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全焊接锻钢阀体管线球阀的结构特征

美国公司全焊接球状管线球阀在20世纪50年代,美国Cameron公司,推出一种球状结构,全焊接锻钢阀体的管线球阀(图3-21), 其结构特征如下。
1、阀体是全焊接,球状,由四块锻件拼接组成, 焊接是在产品组装完成后进行,焊接工艺是最后一道工序,这样形成一个封闭的产品,不可再分解、拆卸。 这种以焊接作为产品最后一道工序的,称为“焊接产品”。这样,内件如球体、密封座、密封环、轴承无须更换,因此,这种结构上的合理性及其带来的客户效益,是在服役生命期内的可靠密封(sealed for life)。
另外,整体阀体提供了足够的强度和刚性,产品经弯曲试验和压缩试验验证了阀体的强度和刚性。
2、可转动阀座,阀座外缘加工成棘轮,球体表 面上固定着一个拨动机构,球阀每开或关一次,棘轮转动一个角度。设计者的思路是考察球体对阀座之间相对运动,作用在阀座密封环带上,磨损的不均匀性,凭借阀座的转动来获得密封环磨损的均匀。但实 践结果恰恰和这一预期效果相反,阀座的转动加速了阀座的泄漏。因为管道中砂粒出现在管线的底部,划痕从密封环底部位置上发生,阀座的转动增加了泄漏 点,这一原始结构设计,现在已不被人们所认可。
3、固定球结构,球体上有两个轴孔,插入两个过盈配合的支承轴,形成一个组合球体,上支承轴作为驱动轴,与传动机构采用花键连接。轴承采用低摩擦系数的PTFE塑料轴承,无须润滑,操作轻便。
4、旋转阀座上的密封环材料为尼龙或PTFE, 并被牢固地锁定在金属座圈内。阀座与阀体之间的密封采用唇式密封结构,用PTFE制成。背面有平板弹簧推动,提供密封座的初始密封。当密封座上软密封失效时,有一个密封脂紧急注入通道,密封脂通过一 个注油嘴和单向阀通向球体表面,提供一个临时紧急密封。这一组合密封座结构满足DBB的功能要求以及低的密封压力,避免产生高的操作转矩,密封座的设计成为前级密封,具有自泄放功能,腔体压力异常升高时,出口端阀座自动排放。
5、阀杆上的密封环用PTFE制造,有上、下两个轴封,如果需要,上轴封可以被更换。
6、产品的火烧试验证明,塑料密封环被烧毁后密封座的金属球面金属相接触,密封座与阀体间的PTFE唇式密封环烧毁后,碟形弹簧的两个平面与阀体和阀座金属面相接触,其泄漏量的总和是有限的, 能够达到液滴密封等级(drop~tight)的要求。
7、对于直埋地下的管线,阀杆可以被延伸,接 至地面,排污管、取气管、密封脂注入管亦接至地面。图3-22是Cameron T-31型产品组装图,可以详细看到其内部结构。
几十年前Cameron公司这一全焊接球形锻造阔体,固定球浮动阀座,无螺栓连接的管线球阀问世, 提供了一个紧凑型、高强度、轻重量、无维护的集成型产品,在长输管线中取代了传统的管线闸阀,从此风靡全球,而且时至今日,仍是管线工业中的主导产品,其压力等级Classl50-2500,通径NPS2-420。