关于气动防爆球阀的产品特点
气动防爆球阀采用两片式阀体或三片式阀体,并配有两个浮动阀座,在介质压力下可移动。在阀座底部下方,设有阀座预紧弹 […]
气动防爆球阀采用两片式阀体或三片式阀体,并配有两个浮动阀座,在介质压力下可移动。在阀座底部下方,设有阀座预紧弹 […]
Q21F外螺纹球阀结构简单、体积小、重量轻。有两个密封面,而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种塑料,密封性好,能实现完全密封。适用范围广,通径从小到几毫米,大到几米,从高真空至高压力都可应用。
阀门在长输管线中的重要作用及其分类,其中球阀由于良好的密封性能等优点而被广泛使用。主要指固定式软密封球阀,描述了球阀的结构、球阀的特点、材料的选择和强度计算等,最后设计出了一种新的系统,同时提出了球阀今后的发展方向。
摘要:针对目前技术领域中保温球阀存在的缺陷,对其密封材料及密封结构进行改进,使其在高温工况下能确保密封性能,并且大大提高其使用寿命。
关键词:保温球阀;密封结构;密封材料;温度
随着国内工业的不断发展,对管线上使用的保温球阀的需求也随之增加,对保温球阀的要求也越来越高,用户选用保温球阀时,特别关注该阀有没有具有良好的密封性能以阻止介质的泄漏。由于进口保温球阀的可靠性较好,因此用户对重要部位多采用进口保温球阀,但是进口保温球阀价格昂贵,交货周期较长,售后服务不方便,严重影响整套管线的运作。为了减少管线费用,实现保温球阀的国产化,国内厂家也不断在国产保温球阀的质量上、密封可靠性上精益求精,力求代替进口保温球阀。本文就针对保温球阀在耐高温问题上进行分析并提出改进措施。
1 提出问题
目前现有技术领域中的保温球阀也称夹套球阀,是在球阀的基础上焊装金属夹套,夹套与阀体之间构成保温通道,通道内注入蒸汽或其他保温介质,确保阀内介质能够正常工作。保温球阀具有良好的保温特性,且阀门的通径与管径一致,同时又能有效地降低管路中介质热量损失。主要用于石油、化工、冶金、制药、食品等各类系统中,以输送常温下会凝固的高粘度介质。
因受阀门密封结构及其相对应的密封材料的制约,其使用的温度小于 200℃。而且长时间在 200℃ 的工况下使用,寿命较短。虽然阀座方面可选用短时间能耐 300 ℃ 的高强度石墨材料,但阀门中还有许多需要密封的部位仍无法在高温场合下密封,特别是径向密封方面,高强度石墨材料不适宜做径向密封。通常的保温球阀径向密封是采用 O 形圈密封结构,这样整台阀门的使用温度直接受到 O 形圈使用温度的制约,目前保温球阀上使用的 O 形圈是氟橡胶,而氟橡胶的使用温度在 200℃ 以内,且不能长期在这极限温度内使用。远远不能满足市场中许多介质的要求,如工况介质为松香时,其要求保温球阀的使用温度为 300 ℃,这样才有利于松香介质获得较为理想的流动性,传统中用 O 形圈作为密封零件时,就无法满足其要求。
2 改进措施
根据保温球阀存在的问题,确定对保温球阀的密封材料和结构进行改进。
(1)首先对图 1 在支承圈与阀体之间,通常采用 O 形圈作径向密封的结构进行改进,取消采用 O 形圈的密封结构,在图 2 支承圈上直接加工出台阶结构使支承圈与阀体之间组成密封腔.在密封腔内装上耐高温的柔性石墨材料的密封圈,在密封圈后面加装一个带锥截面的垫圈,垫圈后面装上专用结构的螺塞,这样通过旋紧螺塞,螺塞将力传递给垫圈,垫圈的锥截面将挤压密封圈,密封圈产生变形,使其在径向内外贴紧支承圈和阀体,从而使保温球阀在径向获得耐高温的密封结构,同时,通过旋紧螺塞,使球体与阀座之间产生预紧密封力,使其获得密封。
(2)在阀座密封结构上亦做出相应的改进,采用镶入式结构,将阀体及支承圈挖出凹槽,凹槽底端装入密封性能优越且耐高温的柔性石墨,既能起到阀座底端的密封作用,又能起到各密封副之间因热胀冷缩的补偿作用。在柔性石墨上面装上耐高温的金属阀座,使用温度可提高到 425℃ 以内长时间使用,从而解决了保温球阀不能在 200℃ 以上长时间使用的局面。并且还可根据实际工况的要求选用不同材质的阀座。
(3)在图 1 中起排泄作用的底端接管与堵头是螺纹连接,当温度升高时,螺纹部分的密封很难保证,决定取消堵头,在图 2 中与底端接管连接的堵头换上台阶式排污堵头,连接端用缠绕垫进行密封,确保底端的密封可靠性。
3 结语
通过改进保温球阀的密封结构,密封性能优良,特别是改进后的柔性石墨代替了 O 形圈,在温度 ≤425℃ 的工况上得到广泛使用。随着国内工业水平的发展和技术进步,其性能将不断提高,应用范围将不断扩大。保温球阀是根据市场需求而改进设计制造的,该阀门具有整体结构紧凑、操作方便、密封可靠和寿命长等特点,目前该保温球阀在用户使用工况中运行良好,各项性能指标均达到设计要求。对容易凝固、高粘度的液体介质具有优良的性能,特别适用于松香之类的稠质介质。
不锈钢球阀在石油、化工、发电等各部门中用得很多,是以不锈钢为材质,不锈钢球阀产品具有很强的防腐蚀特点,结构简单,紧密可靠等特点。本文主要对不锈钢球阀在使用过程中七大
优势作如下详细介绍:
1.流体阻力小,阻力系数与同长度的管段相等;
2.结构简单、体积小、并且重量轻;
3.紧密可靠,目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好,在真空系统中也已广泛使用;
4.操作方便,开闭迅速,从全开到全关只要旋转90°,便于远距离的控制;
5.维修方便,球阀结构简单,密封圈一般都是活动的,拆卸更换都比较方便;
6.在全开或全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,介质通过时,不会引起阀门密封面的侵蚀;
7.不锈钢球阀适用范围广,通径从小到几毫米,大到几米,从高真空至高压力都可应用。
不锈钢球阀同时具备球阀的产品特点,具体的可能参照一下其产品特点.
发展演变:气动球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转90度动作,不同的是旋塞体是球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。球面和通道口的比例应该是这样的,即当球旋转90度时,在进、出口处应全部呈现球面,从而截断流动。本类阀门在管道中可任意位置安装。
工作原理
气动球阀只需要用气动执行器用气源旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀最适宜直接做开闭使用,但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑,易于操作和维修,适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质,而且还适用于工作条件恶劣的介质,如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的,也可以是组合式的。
气动球阀的现实作用
气动球阀的工作原理是靠旋转阀芯来使阀门畅通或闭塞。气动球阀开关轻便,体积小,可以做成很大口径,密封可靠,结构简单,维修方便,密封面与球面常在闭合状态,不气动球阀易被介质冲蚀,在各行业得到广泛的应用。气动球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门,只有它的关闭件是个球体,球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。
优点
气动球阀在管路中主要用来做切断速度快、分配和改变介质的流动方向。气动球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门,它具有以下优点:1.流体阻力小,其阻力系数与同长度的管段相等。2.结构简单、体积小、重量轻。3.紧密可靠,目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好,在真空系统中也已广泛使用。4.操作方便,开闭迅速,从全开到全关只要旋转90°,便于远距离的控制。5.维修方便,气动球阀结构简单,密封圈一般都是活动的,拆卸更换都比较方便。6.在全开或全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,介质通过时,不会引起阀门密封面的侵蚀。7.适用范围广,通径从小到几毫米,大到几米,从高真空至高压力都可应用。8.因为气动球阀动力源采用的是气体,一般为0.2-0.8MPa压力,相对比较安全。气动球阀如果漏气的话,相对液动、电动来说,气体可以直接排出,对环境没有污染,同时具有较高的安全性。9.相对于手动和涡轮转动球阀来说,气动球阀可以大口径配置,(手动和涡轮转动球阀一般都在DN300口径以下,气动球阀目前可以达到DN1200口径。)气动球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门,以及人们日常生活中。
气动球阀按结构形式可分:
一、浮动气动球球阀气动球阀的球体是浮动的,在介质压力作用下,球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上,保证出口端密封。浮动气动球球阀的结构简单,密封性好,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构,广泛用于中低压球阀。
二、固定球气动球阀
气动球阀的球体是固定的,受压后不产生移动。
固定球球阀都带有浮动阀座,受介质压力后,阀座产生移动,使密封圈紧压在球体上,以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承,操作扭距小,适用于高压和大口径的阀门。为了减少气动球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年来又出现了油封球阀,既在密封面间压注特制的润滑油,以形成一层油膜,即增强了密封性,又减少了操作扭矩,更适用高压大口径的球阀。
三、弹性球气动球阀气动球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造,密封比压很大,依靠介质本身的压力已达不到密封的要求,必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽,而获得弹性。当关闭通道时,用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头,球体随之恢复原原形,使球体与阀座之间出现很小的间隙,可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。气动球阀按其通道位置可分为直通式,三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。
气动球阀说明书
1、范围
本说明书适用于法兰连接端的电动(或气动)球阀。
2、组成
由电动(或气动)执行机构(20)与球阀阀体部分组成,其连接靠支架(18)和连接轴(17)。
3、使用限制
温度和压力限制l铭牌显示有球阀在最大和最小操作温度下所允许的最大操作压力。l使用PTFE或RTFE材质的阀座和密封件,操作温度应在150度到200度之间。其他类型的阀座和密封件的操作温度,应受到KI工厂的检核。低温l阀的公称压力等级(PN),可表明阀在正常温度状态下的最大工作压力。(例如:PN4.0,表明其操作温度在-290C~380C时的最大工作压力为40Bar(4.0MPa))。l电动或气动执行机构的注意事项参见其相应的说明书。
4、安装
1)、取掉法兰端两边的保护盖,在阀完全打开的状态下进行冲洗清洁。2)、安装前应按规定的信号(电或气)进行整机测试(防止因运输产生振动影响使用性能),合格后方可上线安装(接线按电动执行机构线路图)。3)、准备与管道连接前,须冲洗和清除干净管道中残存的杂质(这些物质可能会损坏阀座和球)。4)、在安装期间,请不要用阀的执行机构部分作为起重的吊装点,以避免损坏执行机构及附件。.5)、本类阀应安装在管道的水平方向或垂直方向。6)、安装点附近的管道不可有低垂或者承受外力的现象,可以用管道支架或者支撑物来消除管线的偏离。7)、与管道连接后,请用规定的扭矩交叉锁紧法兰连接螺栓。4、操作和使用1)、操作前须确认管路和阀已被冲洗过。2)、阀的操作按执行机构输入信号大小带动阀杆旋转完成:正向旋转1/4圈(90°)时,阀关断。反向旋转1/4圈(90°)时,阀开启。3)、当执行机构方向指示箭头与管线平行时,阀门为开启状态;指示箭头与管线垂直时,阀门为关闭状态。
5、维修
拥有较长的使用寿命和免维修期,将依赖以下几个因素:正常的工作条件、保持和谐的温度/压力比,以及合理的腐蚀数据注意:●球阀在关闭状态下,阀体内部依旧存在受压流体●维修前,解除管线压力并使阀门处于打开位置●维修前,断开电源或气源●维修前,将执行机构与支架脱离1)、填料处得再锁紧l若填料涵处有微泄发生,须再锁紧阀杆螺母(13).l注意不要锁太紧,通常再锁1/4圈~1圈,泄露即会停止。
2)、更换阀座和密封件.A)、拆卸l使阀处于半开位置,冲洗、清除阀体内外可能存在的危险物质.l关闭球阀,拆掉两边法兰上的连接螺栓和螺母,然后将阀由管线上完全移除。l依序拆卸驱动装置-执行机构(20)、连接支架(18)、、防松垫圈(14)、阀杆螺母(13)、蝶形弹片(12)、格南(11)、耐磨片(10)、阀杆填料(9)l拆卸体盖连接螺栓(5)和螺母,将阀盖与阀体分离,并拿掉阀盖垫圈(16)。l确认阀球(3)在“关断”位置,这可以将其较容易的从阀体拿出,随后取出阀座。l由阀体中孔向下轻推阀杆(6)直到完全取出,然后取出O型圈(8)及阀杆下填料(7)注意:请谨慎操作,以避免擦伤阀杆表面及阀体填料函密封部位B)、重新组装l清洗和检查拆下零件,强烈推荐用备用零件包更换其阀座及阀盖垫圈等密封件l按拆卸的相反顺序进行组装。l用规定的扭矩,交叉锁紧法兰连接螺栓(5)。l用规定的扭矩,锁紧阀杆螺母(13)l安装执行机构后,输入相应的信号通过旋转阀杆带动阀芯旋转,使阀门至打开和关闭位置。l如有可能,请在回装管道前,按相关标准对阀进行压力密封测试和性能测试。D,型号表示方法:像之前的阀门Q11S-16C这种当中"S”表示是比较老的方法,"S"代表塑料密封付.现在用"F"表示.代表四氟或聚四氟材料
气动球阀的分类与特点
气动球阀有O型气动球阀和V型气动球阀之分。O型气动球阀采用浮动式结构,球芯为精密铸件,外表镀硬铬处理,阀座采用增强聚四氟乙烯材料,流道口与管道口径相同,流通能力极大,流阻极小,关闭时无泄漏,一般做开关阀使用,特别适用于高粘度、V型球阀采用固定式结构,球芯上开有V型切口,可实现剪切含纤维、颗粒状介质根据工艺设备不同可选用气动或电动执行机构,分别组成气动球阀和电动球阀,其中气动球阀如要实现比例调节须配阀门定位器,电动球阀如要实现比例调节须选电子式电动执行机构或配伺服放大器等。从材质上,可以分为:碳钢球阀,不锈钢304球阀,316球阀和铜球阀按压力,可以分为:高压球阀和低压球阀高压气动球阀:主要应用在石油、天然气、液压油、工程机械等行业低压气动球阀:主要应用在介质为水等腐蚀性管路上!
不锈钢高压球阀原理
它具有旋转90度的动作,旋塞体为球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向,它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用,但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用,如V型球阀。作用:球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向,设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。
一、用 途
本产品适用于化工、石化、石油、造纸、采矿、电力、液化气、食品、制药、给排水、市政、机械设备配套、电子工业,城建等领域。
二、主要性能参数
1;连接形式:螺纹、法兰、焊接、
2;传动方式:手动、蜗轮传动、齿轮传动、气动、电动等
3;口径从DN15-DN600;压力从1.0MPA-42MPA;温度-100℃-600℃
4;材质有:锻钢、不锈钢304、不锈钢316,不锈钢316L
5;三通或四通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换,同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。
三、结构特点
1、在阀门全开、全关位置可根据用户要求设有锁定孔,防止非工作人员误操作。
2、在阀杆下部设置台阶,不致于阀门内压异常升高脱出阀杆。
3、开关迅速、启闭灵活,寿命长,安全可靠。
4、气动、电动球阀可远距离集中控制,且能满足计算机程控之需要。
5、防火、防静电性能优良。
四、优点
1.流体阻力小,全通径的球阀基本没有流阻。
2.结构简单、体积小、重量轻。
3.紧密可靠。它有两个密封面,而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种塑料,密封性好,能实现完全密封。在真空系统中也已广泛使用。
4.操作方便,开闭迅速,从全开到全关只要旋转90°,便于远距离的控制。
5.维修方便,球阀结构简单,密封圈一般都是活动的,拆卸更换都比较方便。
6.在全开或全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,介质通过时,不会引起球阀密封面的侵蚀。
7.适用范围广,通径从小到几毫米,大到几米,从高真空至高压力都可应用。
8.由于球阀在启闭过程中有擦拭性,所以可用于带悬浮固体颗粒的介质中。
五、球阀安装注意事项:
球阀在关闭状态下,阀体内部依旧存在受压流体
维修前,解除管线压力并使球阀处于打开位置
维修前,断开电源或气源
维修前,将执行机构与支架脱离
必须先查明球阀上、下游管道确已卸除压力后,才能进行拆卸分解操作
分解及再装配时必须小心防止损伤零件的密封面,特别是非金属零件,取出O 型圈时宜使用专用工具
装配时法兰上的螺栓必须对称、逐步、均匀地拧紧
清洗剂应与球阀中的橡胶件、塑料件、金属件及工作介质(例如燃气)等均相容。工作介质为燃气时,可用汽油(GB484-89)清洗金属零件。非金属零件用纯净水或酒精清洗
分解下来的单个零件可以用浸洗方式清洗。尚留有未分解下来的非金属件的金属件可采用干净的细洁的浸渍有清洗剂的绸布(为避免纤维脱落粘附在零件上)擦洗。清洗时须去除一切粘附在壁面上的油脂、污垢、积胶、灰尘等
非金属零件清洗后应立即从清洗剂中取出,不得长时间浸泡
清洗后需待被洗壁面清洗剂挥发后(可用未浸清洗剂的绸布擦)进行装配,但不得长时间搁置,否则会生锈、被灰尘污染 新零件在装配前也需清洗干净
使用润滑脂润滑。润滑脂应与球阀金属材料、橡胶件、塑料件及工作介质均相容。工作介质为燃气时,可用例如特221 润滑脂。在密封件安装槽的表面上涂一薄层润滑脂,在橡胶密封件上涂一薄层润滑脂,阀杆的密封面及摩擦面上涂一薄层润滑脂
装配时应不允许有金属碎屑、纤维、油脂(规定使用的除外)灰尘及其它杂质、异物等污染、粘附或停留在零件表面上或进入内腔