浮動球球閥的結構形式
浮動球球閥按閥體的結構形式可分側裝式閥體和上裝式閥體兩大類。側裝式閥體又可分為整體式、兩片式和三片式。無論是哪種結構,它們均須滿足一些基本原則。
①閥桿應倒裝,防吹出結構。這是ANSI B16.34第6.5.1.1節的規定,閥門的結構其閥桿應不是靠填料壓蓋緊固件來限制它的位置,準確地說,在閥門承壓狀態下,閥桿不會因閥桿密封緊固件的松開而脫離閥門。這是從閥門安全使用角度必須保證的基本條件。
②防靜電結構,是由一個不銹鋼球和一個彈簧組成,一組置于閥桿端部的孔內,保持與球體接觸;另一組置于閥桿的圓柱體上,保持與閥體接觸,使可能產生的靜電從閥體導走。
③失火安全(fire-safe)的結構設計,主、副閥體當四氟塑料密封座因失火燒損時,應與球體相接觸,并保持一定程度的密封;主、副閥體的連接面應采用具有失火安全功能的墊片,如金屬纏繞式墊片;在閥桿填料密封處,當填料(PTFE)被燒損后,應有一石墨環阻止介質向外泄漏。
④應有一限位機構,準確限制球體處在“開”或“關”的位置上。
⑤在閥體上應有可供安裝氣動、電動、蝸輪傳動執行器支架的平臺。
圖1所示是整體式閥體的結構設計,閥桿倒裝,在與閥體相接觸的平面置有一組墊片由兩片PTFE墊和一片石墨墊組成,以達到減摩和失火安全的目的。兩只唇式密封座與球體從側面裝入,由一只帶有螺紋的側蓋從側面旋入,其間置有密封墊,組成一個完整的壓力邊界。閥桿填料對于通用球閥采用人字形PTFE制造填料,由填料壓蓋和螺栓、螺母壓緊。閥體上有供安裝支架的平臺,設置“開”和“關”的位置限位機構,機構上有可供加鎖的孔。這種結構的優點是閥體為整體結構,無中法蘭螺栓松弛、泄漏之缺點,重量輕,成本較低,適用于Class150, Class300和Class600,通徑4in以下的浮動球球閥。
圖1 整體式側裝浮動球球閥
圖2所示是分體式閥體兩段式浮動球球閥的閥體結構,是浮動球球閥最常見的一種結構形式。兩段式閥體由主閥體和副閥體組成,用螺栓連接,中間置有失火安全型纏繞式墊片,由金屬和PTFE組成。中法蘭螺栓的有效截面應大于與管道連接法蘭上螺栓的有效截面,并滿足ANSI B16.34標準的規定,防止閥門在使用中由于外載荷、溫度應力引起法蘭螺栓的松弛。這種最常用的結構,適用于Class150和Class300,NPS 8以下的浮動球球閥。
圖2 分體式側裝浮動球球閥
圖3所示是分體式三段式閥體結構浮動球球閥。這種閥體結構在NPS4以下有一個專門的系列。
圖3 三段式浮動球球閥
圖4 上裝式閥體浮動球球閥
1—閥體;2—閥座;3—球體;4—閥桿;5—壓縮彈簧;6—墊片;7—閥蓋; 8—螺母;9—螺栓;10—填料;11—填料壓蓋;12—填料壓板;13—手柄
圖4是上裝式閥體浮動球球閥的外形圖。閥體是整體結構,上部開孔具有很好的剛性,與密封座相接的面是兩個有3°傾角的斜面,球體與密封座組成后由上部裝入,為了使密封座與球體組裝后有一個3°傾角的斜面,球體通道的中心線偏離球體中心,也有一個3°的傾角。球體與閥桿可以在球體與閥蓋之間設置一彈簧,增加密封座的預緊力。這種結構的優點是可以在線維修,缺點是整體重量大,工藝復雜,成本高。對于浮動球結構的適用于Class150, Class300,Class600,通徑NPS8以下的規格。