管線(xiàn)球閥的發(fā)展與結構形式

德國B(niǎo)orsig的閥門(mén)的發(fā)展中，除了一般的常規試驗之外，還進(jìn)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(chǎn)品的規格：通徑NPS2?60，壓力等級 Classl50 ?900。

（3）日本公司全焊接球狀管線(xiàn)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(kāi)發(fā)工作， 并且卓有成效和創(chuàng )新，可以以TIX公司產(chǎn)品作為代表來(lái)說(shuō)明日本管線(xiàn)球閥的發(fā)展（圖3-25），其產(chǎn)品特征如下：

①閥體由對稱(chēng)的兩個(gè)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(jìn)入驅動(dòng)軸系統；

③驅動(dòng)軸與球體采用一個(gè)圓柱銷(xiāo)作為驅動(dòng)軸的鍵，來(lái)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(gè)可動(dòng)內環(huán)來(lái)固定（圖3-26）。

日本的產(chǎn)品（包括KITZ和Tubota）都經(jīng)過(guò)嚴格的形式試驗，這些試驗除了耐壓強度、氣密性和動(dòng)作試驗之外尚有砂粒磨損試驗，異物嵌入試驗，吹風(fēng)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(cháng)期介質(zhì)浸漬試驗，配管焊接時(shí)溫度分布的測定等。例如，久保田鐵工（株），Kubaba 公司對于一個(gè)ClaSS150, NPS8的閥門(mén)，提供彎曲試驗時(shí)，在不同內壓和不同外部彎曲載荷下的扭矩變化曲線(xiàn)（圖3-27）。產(chǎn)品在外載荷條件下，閥門(mén)的操作力矩沒(méi)有發(fā)生突變，開(kāi)關(guān)是安全的。

（4）俄羅斯公司全焊接球狀管線(xiàn)球閥

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

（5）意大利Grove公司筒狀閥體管線(xiàn)球閥

在石油、天然氣長(cháng)輸管線(xiàn)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(xiàn)球閥。意大利Gmve公司zui早發(fā)展了這一產(chǎn)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(dòng)閥座， 前級進(jìn)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(dòng)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(gè)外部的限位機構來(lái)限定閥門(mén)的“開(kāi)”和“關(guān)” 位置，有一個(gè)外部執行器的連接平臺可供蝸輪箱或其他動(dòng)力裝置的安裝。這種固定球的結構，在球體上有兩個(gè)軸孔，兩個(gè)固定軸地插入球孔中，有一對滑動(dòng)軸承來(lái)支撐作用在球體上的介質(zhì)力，保持球的回轉中心。由于采用浮動(dòng)閥座，減少并可控密封環(huán)的密封比壓，可以使產(chǎn)品服務(wù)于更高的壓力等級至 Classl500級。兩個(gè)獨立的對置的浮動(dòng)閥座，背面各有一個(gè)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(gè)閥座可以 沿著(zhù)流道的軸線(xiàn)方向做微小移動(dòng)。進(jìn)口端介質(zhì)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(wú)可見(jiàn)泄漏，并滿(mǎn)足DBB功能要求。

B-5型三段式閥體由主閥體和兩個(gè)副閥體組成， 用一組螺栓將其連接起來(lái)，在主閥體的上部有一個(gè)孔，插人填料箱體，并由螺栓連接在閥體上，一塊用以連接執行機構的支板，通過(guò)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(xiàn)球閥的結構設計，采用焊接閥頸。球體上下有兩個(gè)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(gè)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(dòng)軸處的防火結構如圖3-33所示，是一個(gè)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(xiàn)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(xiàn)球閥通用的。這樣，在管線(xiàn)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(xiàn)球，如美國Cameron，德 國B(niǎo)osig和Schuck，日本TIX和Tubota。另一派是筒狀閥體管線(xiàn)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(lèi)同，僅在驅動(dòng)軸與球體相連接部分，有的采用扁身，有采用方身來(lái)傳遞轉矩，筒狀閥體管線(xiàn)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(chǎng)合需要可以在線(xiàn)維修的上 裝式管線(xiàn)球閥，它的結構如圖3-34所示。一個(gè)鑄造的整體閥體，中間一個(gè)帶有兩個(gè)軸頸的球體，下軸頸與閥體相配合，中間有一個(gè)塑料減摩滑動(dòng)軸承支撐， 上軸頸與閥門(mén)頂部端蓋相配合，中間亦有一個(gè)塑料滑動(dòng)軸承，這樣將球體固定在回轉中心上，驅動(dòng)軸與球體通過(guò)一個(gè)扁身來(lái)傳遞轉矩，閥座的結構類(lèi)同于分體式管線(xiàn)球閥閥座，主要是需要考慮裝配時(shí)和在線(xiàn)維修 時(shí)能向水平方向兩側移動(dòng)，以便球體在開(kāi)啟位置時(shí)， 從閥座中取出或者裝入。上裝式管線(xiàn)球閥的通徑為 NPS2?40，壓力等級為Classl50?2500級。

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