(1)固定球球阀
1)锻钢三体式法兰连接固定球球阀结构如图3-168所示及见表3-145。
图3-168 锻钢三体式法兰连接固定球球阀结构
1—阀体 2、6、28—垫片 3—排泄阀 4—底盖 5、16—螺柱 7、11、26、27—O形圈 8—下轴承 9—球体 10—中法兰垫片 12—防火圈 13—密封圈 14—阀座 15—弹簧 17—螺母 18—阀盖 19—注脂阀 20—上轴承 21—阀杆 22—平面轴承 23—支架 24—连接套 25、31—螺栓 29—上阀杆座 30—定位销 32—蜗杆装置 33—阀杆注脂阀
表3-145 锻钢三体式法兰连接固定球球阀主要零件材料
注:1.根据工矿介质温度压力选用不同的密封圈材料。
2.除了表中列出的材料为,可根据用户要求选材。
2)铸钢三体式法兰连接固定球阀结构如图3-169所示及见表3-146。
图3-169 铸钢三体式法兰连接固定球阀结构
1—球体 2、25—轴承 3—密封圈 4—阀座 5、9、22、31—O形圈 6—防火垫 7—支撑圈 8、27—弹簧 10—注脂阀 11、17、21、32—垫片 12—左右体 13—螺柱 14—螺母 15、18、34—螺钉 16—螺塞 19—钢球 20—底盖 23—注脂阀 24—阀体 26—排泄阀 28—键 29—阀杆 30—推力轴承 33—上阀杆座 35—填料 36—填料压套 37—压板 38、39、41—螺栓 40—支架 42—驱动机构
表3-146 铸钢三体式法兰连接固定球球阀主要零件材料
(续)
3)固定球球阀的结构特点:
① 固定球球阀的密封结构:根据ISO 14313:2007、API 6D—2014、GB/T 19672—2005、GB/T 20173—2013标准要求,固定球球阀的阀座密封结构可分为五种,即单向密封、双向密封、双阀座双向密封、双阀座一个阀座单向密封一个阀座双向密封、双截断排放阀如图3-170所示。
图3-170 固定球球阀的阀座密封结构示意图
a)单向密封 b)双向密封 c)双阀座双向密封(DIB-1) d)双阀座一个阀座单向密封一个阀座双向密封(DIB-2) e)双截断排放阀(进出口端同时进压,不能泄漏到中腔)DBB
单向密封阀座:此阀座具有单向密封和中腔自动泄压功能,如图3-171所示。镶嵌有恰当的高分子材料(PTFE、RPTFE、MOLON、DEVLON、PEEK或NYLON)的阀座是浮动的、由压缩弹簧预加载荷。无论是开启还是关闭位置、密封面始终与球体紧密接触。在关闭位置,介质在高压差或低压差的作用下,阀座沿球阀通道轴线运动,施加于DJH环面上的压力p产生一个压在球体上的力F1,同样该压力p在DMN环面上产生一反方向的力F2,F1>F2,因此在DJH环面上的力将阀座压向球体,实现进口密封。
双向密封阀座:此阀座可实现固定球球阀的双向密封。如图3-172所示。无论是开启位置还是关闭位置,浮动套筒在压缩弹簧的预加载荷作用下,将阀座密封面始终与球体紧密接触。在关闭位置,中腔的介质压力p作用在DHW环面上,产生一个压向球体上的力F3,同样该压力p在DMW环面上产生一反方向的力F4,F3>F4,因此在DHW环面上的力将阀座压向球体,实现双向密封。
图3-171 单向密封阀座结构
图3-172 双向密封阀座结构
②自动泄压结构:当中腔压力出现异常升高,达到球阀额定压力的1.33倍时,单向密封阀座则可被推开自动泄压。而双向密封阀座的球阀,则由安装在阀体上的泄压阀进行泄压。
③密封面的注脂系统:球阀的设计在阀座密封圈处和阀杆填料处设有紧急密封注脂系统,如图3-173,一旦密封失效,可通过紧急密封注脂系统加注密封脂,进行紧急密封。
④防火结构:根据用户要求,球阀可设计带防火结构,球阀的防火设计执行ISO 10497:2010的规定,一旦发生火灾,在非金属密封圈被烧坏时,金属密封仍起到密封作用,阻止介质大量泄漏,防止火灾进一步扩大。
⑤防静电结构:当操作阀门时,由于球体和阀座之间的摩擦,会产生静电电荷并积聚在球体上。为防止产生静电火花,在球阀上设置防静电装置,将积聚在球体上的电荷导出,如图3-174所示。
图3-173 紧急密封注脂系统
⑥锁定装置:在手动球阀的全开、全关两点位置上,设计可上锁的结构,这样,可防止误操作以及不可预知的线路振动而产生的不应有的开关现象,特别是石油、天然气输送管线,这种设计体现出的优点和实际应用效果特别好。
⑦阀体的泄放装置:根据用户要求,球阀的阀体上可安装有排泄阀。一旦阀门的两端被封闭,阀体中腔内的积压可通过阀体的排泄阀进行排放,阀体的泄放阀的另一功能是通过它可对阀体内的长期淤积物进行冲洗与排放,如图3-175所示。
图3-174 球阀防静电装置
图3-175 阀体泄放装置
⑧全通径及缩径结构:固定球球阀有全通径及缩径两种系列,全通径球阀的通道内径符合ISO 14313的规定。与管道内径基本一致,可用于清管,而缩径球阀有一个比全通径小的内径,但符合ISO 14313的规定。缩径系列重量较轻,而流量系数KV值又小不了许多,故缩径系列球阀的应用前景较为广阔。
⑨抗硫化应力裂纹:球阀与介质接触的材料,应符合ISO 15156(所有部分)的要求,完全能达到满足硫化环境的工艺要求。
⑩阀杆加长装置:对于埋地球阀,可提供阀杆加长装置。阀杆加长装置包括阀杆、支架、注脂阀、排泄阀的加长(图3-176),用户在订单中应说明加长要求和长度。
4)固定球球阀产品性能规范见表3-147。
图3-176 阀杆加长装置结构
表3-147 锻钢三体式法兰连接固定球球阀产品性能规范
① 不同工况温度,选用不同的材质。
5)阀座密封圈材料性能数据见表3-148。
表3-148 阀座密封圈材料性能数据表
6)阀座密封材料的压力-温度特性见表3-149。
表3-149 阀座密封材料的压力-温度特性值
7)球阀驱动装置选配表见表3-150。
表3-150 球阀驱动装置选配表
8)固定球球阀供货范围见表3-151。
表3-151 固定球球阀供货范围
注:●—手柄操作;☆—齿轮操作;△—气动操作;★—电动操作。
9)主要外形尺寸:
①全通径三体式固定球阀主要外形尺寸如图3-177所示及见表3-152。
图3-177 全通径三体式固定球阀主要外形尺寸
a)手柄操作 b)蜗杆操作 c)气动操作 d)电动操作
表3-152 全通径三体式固定球阀主要外形尺寸 (单位:mm)
(续)
(续)
(续)
(续)
(续)
②缩径三体式固定球阀主要外形尺寸如图3-178所示及见表3-153。
图3-178 缩径三体式固定球阀主要外形尺寸
a)手柄操作 b)蜗杆操作 c)气动操作 d)电动操作
表3-153 缩径三体式固定球阀主要外形尺寸 (单位:mm)
(续)
(续)
10)主要生产厂家:中国·保一集团有限公司、超达阀门集团股份有限公司、北京首高高压阀门制造有限公司、浙江福瑞科流控机械有限公司。
图3-179 手动顶装式球阀
1—阀体 2—排泄阀 3—注脂阀 4—螺母 5—螺柱 6—注脂阀 7—阀杆 8—防火垫 9、20、22—O形圈 10—弹簧 11—支撑圈 12、21—垫片 13—阀座 14—密封圈 15—下轴承 16—球体 17—平面轴承 18—上轴承 19—阀盖 23—填料 24—压盖 25—螺钉 26—键 27—手柄
(2)顶装式球阀 顶装式球阀的结构如图3-179(手动)、图3-180所示及见表3-154,(驱动)所示及见表3-155。它除了具有侧装固定球阀的特点外,还具有整体式阀体设计,在其上部有阀盖、球体、阀座支承圈、密封圈等均从阀体上部装入。顶装式球阀的特点是在检修时不必将球阀从管线上拆下来,即可在线维修,仅打开阀盖,将阀座圈退到通道内,即可将球体吊出,进行检修。
表3-154 手动顶装式球阀主要零件材料
注:可根据不同工矿和用户要求选用不同的材料。
图3-180 驱动装置驱动顶装式球阀
1—排泄阀 2—下轴承 3—球体 4—阀体 5、9、10、16、17、36—O形圈 6—防火垫 7—支撑圈 8—阀座 11—密封圈 12—弹簧 13—C形弹簧 14—上轴承 15—平面轴承 18、35—垫片 19—填料 20—压套 21—上阀杆座 22—螺柱 23—螺母 24—注脂阀 25、26、29—螺钉 27—连接盘 28—键 30—阀杆 31、34—定位销 32—排泄阀 33—阀盖
表3-155 驱动装置操作的顶装式球阀主要零件材料
注:1.根据工矿介质温度压力选用不同的密封圈材料。
2.除了表中列出的材料,可根据用户要求选材。
3.可提供满足NACE MR-01-75标准(最新版本)适用于酸性气体工矿的材料。
1)顶装式球阀产品性能规范见表3-156。
表3-156 顶装式球阀产品性能规范
2)顶装式球阀的供货范围见表3-157。
表3-157 顶装式球阀的供货范围
(续)
注:●—手柄操作;☆—蜗杆操作;△—气动操作;★—电动操作。
3)上装式球阀主要外形尺寸如图3-181所示和见表3-158。
图3-181 上装式球阀结构
a)手动上装式全通径球阀 b)手动上装式缩径球阀 c)蜗杆传动上装式缩径球阀 d)蜗杆传动上装式全通径球阀
表3-158 上装式球阀主要外形尺寸 (单位:mm)
(续)
(续)
(续)
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4)主要生产厂家:超达阀门集团股份有限公司、中国·保一集团有限公司、浙江福瑞科流控机械有限公司、沃福控制科技(杭州)有限公司。
(3)全焊接式球阀 全焊接式固定球球阀的内部结构和三体式固定球球相近,只不过阀体由锻焊或板焊组成,整台阀门没有外漏点,而重量比螺栓联接的三体式要轻20%左右。该阀适用石油、天然气长输管线,具有较长的使用寿命。锻焊结构示意图如图3-182所示及见表3-159,板焊结构的示意图如图3-183所示及见表3-160。
图3-182 锻焊结构的全焊接球阀结构
1—阀体 2—下阀杆座 3、6、12、18—O形圈 4—下轴承 5、16—平面轴承 7—左右体 8—球体 9—压板圈 10—弹簧 11—防火垫 13—阀座 14—密封圈 15—上轴承 17—上阀杆座 19—阀座注脂阀 20—阀杆注脂阀 21—阀杆 22—填料 23—压盖 24—螺钉 25—排泄阀
表3-159 锻焊结构全焊接球阀主要零件材料
注:可根据不同工况和用户要求选用不同的材料。
图3-183 板焊或铸焊结构的全焊接球阀
1—下阀体 2—板簧 3—O形圈 4—阀座 5—密封圈 6—球体 7—下轴承 8—弹簧 9—调节螺钉 10—阀座注脂阀 11—螺栓 12—排泄阀 13—阀杆注脂阀 14—上阀体 15—阀盖 16—棘爪机构 17—上轴承 18—阀杆 19—垫片 20—平面轴承 21—连接套 22—键 23—蜗杆装置 24—键
表3-160 板焊或铸焊结构全焊接球阀主要零件材料
(续)
注:1.可根据不同工况和用户要求选用不同的材料。
2.所有内件装入后,将上阀体、下阀体和阀该进行合拢,试压检验合格后进行焊接。
1)全焊接球阀供货范围见表3-161。
表3-161 全焊接球阀供货范围
(续)
注:●—手动操作;☆—蜗轮蜗杆操作;△—气动操作;★—电动操作。
2)全焊接式球阀主要外形尺寸如图3-184所示及见表3-162。
图3-184 全焊接式球阀的结构
a)手动板焊全焊接式法兰或对焊连接全通径球阀 b)蜗杆传动板焊全焊接式法兰或对焊连接缩径球阀 c)手动锻焊全焊接式法兰或对焊连接全通径球阀 d)蜗杆传动锻焊全焊接式法兰或对焊连接缩径球阀
表3-162 全焊接式球阀的主要外形尺寸 (单位:mm)
(续)
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(www.xing528.com)
(续)
(续)
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3)主要生产厂家:中国·保一集团有限公司、超达阀门集团股份有限公司、浙江福瑞科流控机械有限公司。
(4)升降杆式球阀
1)结构爆炸图如图3-185所示及见表3-163。
表3-163 升降杆式球阀主要零件材料
注:1.可根据不同工况和用户要求选用不同的材料。
2.阀门密封付可根据用户要求选用不同的密封材料(密封材料有不锈钢、硬质合金、PTFE等)。
图3-185 升降杆式球阀结构爆炸图
1—阀座垫片 2—阀座 3—球体 4、10—销轴 5—阀杆 6—阀体 7—限位螺钉 8—垫片 9—阀盖 11—活节螺栓 12、14、21—螺母 13、20—螺柱 15—填料垫 16—填料 17—填料压盖 18—压板 19—支架 22—导向螺钉 23—推力球轴承 24—阀杆螺母 25—轴承压盖
2)动作原理:
① 关闭阀门时,转动手轮,阀杆下降,阀杆上的螺旋导轨与导向销相互作用使阀杆和球体同时转动,使得球体在无摩擦的状态下转动90°,继续转动手轮,阀杆再次下降使得球体与阀座紧密接触(图3-166)。
② 开启阀门时,由于导向销和导轨槽之间的相互作用,通过阀杆作用于球体上,使球体脱离阀座后再旋转90°,开启阀门,阀座与球体之间没有摩擦(图3-165)。
3)升降杆式球阀的供货范围:升降杆式球阀的供货范围见表3-164。
表3-164 升降杆式球阀供货范围
(续)
注:●—手动操作;☆—圆锥齿轮操作;△—气动操作;★—电动操作。
4)升降杆式球阀主要外形尺寸如图3-186所示和见表3-165。
图3-186 升降杆式球阀结构
a)锥齿轮传动法兰连接全通径升降杆式球阀 b)手动对接焊连接全通径升降杆式球阀 c)手动对接焊连接缩径升降杆式球阀 d)圆锥齿轮传动法兰连接缩径升降杆式球阀
表3-165 升降杆式球阀主要外形尺寸 (单位:mm)
(续)
(续)
(续)
(5)金属密封球阀
1)结构特点:金属密封球阀的球体表面采用超声速喷涂碳化钨或采用羰基法热喷涂镍基纳米粉,使球体表面硬度达到60HRC以上,阀座整体采用硬质材料或堆焊硬质合金,因此在阀门启闭过程中能很好的经受磨损,并承受介质冲刷。由于填料采用柔性石墨,垫片采用柔性石墨不锈钢缠绕式垫片,故能应用高温工况。
浮动球金属密封球阀如图3-187所示及见表3-166。采用了弹性加载结构,在正常关闭情况下确保了球体密封面与阀座密封面之间密合。在高温情况下,能有效补偿内件的热膨胀,避免因高温而导致的卡阻。适合于中小口径高温使用。
图3-187 浮动球金属密封球阀
1—手柄 2—轴用挡圈 3—螺钉 4—定位块 5—填料压盖 6—填料 7—阀体 8—轴承 9—阀杆 10—阀盖 11—球体 12—右阀座 13—石墨环 14—左阀座 15—碟形弹簧 16—金属垫片 17—双头螺柱 18—六角螺母 19—排污堵
固定球金属密封球阀如图3-188所示及见表3-167。在关闭状态下,靠碟形弹簧的预加载荷和介质的工作压力,将阀座推向球体,实现密封,在高温状态下,依靠两阀座背面的碟形弹簧,能有效的补偿内件的热膨胀,避免因高温而导致的卡阻,适合较大口径及恶劣工况使用。
表3-166 浮动球金属密封球阀主要零件材料
图3-188 固定球金属密封球阀
1—螺钉 2、12—金属垫圈 3—下固定轴 4—右阀体 5—下轴承 6—球体 7—石墨环 8—压环 9—碟形弹簧 10—阀座 11—左阀体 13—螺母 14—双头螺柱 15—上轴承 16—阀杆 17—填料 18—填料压盖 19、21—六角螺母 20、22—双头螺柱 23—支架 24—蜗杆传动装置
表3-167 固定球金属密封球阀主要零件材料
2)主要外形尺寸和连接尺寸如图3-187、图3-188所示及见表3-168。
表3-168 金属密封球阀主要外形尺寸和连接尺寸
(续)
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注:表中以分数表示的数位,分子为ASME B16.5法兰尺寸,分母为GB/T 9113、SH3406法兰尺寸。
3)主要生产厂家:超达阀门集团股份有限公司、沃福控制科技(杭州)有限公司。
(6)高压锻钢球阀 高压锻钢球阀适用于CL600、CL800、CL900、CL1500,工作温度-46~180℃(密封圈材料为RPTFE、MOLON、PEEK等)或-46~425℃(密封圈材料为金属)的水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸等介质的管道上,做切断或接通管路中的介质。
主要外形尺寸与连接尺寸如图3-189所示和见表3-169。
图3-189 高压锻钢球阀
a)金属密封内螺纹连接三体式浮动球球阀 b)金属密封承插焊连接三体式浮动球球阀 c)非金属密封内螺纹连接三体式浮动球球阀 d)非金属密封承插焊连接三体式浮动球球阀
表3-169 高压锻钢球阀主要外形尺寸和连接尺寸 (单位:mm)
(续)
主要生产厂家:北京竺港阀业有限公司、北京首高高压阀门制造有限公司。
(7)对夹式球阀 对夹式球阀主要采用一体式结构,结构紧凑。根据结构长度的长短分普通型和薄型两种系列。对夹式球阀的结构型式如图3-190所示,其主要零件的材料见表3-170,主要外形尺寸和连接尺寸如图3-189及见表3-171。
图3-190 对夹式球阀结构
1—阀体 2、7—垫片 3—锁紧盖 4—密封圈 5—球体 6—阀杆 8—填料 9—填料压盖 10—定位块 11—挡圈 12—手柄 13—钢球 14—弹簧
表3-170 对夹式球阀主要零件材料
(续)
表3-171 对夹式球阀主要连接尺寸和外形尺寸
薄型对夹式球阀的结构如图3-191a所示,主要零件材料见表3-172,主要外形尺寸和连接尺寸如图3-191b所示及见表3-173。
表3-172 薄型对夹式球阀主要零件材料
图3-191a 对夹式薄型球结构
1—阀体 2—球体 3—密封圈 4—锁紧盖 5—阀杆 6—垫片 7—填料 8—填料压盖 9—挡圈 10—定位销 11、13—螺母 12—手柄 14—钢球 15—弹簧
图3-191b 对夹式薄型球阀主要外形尺寸与连接尺寸图
表3-173 薄型对夹式球阀主要外形尺寸与连接尺寸 (单位:mm)
主要生产厂家:北京竺港阀业有限公司。
(8)三通球阀 三通球阀有五种流向,其中T形三通有四种流向、L形三通有两种流向如图3-192所示。上装式浮动球三通球阀的结构如图3-193所示。主要零件材料见表3-174。主要外形尺寸如图3-194所示及见表3-175。
图3-192 三通球阀的流向
a)T形三通 b)L形三通
图3-193 上装式浮动三通球阀结构
1—阀体 2—球体 3—O形圈 4—法兰 5—密封圈 6—垫片 7—螺栓 8—螺母 9—阀盖 10—阀座圈 11—阀杆 12—填料 13—填料压盖 14—(限位)螺钉 15—限位块 16—(紧定)螺钉 17—手柄
表3-174 三通球阀主要零件材料
注:序号4略。
图3-194 三通球阀主要外形尺寸图
a)T形三通 b)L形三通
表3-175 三通球阀主要外形尺寸 (单位:mm)
(续)
主要生产厂家:超达阀门集团股份有限公司。
(9)四通球阀 四通球阀是针对电力系统冷却器正反向供水的特定工艺过程而设计的,其操作原理如图3-195所示。正向供水时,阀1、3开启,阀2、4关闭。反向供水时阀2、4开启,阀1、3关闭。
1)顶装式四通球阀的结构如图3-196所示。
2)顶装式四通球阀的材料见表3-176。
表3-176 顶装式四通球阀的材料
图3-195 四通球阀替管汇工作原理
a)使用管汇的正向供水与反向供水 b)使用四通球阀的正向供水与反向供水
图3-196 顶装式四通球阀的结构
1—阀体 2—锁紧螺母 3、11—O形圈 4、12—螺栓 5—底盖 6、13、16—垫片 7—下阀杆 8—球体 9—密封圈 10—阀座 14—阀盖 15—阀杆 17—填料垫 18—填料 19—销轴 20—活节螺栓 21—螺母 22—填料压盖 23—键
3)顶装式四通球阀的主要外形尺寸如图3-197所示及见表3-177。
表3-177 顶装式四通球阀主要外形尺寸 (单位:mm)
(续)
图3-197 顶装式四通球阀的外形尺寸
a)电动四通球阀 b)气动四通球阀 c)蜗杆传动四通球阀
(10)DGOA系列气液联动执行器 管线球阀常用气液联动执行器,DGOA系列气液联动执行器的外形图如图3-198所示,其结构图如图3-199所示。
图3-198 DGOA系列气液联动执行器外形
图3-199 DGOA系列气液联动执行器结构
1)型号与标记。
2)参数。
①气源压力(0.3~16MPa)。
②气源介质:空气、氮气或非酸性气体(净化天然气)。
③输出转矩:单作用50~250000Nm,双作用100~550000Nm。
⑤标准范围:-30~100℃(-20~210℉),可选范围:-55~150℃(-65~300℉)。
⑥执行机构防护等级:IP68全天候户外。
⑦防爆等级:Exd IIC T4/T6。
⑧不锈钢气控箱:防护等级IP65。
(11)适用阀门类型:90°角行程,长输天然气管线球阀的紧急关断、ESD关断。
3)特点。专利设计的平行、双导向拨叉传动箱可为行程的阀门提供较高的开启转矩。平行、双导向杆可以承受横向负载并且对活塞杆起到支撑作用。组合结构轴承可以提供可靠、平稳的运行,并且延长了执行机构的使用寿命。活塞轴承降低了活塞与缸壁之间的摩擦,可以使气缸达到自润滑的效果。导向杆镀层具有高强度抗腐蚀性,使摩擦力降低至最低。气缸壁具有高强度抗腐蚀性和可靠性。内置式导向连接杆设计使气缸结构更为紧密。全封闭、全天候防护碳钢外壳坚固可靠,内部涂层具有防腐功能。外部行程限位螺栓在全程90°±5°范围内精确可调。低迟滞性和快速响应加强了在调节工况的使用提供非对称和对称式拨叉适用于不同特性的阀门。特殊涂层可用于海上平台和强腐蚀的环境中。可提供用于酸性气体的特殊执行。
4)双导向DGOA系列气液联动执行器操作力矩,见表3-178。
5)主要生产厂家:成都迈可森流体控制设备有限公司。
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