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固定球球阀的结构形式

更新时间:2013-12-06      浏览次数:1729

(1)自动泄放阀座

固定球球阀也是双向的,从正和反两个方向截断介质的流动。图3-15所示的阀座是前级密封,即进口端阀座密封。因为是双向的阀门,所以出口端阀座与进口端阀座是同一结构对称设置。这样,当腔体压力高于出口压力存在压差时,能自动泄放。

进口端阀座在进口端压力高于阀腔中压力时,作 用在进口端阀座上的介质压力形成一个进口端压力差 Ap,这一压差乘以环形面积F=0. 785(4—4)即为阀座的密封力,该力推动阀座使球阀密封,截断进口端介质。

出口端阀座在阀腔中的压力大于出口端压力时, 作用在出口端阀座上的介质压力形成一个压力差Ap, 这一压差乘以环形面积JF=0.785(名一4)即为作用于出口端阀座上的力,其方向推开出口阀座,使腔体压力泄放。

典型的自泄放阀座由阀座、密封环、弹簧、〇形

密封圈等组成。弹簧可以选用一组螺旋弹簧或一只碟形弹簧,可以设置在管线侧阀座的底部,也可以设置在阀腔侧阀座的背部。阀座与阀体侧的密封,可以是〇形橡胶密封圈,也可以用由PTFE制成的V形碗。

(2)双重密封阀座

图3-16所示为双重密封阀座的设计,只要调整密封环与0形橡胶密封圈的相对位置,或改变密封座尾部尺寸(图3-16的办)就可达到双重密封功能, 又称之为“双活塞效应”。

进口端阀座在进口端压力高于阀腔中压力时,作用在进口端阀座上的介质压力形成一个压力差该压差乘以环形面积F=0.785(必2—山2)即为阀座的密封力,该力推动阀座使球阀密封,截断进口端介质。

出口端阀座在阀腔中的压力大于出口端压力时, 作用在出口端阀座上的介质压力形成一个压力差Af, 该压差乘以环形面积F=0.785(*2—A2)即为作用于出口端阀座上的力,该力也推动阀座使球阀密封, 截断腔体压力向出口端流动,即前级密封后级也密封。

双重密封阀座的两个阀座都具备正和反两个方向切断流体的功能,称之为隔离型阀座,而自泄放型阀座设计,就阀座本身而言是单向密封。

3. 3.3固定球球阀的结构

(1) 球体

介绍了密封座的各种结构形式设计之后,再来观察固定球球阀的球体结构。固定球球阀的zui重要特征是球体在开关过程中不偏离球体的回转中心,球体上支轴的设计有三种结构形式:

①如图3-14所示,球体上部有一个轴柄,下部 是一个轴孔,供一个固定轴插入,球体的结构是一个轴,一个孔的结构。

②如图3-17 (a)和(b)所示,球体上是两个上下的轴孔,分别由上轴和下轴插入,图(a)所示 的结构适用于小口径,在球体上轴孔的插人深度短, 只能承受较小的介质力,图(b)所示的结构,适用于大口径,可承受较大的介质力,而且支承轴颈和驱 动轴分离,驱动轴只承受转矩的作用。

③如图3-17 (c)所示,球体上是两个外伸的 轴,垂直上下两块支撑板,介质力通过轴颈和支撑板传递到阀体上,同样,驱动轴只承受单一的转矩作用,分离了介质力和操作力矩。

(2) 阀体

由于阀体是一个锻造的筒体,没有通常的阀颈, 阀颈被一个填料箱替代,填料箱体通过螺栓固定在阀体的平台上,轴封则是采用0形橡胶圈,外部与执行器的连接支板,也是通过填料箱体上的通孔,固定在阀体上,可知,这种圆筒状结构阀体,在轴颈部 分,阀体的强度被大大地削弱了。

至于阀体的结构,与浮动球球阀一样,有侧装式和上装式两种。

侧装式可以分为两段式,一个主阀体和一个副阀体结构,也可以是三段式,一个主阀体和两个副阀体结构。

 

上装式阀体是一个整体结构,上部阀盖用螺栓与 阀体组成一个完整的压力边界,球体是一个带有上下支轴的球,下支承轴承嵌入阀体内,上支承轴承置于阀盖内,上轴端加工一凹槽与轴头部的凸缘相连接, 用来传递转矩,介质力作用在轴承上,驱动轴只传递转矩,并设计成防吹出的结构,阀座的设计存在装配 或拆卸的困难,就是球体装入阀腔时阀座要向两侧移动,这样就设计一个可以滑动的背阀座,事先阀座缩人左右通道内,待球体装入后,通过背阀上的凸缘, 将阀座推向球体中心,然后用一个卡环,卡人背阀座的凹槽内,拆卸时,则先取出卡环,然后将阀座推人 阀腔的左、右通道内,球体即可从上部取出。因此, 上装式结构球存在可在线维修的优点。

3.3.4阀体与密封座的压力-温度额定值

 

与浮动球球阀一样,阀体材料在使用中有一个压力-温度额定值,这一数值由标准ANSI B16. 34给出。 另外,不同密封材料,镶嵌在金属阀座中,也有一个压力-温度额定值。因为,密封材料在使用中的压力- 温度额定值除了与压力、温度有关,而且与通径和密 封材料的镶嵌或结构形式有关。所以这一数值和浮动球球阀不同,各个制造厂提供的数据也不尽相同。应由阀门制造厂提供。图3-18所示是阀体和密封材料的压力-温度额定值。

 

3.3.5固定球球阀的适用范围与引用标准

浮动球球阀适用范围在Class 600级以下,通径在NPS8以下。固定球球阀的适用范围就没有这个限制,这是由于设计中阀座上密封材料的比值能够予以控制,因此,它适用于Class2500级以下,通径 NPS60以下所有规格。

供参考的相关的产品标准是API 6D-2008《管线阀门》等同的标准ISO14313—2007《石油天然气工业一管线输送系统一管线阀门》。其他的引用标准可参见3. 4. 8管线球阀的引用标准。

来源:上海自动化仪表销售网(www.40017.net)

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