管線球閥的發(fā)展與結構形式

德國Borsig的閥門的發(fā)展中，除了一般的常規(guī)試驗之外，還進行了球體應力、應變測試，閥體彎曲試驗和應力分析，焊接殘余應力測定，環(huán)境艙內低溫下壓力與功能試驗，扭矩測試等強度分析和附加形式試驗，產品的規(guī)格：通徑NPS2?60，壓力等級 Classl50 ?900。

（3）日本公司全焊接球狀管線球閥

日本KITZ公司、久保田鐵工（株）和TIX公司亦積極從事球狀閥體全焊接結構的研究和開發(fā)工作， 并且卓有成效和創(chuàng)新，可以以TIX公司產品作為代表來說明日本管線球閥的發(fā)展（圖3-25），其產品特征如下：

①閥體由對稱的兩個左、右鍛造半球體組成，焊縫在中間，采用TIG焊，軸頸的填料箱體與閥體球殼焊接是一縱向焊縫，不同于德國的Borsig公司的橫向焊縫，焊縫處的應力狀態(tài)更為合理；

②上、下軸頸填料箱體與球體之間增加一道密封，旨在防止固體顆粒進入驅動軸系統(tǒng)；

③驅動軸與球體采用一個圓柱銷作為驅動軸的鍵，來傳遞轉矩；

④組合密封座的密封環(huán)采用PTFE或尼龍，并

用一個可動內環(huán)來固定（圖3-26）。

日本的產品（包括KITZ和Tubota）都經過嚴格的形式試驗，這些試驗除了耐壓強度、氣密性和動作試驗之外尚有砂粒磨損試驗，異物嵌入試驗，吹風試驗，外載荷彎曲，拉伸、壓縮試驗，密封脂緊急注射泄漏量測定試驗，長期介質浸漬試驗，配管焊接時溫度分布的測定等。例如，久保田鐵工（株），Kubaba 公司對于一個ClaSS150, NPS8的閥門，提供彎曲試驗時，在不同內壓和不同外部彎曲載荷下的扭矩變化曲線（圖3-27）。產品在外載荷條件下，閥門的操作力矩沒有發(fā)生突變，開關是安全的。

（4）俄羅斯公司全焊接球狀管線球閥

俄羅斯Tyazhpromarmatuva公司亦是一家生產全焊接球形閥體管線球閥的工廠，其產品的外貌如圖3-28 所7K。

（5）意大利Grove公司筒狀閥體管線球閥

在石油、天然氣長輸管線的集輸與分輸站，以及 天然氣加工工業(yè)中需要分體式閥體的管線球閥。意大利Gmve公司zui早發(fā)展了這一產品。按結構可以分為兩段式（two pieces）和三段式（three pieces）閥體結構，如圖3-29和圖3-30所示。

型兩段式閥體主要是用在NPS4以下，壓力等級Classl50?1500級。固定球結構，浮動閥座， 前級進口側密封，后級出口側閥腔壓力超壓泄放，球體表面鏡面拋光，驅動軸與閥體接觸處有一減摩的推力墊，以降低啟閉轉矩。軸頸處兩道〇形橡膠密封， 有一個外部的限位機構來限定閥門的“開”和“關” 位置，有一個外部執(zhí)行器的連接平臺可供蝸輪箱或其他動力裝置的安裝。這種固定球的結構，在球體上有兩個軸孔，兩個固定軸地插入球孔中，有一對滑動軸承來支撐作用在球體上的介質力，保持球的回轉中心。由于采用浮動閥座，減少并可控密封環(huán)的密封比壓，可以使產品服務于更高的壓力等級至 Classl500級。兩個獨立的對置的浮動閥座，背面各有一個碟形彈簧加載，提供密封必需的初始密封比壓，保證在低壓差條件下的密封性能。兩個閥座可以 沿著流道的軸線方向做微小移動。進口端介質壓力作用在閥座上，使用增強特氟龍材料制造的密封環(huán)緊貼球體表面，達到氣泡級無可見泄漏，并滿足DBB功能要求。

B-5型三段式閥體由主閥體和兩個副閥體組成， 用一組螺栓將其連接起來，在主閥體的上部有一個孔，插人填料箱體，并由螺栓連接在閥體上，一塊用以連接執(zhí)行機構的支板，通過填料箱上預留的通孔， 也用螺栓連接在主閥體上。這種閥體的結構設計，很大程度上削弱了主閥體的強度，版本昀樣本，參照中國管線球閥的結構設計，采用焊接閥頸。球體上下有兩個支軸，并有兩塊帶有PTFE塑料軸承的支板支撐，使軸回轉中心不變。兩塊支板則夾持在左右副閥體的中間，這樣主閥體、副閥體，支板形成一個封座設計的概念一樣。

另外，同樣由于采用彈性體橡膠密封的原因，背部加載的彈簧力，很容易使閥座在很低壓差條件下， 并可獲得可靠的密封。

由于球體上的軸頸被很好地固定在球體的回轉中心，而且采用低摩擦因數(shù)的PTFE塑料軸承，從而獲得低的操作力矩。

主閥體與副閥體之間的防火結構，驅動軸處的防火結構如圖3-33所示，是一個石墨墊。防靜電結構和軸防吹出結構，如圖3-33所示。

為了與全焊接閥體球狀結構相競爭；在這一分體式筒狀閥體的基礎上，將閥體連接螺栓代之以環(huán)向焊縫，就變?yōu)橐恢蝗附油残伍y體管線球閥，它的內部零件球體、閥座、軸都是和分體式筒狀閥體管線球閥通用的。這樣，在管線球閥的發(fā)展中形成兩大流派， 一派是球狀全焊接閥體管線球，如美國Cameron，德 國Bosig和Schuck，日本TIX和Tubota。另一派是筒狀閥體管線球閥，有全焊接閥體和分體式閥體兩種形式。除了意大利Grove公司之外，尚有Parer， Nuovo Pignone,美國Velan，捷克MSA等，結構幾乎類同，僅在驅動軸與球體相連接部分，有的采用扁身，有采用方身來傳遞轉矩，筒狀閥體管線球閥的通徑為NPS2?60，壓力等級為Classic?2500。

在管道工業(yè)中，某些場合需要可以在線維修的上 裝式管線球閥，它的結構如圖3-34所示。一個鑄造的整體閥體，中間一個帶有兩個軸頸的球體，下軸頸與閥體相配合，中間有一個塑料減摩滑動軸承支撐， 上軸頸與閥門頂部端蓋相配合，中間亦有一個塑料滑動軸承，這樣將球體固定在回轉中心上，驅動軸與球體通過一個扁身來傳遞轉矩，閥座的結構類同于分體式管線球閥閥座，主要是需要考慮裝配時和在線維修 時能向水平方向兩側移動，以便球體在開啟位置時， 從閥座中取出或者裝入。上裝式管線球閥的通徑為 NPS2?40，壓力等級為Classl50?2500級。

來源：上海自動化儀表銷售網（www.40017.net）

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