固定上裝清管球閥設計規范

【資料簡介】

 固定上裝清管球閥設計規范

本發明涉及一種固定上裝清管球閥。現有的管道清洗一般都采用停機進行反式清洗，導致產能降低，增加了清洗成本。采用引進技術球閥結構設計和頂裝式結構設計上海申弘閥門有限公司根據產品口徑壓力不同，將清管閥設計分為兩種：

1.1 對于口徑大于等于DN500mm PN1.6及以上清管閥，公司采用引進技術球閥結構設計，確保閥門能承受清管作業時較大的動力沖擊，避免采用其他結構設計在較大沖擊動力作用下可能出現的閥桿變形、定位軸套密封因受單面擠壓被破壞，定位部件的沖擊變形等影響閥門正常工作的現象。

其余清管閥采用頂裝式結構設計，不需將閥門從管道上拆下，閥內所有零件都可方便取出，實現閥門在線維修。閥門設計符合ANSI/ASME B16.34要求，有可靠的強度、剛度和抗彎抗扭能力。

球體定位及閥桿驅動球體結構如下圖

1.2 球體通過定位板、定位銷固定在閥門左右閥體，定位板與球上下軸間通過內外球球定位軸承定位，使球和定位板間轉動自如。在閥桿與閥體閥桿軸孔間設置閥桿軸承，杜絕閥桿與閥體間金屬摩擦而導致的破壞。

1.3 閥體和閥蓋的連接：采用螺栓螺母連接，結合面的密封采用徑向和平面雙重密封。確保結合面無泄漏。

1.4 對于大口徑清管閥，閥門在線工作關閉和進行清管作業時，球體受單面介質推力和加大的清管器到位時的沖擊動力，如果采用傳統的閥桿定位，則閥桿承受巨大的介質推力，這種推力對閥桿形成剪切和彎曲破壞，即使加大閥桿軸徑，增加閥桿強度，也會在推力作用下產生疲勞變形，閥桿一旦彎曲，則會與軸孔產生金屬與金屬的摩擦，甚至形成咬合，致使閥門操作力矩增大甚至無法驅動。同時增大閥桿軸徑，也就增加了阻力力臂，導致閥門力矩增大；

1.5 傳統的閥桿定位在單向推力作用下形成軸面單向擠壓，會導致兩種負面影響：

A、閥桿軸面疲勞變形，影響閥桿密封；

B、閥桿密封承受單面擠壓，作用導致閥桿密封失效，閥桿部位出現泄漏。

     上海申弘閥門有限公司，針對閥門工作時的受力特性，采用如圖所示球體定位結構，將單向介質壓力和清管器的沖擊動力傳遞給閥體左右體，避免了上述結構的不足，改善了閥桿及閥桿密封的受力狀況，使閥桿在純扭矩狀態下工作，提高了產品品質，更大程度滿足客戶需求。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種固定上裝清管球閥。為解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：一種固定上裝清管球閥，包括閥體，下固定軸，潤滑軸承，球體，閥座支撐圈，軟閥座，彈簧座，碟簧，彈簧一，閥桿，潤滑軸承，閥蓋，全螺紋螺柱，螺母，填料，連接盤，渦輪頭，作為一種優選，所述的閥桿上陣列有由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明通過固定上裝清管球閥的設置，實現了在不停機的情況下對管道進行清洗，提高了效率，同時也降低了清洗成本。

1.6 清管球閥結構設計的特點如下：*的球體固定方式

采用整體煅造的球體，球體的轉軸通過上下兩個支座固定在閥體上這種*的球體固定方式有以下優點：

? 球體載荷作用在兩個較大的自潤滑軸承表面，確保他們在低壓力下工作，減小磨損。

? 支座更靠近閥門中心線，球體轉軸幾乎不承受彎曲載荷。

? 球體載荷直接作用在閥體上，它與管道外徑接近，使作用在閥體上的彎曲載荷小。

? 閥桿設計成可以拆卸，球體軸向載荷傳遞到閥體而不影響閥桿。

? 閥桿實現了純扭矩操作。

操作扭矩傳遞系統

閥桿與球體以兩種方式匹配來傳遞扭矩

? 扁槽和扁方：閥桿頭部扁方置于球體扁槽內。

? 撥叉組件：閥桿頭部扁方（1）通過兩個撥叉（2）與球體軸孔（3）連接，載荷由閥桿頭部傳遞到撥叉內表面，再經更大的圓柱接觸面傳遞到球體，從而減小了應力集中。閥桿與球體之間的連接間隙保證了球體的軸向自由度，這樣有以下優點：

A、 閥桿不受徑向或彎曲載荷，只傳遞操作閥門的扭矩，實現了純扭矩操作。

B、 閥桿對中性好，改善了密封效果，密封件磨損小，大大延長了使用壽命，同時使閥門操作輕便靈活。

閥桿雙重密封（選配）

閥桿密封可用兩個帶檔圈的O型圈實現雙重密封，外層密封圈可以實現帶壓更換。

閥桿緊急密封：必要時，可通過注脂閥注入密封脂用于閥桿緊急密封。

閥座結構

閥門密封通過兩個可以浮動的閥座支承圈實現。每個支撐圈是鍛件，可軸向浮動并截斷流體，包括球側密封或體側密封。它們通過彈簧預緊以實現低壓密封，由活塞效應實現高壓密封。對體側密封的特殊設計，可以實現以下兩種不同形式的球體密封：

? 雙密封（標準設計）。采用雙密封結構，不管通過閥門的流體方向如何（與流體進入管線的方向無關），上游和下游兩個支撐圈可同時推向球體，實現球側密封，這種密封設計對流體有雙重阻擋作用，即使上游密封失效，下游密封也能保證球側密封，這樣能確保閥門運行的性。為了防止中腔超壓，閥體上應安裝泄壓閥。

? 單密封（自動泄壓）。采用單密封結構時，只有上游密封起作用。中腔介質的超壓會克服彈簧的預緊作用，使閥座遠離球體，從而自動泄壓到下游管道內。

閥座復合密封

彈性閥座確保雙重球體密封：初級金屬密封，次級軟密封，達到氣密。閥座是截面帶圓角的三角形的圓環，用壓環把它固定在閥座槽內，這種特殊的設計防止了閥座在閥座槽中的扭轉，避免了在球體轉動時閥座被擠出閥座槽中。當閥座支承圈壓向球體時，支承圈和球體保持金屬密封，由彈性材料制成的閥座實現軟密封。金屬接觸避免了閥座被介質中的固體雜質損傷。由于閥座的高彈性，即使球體表面有一定損傷也能密封。

閥座緊急密封（選配）

    當閥座密封有所損傷，影響閥門密封時，可通過注入密封脂用于緊急密封。這由支承圈和閥體上的注脂孔和槽組成，通過它們即可注脂。對焊接球閥，緊急密封為標準設計：對分體式球閥，按要求執行。

排放特點：

? 單截斷：閥門中腔的介質只有在關位置時才能排放。

? 閥門中腔的介質在開和關位置時均可排出。為了防止中腔介質超壓，閥門應按要求配備泄壓設備（自動泄壓閥座或泄壓閥）

操作輕便

　    球體被支撐在閥體與閥蓋之間，并襯以具有良好自潤滑性能和減磨性能的PTFE滑動軸承。球體與閥座的作用力得到精確的控制。閥桿不受球體推力作用，閥桿扭轉自如，閥門操作靈便。 

快開盲板

閥體中部設置有取放清管器的水平通道，通道端部設置有啟閉密封機構——快卸裝置，快卸裝置主要由快卸閥蓋、快卸體、卡環組成。操作時間不足60秒。快開門密封采用自緊式密封，在快開門上裝有進口氟橡膠唇形密封圈，快開門關閉后與密封面產生足夠比壓，隨著壓力升高，密封效果越好。卡環式快卸裝置, 只需將快卸閥蓋推入快卸體,搬動小手柄，卡環脹開，進入快卸體的卡槽內，裝入擋塊，擰緊擋塊螺絲，同時，排氣泄壓閥關閉；若需打開快卸閥蓋須擰開擋塊螺絲，與之相連的排氣泄壓閥打開，清管閥泄壓，取下擋塊卡環收縮脫出快卸體的開槽，即可打開快卸閥蓋取放清管器。快卸閥蓋防火的自緊式密封結構，密封可靠。擋塊和擋塊螺絲同時還是一個安全機構，如果不擰開擋塊螺絲就不能打開擋塊，則打不開快卸閥蓋；擰開擋塊螺絲則與之相連的排氣泄壓閥打開，腔體泄壓，才能打開擋塊，快卸閥蓋就能安全打開。快卸閥蓋與快卸體之間依靠“一對門式”連桿相互連接，可有效地防止意外情況下快卸閥蓋飛出傷人。

零泄漏

壓力試驗并保證任何密封部位無可見泄漏。

耐火安全設計

當彈性閥座插件被燒損后，球體和閥座間形成金屬對金屬的密封；閥體與閥蓋間以及閥桿部位都設置耐高溫的石墨墊片，保證高溫密封可靠性。耐火試驗符合API 6FA和API 607標準要求

防靜電設計

導靜電彈簧保證球體與閥體、閥桿與閥體間的良好導通，安全地導出磨擦產生的靜電。 

連鎖安全設計

放空閥與快開盲板鎖定銷聯鎖，在放空閥沒打開泄壓之前不可能打開快開盲板，保證了操作的安全性。 

清洗設計

閥體上可安裝一注水閥，當輸送有毒介質時通過帶有一個噴頭的注水閥沖洗閥門體腔，并通過排污閥排放到污水罐。 

排污放空安全設計

     在閥體中腔底部設計排污閥，排污閥口徑取閥門公稱通徑的1/10，保證中腔壓力介質排放，同時考慮閥門在低溫地區可能出現氣體含水介質排污閥冰堵現象，設計了快開門連鎖放空閥，確保閥門中腔介質壓力的釋放，保證操作閥門人員的安全。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明通過固定上裝清管球閥的設置，實現了在不停機的情況下對管道進行清洗，提高了效率，同時也降低了清洗成本。

2、固定上裝清管球閥設計規范上海申弘閥門有限公司清管閥比較優勢 

2.1 技術來源

上海申弘閥門有限公司是中國球閥生產專業廠家，擁有閥門所涉及的關于材料、化學腐蝕、產品功能及外觀設計、加工制造及工藝、質量控制、售后服務、技術談判等各方面的專家和工作經驗豐富的工程師，對于閥門從設計到實際工況的運行具有豐富的經驗和獨到的技術。各種智慧和經驗的綜合，形成了實力雄厚的技術團隊。在完善的球閥設計基礎上，對于清管閥從設計到使用的各個方面的細致了解，分析研究，嚴格按ISO9001和API 6D質量管理體系要求，開發公司清管閥，形成了*完善的清管閥技術體系。

2.2 種過流方式

PA型  

PA型是清掃管道用的標準型清管閥。它的球孔面積比管子通流面積約大25%，以保證清管作業過程中輸送介質持續流動。

PB型  

PB型是一種帶旁通的清管閥，在球體上垂直于球孔方向開設兩個橢圓形通道，其通流面積約為管子的25% 。這種結構保證即便在發射或接收清管器時清管閥也不會發生斷流。PB型清管閥不能當作截斷閥使用。

PC型  

PC型主要是隔離和序輸送介質用清管閥。它的球孔面積比管子通流面積約大3%；并且在接收清管閥的球孔內有一個附加密封，保證隔離清管器到達接收清管閥時形成密封，獲得理想的隔離效果。 

2.3 定位方式和閥桿工作受力條件

上海申弘閥門有限公司清管閥采用引進美國新比隆（GE）設計理念，將單向介質壓力和清管器的沖擊動力傳遞給閥體左右體，使球和定位板間轉動自如。杜絕閥桿與閥體間金屬摩擦而導致的破壞。使閥桿在純扭矩狀態下工作，提高了產品品質，更大程度滿足客戶需求國內其他公司清管閥采用傳統的閥桿定位，閥門在線工作關閉和進行清管作業時，球體受單面介質推力和加大的清管器到位時的沖擊動力，這種推力和動力沖擊對閥桿形成剪切和彎曲破壞，即使加大閥桿軸徑，增加閥桿強度，也會在推力作用下產生疲勞變形，閥桿一旦彎曲，則會與軸孔產生金屬與金屬的摩擦，甚至形成咬合，致使閥門操作力矩增大甚至無驅動。同時增大閥桿軸徑，也就增加了阻力力臂，導致閥門力矩增大；傳統的閥桿定位在單向推力作用下形成軸面單向擠壓，會導致兩種負面影響：

A、閥桿軸面疲勞變形，影響閥桿密封；

B、閥桿密封承受單面擠壓，作用導致閥桿密封失效，閥桿部位出現泄漏。

 

本發明不局限于上述實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下做出的結構變化，凡是與本發明具有相同或者相近似的技術方案，均屬于本發明的保護范圍。