保温球阀的改进技术
2019-08-19 [1756]

随着國(guó)内工业的不断发展,对管線(xiàn)上使用(yòng)的保温球阀球阀的需求也随之增加,对保温球阀的要求也越来越高,用(yòng)户选用(yòng)保温球阀时,特别关注该阀有(yǒu)没有(yǒu)具有(yǒu)良好的密封性能(néng)以阻止介质的泄漏。由于进口保温球阀的可(kě)靠性较好,因此用(yòng)户对重要部位多(duō)采用(yòng)进口保温球阀,但是进口保温球阀价格昂贵,交货周期较長(cháng),售后服務(wù)不方便,严重影响整套管線(xiàn)的运作。為(wèi)了减少管線(xiàn)费用(yòng),实现保温球阀的國(guó)产化,國(guó)内厂家也不断在國(guó)产保温球阀的质量上、密封可(kě)靠性上精益求精,力求代替进口保温球阀。本文(wén)就针对保温球阀在耐高温问题上进行分(fēn)析并提出改进措施。

      1 提出问题
      目前现有(yǒu)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,夹套与阀體(tǐ)之间构成保温通道,通道内注入蒸汽或其他(tā)保温介质,确保阀内介质能(néng)够正常工作。保温球阀具有(yǒu)良好的保温特性,且阀门的通径与管径一致,同时又(yòu)能(néng)有(yǒu)效地降低管路中介质热量损失。主要用(yòng)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(yòng)的温度小(xiǎo)于 200℃。而且長(cháng)时间在 200℃ 的工况下使用(yòng),寿命较短。虽然阀座方面可(kě)选用(yòng)短时间能(néng)耐 300 ℃ 的高强度石墨材料,但阀门中还有(yǒu)许多(duō)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(yòng) O 形圈密封结构,这样整台阀门的使用(yòng)温度直接受到 O 形圈使用(yòng)温度的制约,目前保温球阀上使用(yòng)的 O 形圈是氟橡胶,而氟橡胶的使用(yòng)温度在 200℃ 以内,且不能(néng)長(cháng)期在这极限温度内使用(yòng)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能(néng)满足市场中许多(duō)介质的要求,如工况介质為(wèi)松香时,其要求保温球阀的使用(yòng)温度為(wèi) 300 ℃,这样才有(yǒu)利于松香介质获得较為(wèi)理(lǐ)想的流动性,传统中用(yòng) O 形圈作為(wèi)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 在支承圈与阀體(tǐ)之间,通常采用(yòng) O 形圈作径向密封的结构进行改进,取消采用(yòng) 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體(tǐ)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(yòng)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體(tǐ),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,使球體(tǐ)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(yòng)镶入式结构,将阀體(tǐ)及支承圈挖出凹槽,凹槽底端装入密封性能(néng)优越且耐高温的柔性石墨,既能(néng)起到阀座底端的密封作用(yòng),又(yòu)能(néng)起到各密封副之间因热胀冷缩的补偿作用(yòng)。在柔性石墨上面装上耐高温的金属阀座,使用(yòng)温度可(kě)提高到 425℃ 以内長(cháng)时间使用(yòng),从而解决了保温球阀不能(néng)在 200℃ 以上長(cháng)时间使用(yòng)的局面。并且还可(kě)根据实际工况的要求选用(yòng)不同材质的阀座。

      (3)在图 1 中起排泄作用(yòng)的底端接管与堵头是螺纹连接,当温度升高时,螺纹部分(fēn)的密封很(hěn)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(yòng)缠绕垫进行密封,确保底端的密封可(kě)靠性。

       3 结语
       通过改进保温球阀的密封结构,密封性能(néng)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(yòng)。随着國(guó)内工业水平的发展和技术进步,其性能(néng)将不断提高,应用(yòng)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(yǒu)整體(tǐ)结构紧凑、操作方便、密封可(kě)靠和寿命長(cháng)等特点,目前该保温球阀在用(yòng)户使用(yòng)工况中运行良好,各项性能(néng)指标均达到设计要求。对容易凝固、高粘度的液體(tǐ)介质具有(yǒu)优良的性能(néng),特别适用(yòng)于松香之类的稠质介质。