超高温金属密封球阀

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)浙江石化阀门有限公司 作者:苏荆攀

  介绍了超高温金属密封球阀的结构特点及其产品性能,论述了阀门冷却系统的工作原理。

1、概述

  金属密封球阀广泛应用于石油、化工、电力、制药、食品和轻工等行业,其使用温度小于550℃。在高温或者超高温情况下使用,容易引起阀杆和球体变形,从而不能正常开启或者关闭阀门。超高温金属密封球阀的各部位设有合理的冷却机构,保证了阀门在超高温下长时间的正常工作。

2、金属密封球阀的结构特点

  超高温金属密封球阀由阀体、阀盖、顶盖、球体、阀杆、阀座组件及传动装置等组成( 图1) 。阀杆分为下阀杆和上阀杆,上阀杆与球体为一体式结构,下阀杆与球体相配合。在球体内设置了冷却腔,阀杆内有通孔,通孔与冷却腔相通,阀门在超高温下工作时,可以给球体通冷却液冷却,避免阀杆和球体长时间在超高温下工作变形。阀座组件由阀座本体、波纹管和阀座支撑件组成,阀体上有孔和阀座组件上的冷却槽相通,可以通冷却液冷却阀座,以保证阀门在超高温下的密封性能。阀座组件上两组波纹管的设置使得安装时阀座对球体的预紧力增加,而工作中,即使球体受热膨胀,通过波纹管弹性变形,可以避免阀座和球体卡住。阀座本体采用GH3128 高温合金钢加工成型,使得阀座本体具有更好的耐高温性能,避免阀座本体变形而引起的泄漏。

超高温金属密封球阀

图1 超高温金属密封球阀

3、冷却机构

  3.1、阀盖冷却

  冷却液从阀体下部的1A 口进入,经保温夹套内壁,从阀体上部的1B 口流出( 图2) 。

超高温金属密封球阀

图2 阀盖的冷却

  3.2、阀体冷却

  冷却液从阀体下部的2A 口进入,经保温夹套内壁,从阀体上部的2B 口流出( 图3) 。

超高温金属密封球阀

图3 阀体的冷却

  3.3、 阀杆及球体冷却

  上阀杆和球体为一体式,球体由球面和通道管组焊,下阀杆和球体配合连接,冷却液从下阀杆通孔3A 进入,流经球体冷却腔,从上阀杆顶端3B 口流出( 图4) 。

超高温金属密封球阀

图4 阀杆及球体的冷却

  3.4、阀座组件冷却

  阀座组件的冷却液从阀体下部进水孔4A 进入,流入第一波纹管外侧的环形冷却槽,通过阀座支撑件上的孔流入第二波纹管内侧环形冷却槽,再通过阀座支撑件上的孔从法兰上的4B 口流出( 图5) 。

超高温金属密封球阀

图5 阀座组件的冷却

  3.5、上阀杆二次冷却

  由于上阀杆较长,而阀杆内的冷却水又是从下阀杆经过球体冷却腔流到上阀杆的,所以在顶盖位置对上阀杆增加了二次冷却。冷却液从5A 处进入,经过顶盖和阀杆之间的空间,从5B 口流出。阀杆密封冷却是冷却液从6A 进入,经过填料上部,从6B 口流出( 图6) 。

超高温金属密封球阀

图6 上阀杆及填料密封的冷却

4、结语

  在超高温金属密封球阀的设计和研制过程中,其冷却结构的设计是成功的关键。该阀门已经获得了国家专利( 专利号: ZL201320439695. 4) 。

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