介紹了一種新型管線切斷閥的結構和動作原理、產品的突出優點、應用領域和對工況的限制。

一、前言

　　撐開式球面閘閥是由中國石化工程公司(SE I)和浙江石化閥門有限公司共同研發的新型結構的管線切斷閥，于2003年共同取得了國家專利(專利號：ZL03219993.7)。該閥在結構和動作原理上吸取了閘閥和球閥的優點，克服了它們的缺點，所以被譽為閘閥的新一代產品，它的安裝連接尺寸和普通閘閥相同，可以代替互換。該產品已形成閥門專業標準：JB/T 10673-2006，產品列入國家火炬計劃項目和溫州市專利產業化重大科技專項，多年來已廣泛應用于石油、化工行業，產值累計超過3億元。

二、結構和動作原理

　　撐開式球面閘閥的結構和動作原理如下圖所示。撐開式球面閘閥的閥芯由三塊組合而成，中間一塊為楔式錐體，兩側各有5°斜面(類似于閘閥的閘板)，斜面上銑有T形槽。組合閥芯的兩側各有一塊半球形閥瓣，稱為球瓣，其球面即為密封面。球瓣和楔式錐體靠T形槽相互連接配合。楔式錐體和閥桿固定，可隨閥桿同步升降或旋轉。球瓣的上方和下方分別有限位環和調整墊限制，不能隨楔式錐體作上升、下降運動，只能沿T形槽上下滑動，在水平方向平移或隨楔式錐體旋轉。閥桿的上端加工梯形螺紋，與閥桿螺母相配合，閥桿螺母的轉動由手輪、錐齒輪頭、電動頭驅動，和普通閘閥的操作方法相同。閥桿的中部有一軌道銷，銷的兩端各裝一只滾輪，滾輪可在支架的導向槽內滾動，閥桿的運動軌跡由導向槽限制。

　　當閥門需要關閉時，順時針旋轉手輪，帶動閥桿螺母旋轉，閥桿螺母帶動閥桿和楔式錐體旋轉90°，然后沿軸線下移，球瓣也隨楔式錐體旋轉90°，到閥門關閉位置，然后向兩側平移撐開，靠向閥體密封面，實現閥門關閉。當閥門需要打開時，逆時針旋轉手輪，通過閥桿螺母和閥桿，帶動楔式錐體上升，使球瓣向中間收攏，脫離閥體密封面，然后楔式錐體帶動球瓣旋轉90°，將閥門打開。

　　由上述分析可見，該閥門的結構和動作原理是閘閥和球閥的組合，具有流通面積大、自鎖性好、操作方便等優點，更突出的優點如下。

　　1)密封副配對是球面(球瓣)對錐面(閥座)，密封比壓大，很容易密封。

　　2)閥門在啟閉過程中，密封副分離，相互無摩擦，因此開關省力，閥門使用壽命長。

　　3)閥門開啟時，只提升很短距離，旋轉90°即可，所以開啟時間短，只有閘閥的十分之一。

　　4)安裝空間小，只有閘閥的三分之二，有利于管道布局。

三、安裝使用

　　撐開式球面閘閥在中國石化集團金陵石化分公司得到廣泛應用，2005～2013年金陵石化已訂貨11批，共計892臺，分別安裝在常減壓、催化、重催、加氫、制氫和焦化等裝置上，閥門的公稱壓力為PN16～PN160(C L150～C L900)，公稱通徑為D N100～D N600(NP S 4～N P S 24)，閥體材質主要是WCB，也有WC6、C5和CF8等。閥門的適用介質和普通閘閥一樣，所以該閥門是閘閥的最新一代產品。由于閥門不僅啟閉速度快，而且操作省力，所以深受操作人員的喜愛。

　　本閥門在安裝使用中，也有一定的局限性，由于閥體內腔有較大的空間，如果介質內有焊條、焊渣、砂石或其他固體雜物，很容易在閥體內沉積，不易排出，普通閘閥的閥體下部也有溝槽，也面臨因固體雜物沉積而導致閘板下不去的問題。如果固體顆粒不是很大(直徑不超過1mm)，例如在催化裝置和焦化裝置中，固體顆粒濃度<300ppm(1ppm=10^-6)，可以正常使用。根據在南京金陵石化公司的多年使用經驗，下列工況最好不選用撐開式球面閘閥：

　　1)焦化裝置的焦化塔底部，閥體內部容易沉積焦炭粉。

　　2)焦化裝置的甩油系統，焦油和焦粉容易結焦，阻滯軌道運動，影響閥門啟閉。

　　3)催化裝置的催化劑粉塵濃度超過500ppm的不適用，除非增加吹掃功能。

　　4)對于走水系統，如果閥門常期關閉(超過半年)，氧化皮過厚，會阻滯導軌移動。希望使用單位半年之內能將閥門開關一次。

四、結語

　　撐開式球面閘閥作為一種全新結構的管線切斷閥，已在中石化、中石油、中海油、中化集團和神華集團等國內最大的石化能源集團公司的近百家大型石化企業普及應用，展示了新型閘閥的突出功能，為國家的能源工業作出了突出的貢獻。希望該產品不斷改進，不斷創新，提高功能，擴大應用領域，為國家能源建設出力，為閥門行業爭光。