上装固定式球阀结构改进

之前介绍SY42AX煤矿水管路减压阀应用案例，现在介绍上装固定式球阀结构改进球体带有固定轴的球阀，称为固定球阀。固定球阀主要用于高压大口径。根据阀座密封圈的安装不同，固定球阀可以有两种结构：球体前密封的阀座，球体后密封的阀座。目前，上装固定式球阀的阀座通常都是金属阀座，其与球体和阀体之间的密封都是通过密封圈等的软密封形式，当发生火灾等情况时，由于金属阀座等与密封圈的膨胀系数的差异，导致金属阀座与球体之间的密封性能不好，通常会发生泄漏。
此外，为了方便阀座和球体的维修和更换，目前国外生产的上装式球阀，将阀座通过一调整圈从阀盖处安装到阀体通道内，调整圈的内外圆面分别制有内螺纹和外螺纹，其内螺纹与阀座螺纹配合连接，外螺纹与阀体内腔壁螺纹配合连接，调整圈可以在阀体内腔壁上移动调节，使阀座压紧球体密封配合或脱离球体实现维修和更换，其缺点是：阀座通过调整圈由螺纹安装在阀体内，在使用过程中，阀座与阀体之间为螺纹固定连接，阀座不能在阀体内浮动，在高温介质工况使用时，阀座与球体之间易膨胀而卡死。


上装固定式球阀结构改进固定球阀结构原理：
　　1、阻塞与排出
　　固定球阀处于关闭状态时，上下游侧的阀座使流体阻断，阀体中腔的积滞物可以排出，排出装置具有如下功能：1)事前可检查阀座是否出漏损伤。2)减少介质更换你对固定球阀的污染。3)在工作压力下，固定球阀处于全开或全关闭时，可更换阀杆部填料函。
　　2、自动出压
　　固定球阀中腔停滞的介质由于温度升高，而出现异常升压时，阀座脱离球体自动出压或通过阀体上安装的安全阀出压保证系统安全。
　　3、*密封
　　固定球阀*的密封方式，可以使流体*阻断。
　　4、防火结构
　　一旦发生火灾或由于异常升温使特富龙阀座软化烧损时，为防止火灾扩大，固定球阀操作仍然可靠，同时阀座支承可以和球体接触起密封作用，符合API607的规定。
　　5、防静电结构
　　当操作固定球阀时，由于球体和聚四氟乙烯阀座之间的摩擦，会产生静电电荷积聚在球体上。为防止产生静电火花，特在固定球阀上设置防静电装置，通过弹簧使球体与阀体形成电路通路，将积聚在球体上的电荷导出。


一、上装固定式球阀结构改进固定球阀的特点：
1、双阻塞与排放功能：固定球阀采用弹簧预紧浮动阀座，无论阀门处于全开或全关状态时，上下游侧的阀座使流体阻断，阀体中腔滞留物通过排放阀排泄。
2、自动泄压功能：阀门体腔停留介质温度升高而引起异常升压时，不需通过安全阀，而仅靠阀座功能就可自动泄压，这对保证阀门在输送液体介质时的安全性非常重要。
3、防火安全结构：阀门都具备防火安全功能，其设计、制造均遵循 API 607 和 API 6FA 规范要求。


上装固定式球阀结构改进阀门的试压方法
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀每一个阀座均应在两个方向进行实验。如果安装了腔体泄压阀，则要取下。使阀门处于半开启状态，阀门和阀腔应注入实验介质，直到试验液体通过阀腔试验接口处溢出。为了在腔体的方向实验阀座泄露，应关闭阀门。实验压力应逐次施压于阀门每一端，以便分别测试每只阀座上游的泄露情况。泄露情况应通过阀腔试验接口处的溢流情况来监测阀座的密封性。之后，再作为下游阀座对每只阀座进行测试。阀门两端打开，使阀腔注满试验介质。然后加压，同时观察阀门两端每只阀座的泄露情况。
图1为典型的阀门DIB-1结构，之所以图中阀门的两端标识为“阀门上游（阀门下游）”和“阀门下游（阀门上游）”，是因为我们把压力注入端称之为阀门上游，另一端则为下游。在压力试验中，DIB-1阀门的两端都可以作为上游或下游。上图可简化为： 
图2两竖线表示阀门的两个阀座，箭头方向表示需要密封的方向。也就是说，DIB-1阀门的每个阀座都能承受来自阀门阀腔或者阀门上下游的压力而不泄露。当阀门处于关闭状态，阀腔试验接口处于打开状态时，阀门两端同时加压（或者分别加压），阀门的阀腔试验接口就可以检测到阀门从每一端到阀腔是否存在泄露情况；之后，将阀门两端的压力泄掉，从阀腔加压，观察阀门的两端是否有泄露。
由阀门的试压方法和图2都可以看出，DIB-1阀门的阀座组件必须达到，当阀门处于关闭状态，无论是从阀门的两端，还是从阀门的腔体内施压，阀座组件都能够提供密封效果，以达到阀座双向密封的效果。 


DIB-1（双隔离与泄放阀）阀门的阀座密封原理如图3所示，此图为简单的DIB阀座组件结构。图中O型圈可以左右滑动，当压力来自腔体（图3为左边）时，O型圈将向阀门端面方向（图3为右边）滑动；当压力来自阀门端面（图3为右边）时，O型圈将向阀门腔体方向（图3为左边）滑动。


如图4所示，当压力来自阀门端面（图4为右边）时，O型圈将向阀门腔体方向（图4为左边）滑动。此时阀座组件的受力情况为：A面积受力F1向左推动，B面积受力F2向右推动，由图4可知，A>B，故F1>F2(介质推力=介质压力X面积)，所以，阀座组件将有一个与F1推力方向相同的推力F：F=F1-F2，该推力F将产生阀座组件向球体方向的密封力，以达到该阀座组件在受到阀门端面压力时的密封。

 

二、上装固定式球阀结构改进固定球阀的优点：
1、密封紧急注脂救护：由于介质中的异物或火灾造成阀座密封意外失效，注脂阀提供了与注脂枪的快速连接，进口泵方便快捷地将密封脂注入到阀座密封部位，缓解泄漏。
2、可靠的阀杆密封和低操作力矩：除了设置标准密封套圈外，填料压盖上也设置了 O 型密封圈，双重密封保证了阀杆密封的可靠性；增设的石墨填料和密封脂注入使火灾后的阀杆泄漏降至低。阀杆滑动轴承和止推轴承使阀门操作轻便。
3、全通径或缩径：可根据需要选用全通径或缩径结构。全通径阀门流量孔径与管线内径一致，便于管线清扫。
4、阀杆可加长：根据安装或操作的需要，可对阀门阀杆进行加长。加长杆球阀，特别适用于城市煤气等需要埋地铺设管线的场合。加长阀杆尺寸按客户需要确定。
5、操作灵活：采用具有小摩擦系数和良好自润滑性的阀座和阀杆轴承，大大地减少了阀门的操作扭矩。因此即使在没有提供密封润滑脂的情形下，也能够灵活自如地对阀门进行操作。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组​