保溫夾套式球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)針對目前技術(shù)領(lǐng)域中保溫球閥存在的缺陷，對其密封材料及密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其在高溫工況下能確保密封性能，并且大大提高其使用壽命。 之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹保溫夾套式球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)關(guān)鍵詞：保溫球閥；密封結(jié)構(gòu)；密封材料；溫度
隨著國內(nèi)工業(yè)的不斷發(fā)展，對管線上使用的保溫球閥的需求也隨之增加，對保溫球閥的要求也越來越高，用戶選用保溫球閥時(shí)，特別關(guān)注該閥有沒有具有良好的密封性能以阻止介質(zhì)的泄漏。由于進(jìn)口保溫球閥的可靠性較好，因此用戶對重要部位多采用進(jìn)口保溫球閥，但是進(jìn)口保溫球閥價(jià)格昂貴，交貨周期較長，售后服務(wù)不方便，嚴(yán)重影響整套管線的運(yùn)作。為了減少管線費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)保溫球閥的國產(chǎn)化，國內(nèi)廠家也不斷在國產(chǎn)保溫球閥的質(zhì)量上、密封可靠性上精益求精，力求代替進(jìn)口保溫球閥。本文就針對保溫球閥在耐高溫問題上進(jìn)行分析并提出改進(jìn)措施。 
1保溫夾套式球閥結(jié)構(gòu)改進(jìn) 提出問題
目前現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中的保溫球閥也稱夾套球閥，是在球閥的基礎(chǔ)上焊裝金屬夾套，夾套與閥體之間構(gòu)成保溫通道，通道內(nèi)注入蒸汽或其他保溫介質(zhì)，確保閥內(nèi)介質(zhì)能夠正常工作。保溫球閥具有良好的保溫特性，且閥門的通徑與管徑一致，同時(shí)又能有效地降低管路中介質(zhì)熱量損失。主要用于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統(tǒng)中，以輸送常溫下會凝固的高粘度介質(zhì)。
因受閥門密封結(jié)構(gòu)及其相對應(yīng)的密封材料的制約，其使用的溫度小于 200℃。而且長時(shí)間在 200℃ 的工況下使用，壽命較短。雖然閥座方面可選用短時(shí)間能耐 300 ℃ 的高強(qiáng)度石墨材料，但閥門中還有許多需要密封的部位仍無法在高溫場合下密封，特別是徑向密封方面，高強(qiáng)度石墨材料不適宜做徑向密封。通常的保溫球閥徑向密封是采用 O 形圈密封結(jié)構(gòu)，這樣整臺閥門的使用溫度直接受到 O 形圈使用溫度的制約，目前保溫球閥上使用的 O 形圈是氟橡膠，而氟橡膠的使用溫度在 200℃ 以內(nèi)，且不能長期在這極限溫度內(nèi)使用。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場中許多介質(zhì)的要求，如工況介質(zhì)為松香時(shí)，其要求保溫球閥的使用溫度為 300 ℃，這樣才有利于松香介質(zhì)獲得較為理想的流動(dòng)性，傳統(tǒng)中用 O 形圈作為密封零件時(shí)，就無法滿足其要求。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥球閥的基礎(chǔ)上焊裝金屬夾套，用于注入蒸汽或其它保溫、保冷介質(zhì)，確保閥內(nèi)介質(zhì)能夠正常工作。保溫球閥根據(jù)球閥的結(jié)構(gòu)不同，有整體式保溫球閥、兩片式保溫球閥、對夾式保溫球閥等幾種結(jié)構(gòu)形式，廣泛適用于化工、石油、制藥、冶金等行業(yè)的系統(tǒng)管路中。 用單斜面彈性密封圈或V型槽彈性密封圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)介質(zhì)壓力較小時(shí)，密封圈與球體的接觸面較小，故有較大的密封比壓，確保可靠密封，介質(zhì)壓力圈套時(shí)，密封圈與球體接觸面積增大，故密封圈能承接較大的介質(zhì)推力而不會損壞。由于聚四氟乙等密封圈材料具有良好的自潤滑性，與球體的摩擦損小，故球的使用壽命長。
BQ41F二段式保溫夾套球閥技術(shù)參數(shù)：
主要零件 閥體 WCB ZG1Cr18Ni9Ti CF8(304) CF8(304L) ZG1Cr18Ni
12Mo2Ti CF8M(316) CF3M(316L)
球體、閥桿 2Cr13 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9Ti
(304) 00Cr19NI11
(304L) 1Cr18Ni
12Mo2Ti 0Cr17Ni
12Mo2(316) 00Cr17Ni
14Mo2(316L)
密封圈 聚四氟乙烯 對位聚苯 PTFE、PPL
填料、墊圈 V型聚四氟乙烯、柔性石墨環(huán)、聚四氟乙烯片、柔性石墨纏繞墊
適用工況 適用介質(zhì) 水、蒸汽、油品等 硝酸等腐蝕性 強(qiáng)氧化性介質(zhì) 醋酸等腐蝕性介質(zhì) 尿素等腐蝕性介質(zhì)
適用溫度 -28~300℃
應(yīng)用規(guī)范 設(shè)計(jì)制造按 CB12237-89 API6D JPI17S-48
法蘭尺寸按 JB79-59、SH3406、GB9113、HC20592-97 ANSI B16.5 JIS B2212-2214
結(jié)構(gòu)長度按 GB12221-89 ANSI 16.10 JIS B202
檢驗(yàn)試驗(yàn)按 GB/T13927-89 JB/T9092-99 JPI590
2 改進(jìn)措施
根據(jù)保溫球閥存在的問題，確定對保溫球閥的密封材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。保溫閥門有很好的保溫保冷的特點(diǎn)，閥門的通徑和管徑差不多，還能有效降低管路中介質(zhì)熱量損失。有比較好的保溫保冷特性，能有效降低管路中介質(zhì)的熱量發(fā)生的損失。保溫閥門在石油、化工、冶金、制藥等各類系統(tǒng)中得到較多應(yīng)用，有效降低管路中介質(zhì)熱量的損失，防止介質(zhì)結(jié)晶、凝固等相象的出現(xiàn)。保溫閥門的作用在溫度高或者低的情況通過閥門的時(shí)候，保溫閥門內(nèi)的對介質(zhì)產(chǎn)生保溫效果，介質(zhì)不會凝結(jié)或粘在閥體內(nèi)部，讓閥門的啟閉能正常運(yùn)作。
（1）首先對圖 1 在支承圈與閥體之間，通常采用 O 形圈作徑向密封的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，取消采用 O 形圈的密封結(jié)構(gòu)，在圖 2 支承圈上直接加工出臺階結(jié)構(gòu)使支承圈與閥體之間組成密封腔．在密封腔內(nèi)裝上耐高溫的柔性石墨材料的密封圈，在密封圈后面加裝一個(gè)帶錐截面的墊圈，墊圈后面裝上結(jié)構(gòu)的螺塞，這樣通過旋緊螺塞，螺塞將力傳遞給墊圈，墊圈的錐截面將擠壓密封圈，密封圈產(chǎn)生變形，使其在徑向內(nèi)外貼緊支承圈和閥體，從而使保溫球閥在徑向獲得耐高溫的密封結(jié)構(gòu)，同時(shí)，通過旋緊螺塞，使球體與閥座之間產(chǎn)生預(yù)緊密封力，使其獲得密封。
（2）在閥座密封結(jié)構(gòu)上亦做出相應(yīng)的改進(jìn)，采用鑲?cè)胧浇Y(jié)構(gòu)，將閥體及支承圈挖出凹槽，凹槽底端裝入密封性能*且耐高溫的柔性石墨，既能起到閥座底端的密封作用，又能起到各密封副之間因熱脹冷縮的補(bǔ)償作用。在柔性石墨上面裝上耐高溫的金屬閥座，使用溫度可提高到 425℃ 以內(nèi)長時(shí)間使用，從而解決了保溫球閥不能在 200℃ 以上長時(shí)間使用的局面。并且還可根據(jù)實(shí)際工況的要求選用不同材質(zhì)的閥座。
（3）在圖 1 中起排泄作用的底端接管與堵頭是螺紋連接，當(dāng)溫度升高時(shí)，螺紋部分的密封很難保證，決定取消堵頭，在圖 2 中與底端接管連接的堵頭換上臺階式排污堵頭，連接端用纏繞墊進(jìn)行密封，確保底端的密封可靠性。
3 結(jié)語
通過改進(jìn)保溫球閥的密封結(jié)構(gòu)，密封性能優(yōu)良，特別是改進(jìn)后的柔性石墨代替了 O 形圈，在溫度 ≤425℃ 的工況上得到廣泛使用。隨著國內(nèi)工業(yè)水平的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，其性能將不斷提高，應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。保溫球閥是根據(jù)市場需求而改進(jìn)設(shè)計(jì)制造的，該閥門具有整體結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、密封可靠和壽命長等特點(diǎn)，目前該保溫球閥在用戶使用工況中運(yùn)行良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對容易凝固、高粘度的液體介質(zhì)具有優(yōu)良的性能，特別適用于松香之類的稠質(zhì)介質(zhì)。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥 |
