保溫球閥在徑向獲得耐高溫的密封結(jié)構(gòu)，同時(shí)，通過旋緊螺塞，使球體與閥座之間產(chǎn)生預(yù)緊密封力，使其獲得密封。

（2）在閥座密封結(jié)構(gòu)上亦做出相應(yīng)的改進(jìn)，采用鑲?cè)胧浇Y(jié)構(gòu)，將閥體及支承圈挖出凹槽，凹槽底端裝入密封性能*且耐高溫的柔性石墨，既能起到閥座底端的密封作用，又能起到各密封副之間因熱脹冷縮的補(bǔ)償作用。在柔性石墨上面裝上耐高溫的金屬閥座，使用溫度可提高到425℃以內(nèi)長時(shí)間使用，從而解決了保溫球閥不能在200℃以上長時(shí)間使用的局面。并且還可根據(jù)實(shí)際工況的要求選用不同材質(zhì)的閥座。

（3）在圖1中起排泄作用的底端接管與堵頭是螺紋連接，當(dāng)溫度升高時(shí)，螺紋部分的密封很難保證，決定取消堵頭，在圖2中與底端接管連接的堵頭換上臺階式排污堵頭，連接端用纏繞墊進(jìn)行密封，確保底端的密封可靠性。



3、結(jié)語

通過改進(jìn)保溫球閥的密封結(jié)構(gòu)，密封性能優(yōu)良，特別是改進(jìn)后的柔性石墨代替了O形圈，在溫度≤425℃的工況上得到廣泛使用。隨著國內(nèi)工業(yè)水平的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，其性能將不斷提高，應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。保溫球閥是根據(jù)市場需求而改進(jìn)設(shè)計(jì)制造的，該閥門具有整體結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、密封可靠和壽命長等特點(diǎn)，目前該保溫球閥在用戶使用工況中運(yùn)行良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對容易凝固、高粘度的液體介質(zhì)具有優(yōu)良的性能，特別適用于松香之類的稠質(zhì)介質(zhì)。與本文相關(guān)的論文：自力式煤氣調(diào)壓閥組?