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一、之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現在介紹壓力自密封雙偏心半球閥結構改進前言
雙偏心半球閥具有關閉輕巧，密封性能好，能切除閥面結垢物的障礙，耐磨損、耐高溫、使用壽命長等優點，廣泛適用于石化裝置、冶金、化工及灰渣輸送等部門。目前的結構是閥座與閥體采用螺栓固定連接，調整范圍小，只適用于中小口徑、中低壓力工況，口徑大于DN350、壓力較高時，不能保證正向有效密封，使用受限。經過對密封結構的改進，提高了閥門輸送兩相流介質的能力，適應了工況要求。

二、上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥壓力自密封雙偏心半球閥結構改進過程分析
傳統的偏心半球閥主要零件為閥體、閥座、閥芯、閥座調整墊片以及閥軸等，裝配如圖1所示。閥門的操作力主要有螺栓的預緊力和密封副的密封力，采用強制密封原理，強制密封結構如圖2所示。 一、偏心半球閥構造和材質要求

1、偏心半球閥的設計、制造應符合GB/EN/ISO標準規定，或同等標準的規定。

2、*偏心半球閥結構型式

偏心半球閥采用上裝式雙密封偏心半球閥結構。偏心半球閥應采用偏心設計，保證閥門在開啟或關閉過程中，閥座和球冠沒有相互磨擦，以延長閥門使用壽命。

偏心曲軸旋轉中心與閥體中心必須有一定的偏心距。偏心半球閥采用地下閥門井安裝，井下操作方式，手輪側向，傳動裝置穩定可靠，根據安裝高度設置支撐點。

3、*偏心半球閥密封型式

偏心半球閥采用金屬和非金屬兩道密封，且要求具有自密封性。非金屬密封采用耐磨、耐寒橡膠，閥座應有導流作用。密封試驗按國家標準GB13927-1992執行。

偏心半球閥不允許有外漏，上、下軸端應采用至少2道O形密封圈密封

4、*閥體連接型式及長度要求

偏心半球閥的端頭應設法蘭，法蘭連接尺寸執行整體鑄鐵管法蘭GB/T17241.6-1998標準，工作壓力PN1.0MPa。

5、閥體、球體、閥蓋、壓圈及傳動裝置殼體

閥體、球體、閥蓋、壓圈及傳動裝置殼體為球墨鑄鐵，結構采用單偏心，材質標準按GBQT450-10標準執行。

6、球冠、閥軸及軸套

閥軸zui小軸徑按GB/AWWA/EN規定，同時應滿足工程需要，投標人應根據工程具體情況，來進行設計閥軸直徑，保證其使用。

球冠、閥軸及軸套為不銹鋼。閥軸與驅動裝置之間采用鍵連接。擠壓或摩擦的連接不能接受。

*閥軸應為干軸設計，即閥軸*被O形圈（兩端各有兩道O形圈）和軸承包覆，確保軸承和閥桿間隙不產生任何腐蝕，保證長期可靠操作，免維護。

閥門軸端與驅動器的連接執行GB/T12223-1989標準。

7、內、外閥座

*內、外閥座材料采用不銹鋼，不銹鋼為3Cr13（淬火）標準或更高標準。

*所有與介質接觸用做緊固件應采用不銹鋼制成。不銹鋼符合A2-70標準或更高標準。

8、偏心半球閥安裝型式

偏心半球閥采用立式安裝。閥體上應鑄有吊裝環，以便于偏心半球閥整體吊裝。

9、*環氧內襯及外涂防腐

A、符合中華人民共和國國家衛生標準GB/T17219，除非有其他具體說明。

B、*偏心半球閥內腔和偏心軸防腐應采用中高溫和靜電處理工藝的環氧樹脂噴涂（即噴塑處理），涂層厚度應大于250μm，并通過了國家省、部級以上有資質單位認證，并需要提供認證書。

C、*偏心半球閥外表涂裝：閥體外表面采用中高溫和靜電處理工藝的環氧樹脂噴涂（即噴塑處理），靜電噴涂環氧樹脂，厚度不小于250μm。

設備安裝后，對其漆層表面造成的損壞，應當以投標人代表認可的方式進行修復。修復用涂料的顏色應與原涂色相同。

10、閥門有效啟閉次數不少于50000次。

11、偏心半球閥附件

（1）編碼牌

設備的銘牌應為印壓式，刻在1mm厚的不銹鋼板上，其尺寸zui小為120mm×60mm，并將其固定在設備易于看見的位置，每個銘牌上刻有閥門的編號，該編號應同本技術規范閥門表編號一致，此牌用一固定環附在操作臺上，保證該環不移動。具體閥門標志按《通用閥門標志》ISO5209或GB12220標準執行。

（2）中標人應在合同簽訂前，將滿足技術規范所要求的閥門結構尺寸圖﹑閥門要求zui大扭矩及閥門重量等主要數據﹑主要設備清單提交給招標人審查確認。

12、閥門設備的可靠性和耐久性

（1）閥門的操作機構應有足夠的力矩和剛度，保證閥在開啟和關閉時的穩定性，并能在不平衡水壓下啟閉。

（2）*密封無泄漏。

（3）運行大修間隔時間不少于30000小時。

（4）閥體、閥軸、減速箱等主要部件使用壽命不少于30年1）偏心半球閥由閥體、偏心軸、閥蓋、球冠、軸套、閥座等主要部件組成，通過偏心軸旋轉90°來實現閥門的啟閉，起到截斷介質的作用。

（2）與管道的聯接形式為法蘭聯接，法蘭連接尺寸、結構長度應符合滿足標書要求。

（3）偏心半球閥保證了閥門在開啟或關閉過程中，閥座和球冠沒有相互摩擦，偏心半球閥采用偏心曲軸，使得球冠中心線與閥門流道中心線偏離一個偏心距。在閥門開啟時，曲軸轉過一個很小的角度，球就會離開閥座，球和閥座不再接觸；反之，在閥門關閉過程中，只有在關閉瞬間，球才和閥座接觸。

（4）偏心半球閥采用上裝式結構，在維修過程中，不需從管線中拆卸下來，只需卸下閥蓋上的螺栓，取下閥蓋，從而可以取出偏心軸，這樣保證了閥門能夠在線維修。

（5）偏心半球閥在開啟時應保證流道*暢通，在運行時水頭損失小。球體采用半圓形通道，具有良好的流通性能和線性調節性能，且雜質不會沉積在閥體中腔內。

（6）偏心半球閥應有足夠的強度，偏心曲軸采用固定球結構，在高流速下無任何振動，殼體試驗按國家標準GB13927-1992執行。

（7）偏心半球閥不允許有外漏，上、下軸端應采用至少2道O形密封圈密封。

（8）偏心半球閥具有切削功能，在關閉時能將介質中雜物（樹枝、紡織袋等）切斷，保證閥門正常啟閉。

（9）偏心半球閥表面處理：先拋丸，再進行酸、堿磷化處理，待干后立即刷涂防銹漆，再噴涂環氧樹脂面漆，按國家標準：《JB/T106-2004閥門的標志和涂漆》執行。

（10）偏心半球閥鑄件采用*機械造型、樹脂砂鑄造工藝鑄造，應有良好的外觀質量，鑄件具有互換性。

（11）手動上裝式雙密封偏心半球閥傳動方式采用蝸輪，操作應方便、靈活、安全可靠。

（12）操作安全可靠，針對介質結垢或帶顆粒可能對閥門啟閉力矩的影響，必須加大閥桿的設計扭矩和執行機構的安全系數，安全系數不得小于2。

（13）鑄件表面應有良好的表面涂漆，涂漆顏色買方確定。

1.調整螺釘2.調整墊片3.閥座4.閥體5.閥芯
6.連接盤7.填料壓蓋8.填料9.閥軸圖1 傳統偏心半球閥裝配圖

壓力自密封雙偏心半球閥結構改進1.調整螺釘2.調整墊片3.閥座4.閥體5.閥芯圖2 強制密封結構
閥體和閥座的連接方式為螺栓固定連接，通過調整墊片的微量彈性變形以及螺栓的壓緊力來實現閥座和閥芯密封副的強制密封，調整墊片材質為不銹鋼絲夾柔性石墨，可調范圍小，介質對閥座的影響力又很小。而且采用螺栓壓緊力來滿足預緊力需要，螺栓擰緊后，壓緊力基本是固定的，當介質壓力增大時，密封比壓增大，預緊力相應增大，原來的壓緊力在一定程度上很難滿足預緊力的需求。同時螺栓一直處于zui大受力階段，加快螺栓的疲勞破壞，加速螺栓的失效。另外，當加工有偏差時，僅僅通過調整墊片有時很難奏效，為了保證一次試壓成功，經常需要對閥座零件進行二次上車床加工，效率降低，成本增加很多。同時原來的整體閥座結構，在閥座鉆孔工序這個環節也有缺陷，經常要密封面朝下，這樣精加工后的密封面多少會磨損，密封面堆焊材料硬度較大，磨損后的微小裂紋大大影響密封性能。基于這些原因，當口徑和壓力等級達到一定級別時，正向很難實現成功保壓，一般從出口方向施壓，才能保證密封，即反向保壓成功，難以實現雙向密封。
三、改進措施
改進后的雙偏心半球閥采用壓力自密封原理來保證密封的有效性，壓力自密封結構如圖3所示。閥門的操作力主要有螺栓的預緊力、密封副的密封力以及介質的作用力。
閥座和閥體采用分體式，由閥座和壓蓋組成，O形圈實現密封，通過螺栓的壓緊力來滿足初始預緊力。當介質通過時，利用閥座*的環形面將介質作用力轉移到閥座上，實現壓力自密封的密封原理，根據使用工況不同，即介質壓力不同，提供的作用力也不同，從而保證不同介質壓力下的密封力，更有效地滿足各種工況的要求。同時根據壓力不同，閥座的分體浮動調節結構可以自身調整，便于裝配調試，工藝簡化。

特點：

　　1、解決了工業生產中的漿狀、混流液體、灰塵等介質在管道輸送中沉淀、易結垢、阻塞，使閥門關不嚴等問題。

　　2、開關輕便，開啟時球與殼體脫離，無任何接觸，啟動扭矩小，轉動靈活。關閉時，半球與閥座的擠切作用能除去密封面上的污物，使閥門順利啟閉，安全系數高，密封性能好。

        3、密封面的偏心結構，使球面能自動補償磨損，能保持閥門的密封，使用壽命長。

        4、該閥門T型是屬于耐磨硬密封球閥，它的密封副材料是特殊的，密封面要經過特殊耐磨處理。處理后表面硬度可達到HRC65-72度，故閥門的耐磨性能特別好。

        5、閥門表面油漆，有常溫和高溫兩種。高溫用耐溫600℃的進口漆，噴涂后，高溫使用不燒漆、炭化、焦化現象、不變色。

主要性能參數及執行標準：

1.螺釘2.壓蓋3.O形圈4.閥座5.閥體6.閥芯圖3 壓力自密封結構
當閥門關閉時，所需的操作力zui大，作用力主要有螺栓的初始預緊力和介質作用在閥座上的力。介質所產生的作用力根據現場工況的介質工作壓力而不同，當工作壓力偏小時，密封面處所需的zui小預緊力也偏小，介質提供的作用力也相應偏小;反之，當工作壓力偏大時，密封面處的zui小預緊力和介質作用力也同步增大，從而不受介質工作壓力的限制，均能有效保證密封。當閥門開啟時，流道打開，介質作用在閥座上的作用力隨之減小。同時，分體閥座的浮動結構，使閥座與閥芯的密封面瞬時脫離，減小摩擦，避免密封面的擦傷，延長使用壽命。同時在加工中zui大程度地保護密封面，避免磕碰，而且便于安裝調試。
O形圈的*材質，對腐蝕性介質有相當大的阻礙作用，而且耐一定溫度，密封性能更好。另外考慮到裝配時密封副受加工工藝的影響，很難對正，需要經常調整，將O形圈安裝在閥座的凸臺位置，一端靠閥體臺階限制，這樣調整間隙大，方便對正，同時減小摩擦力，使操作力矩減小。
新結構半球閥在多次批量生產中已經呈現很大優勢，工藝簡單、方便，成本降低，使用壽命提高，產品維修率降低，得到用戶的一致認可，大大拓展了使用范圍。

四、結語
壓力自密封半球閥在設計過程中，除對閥座的結構設計作為重點外，還要注意各項壓力參數的計算及特殊零部件材質的選用。只有不斷改進雙偏心半球閥的結構設計，才能適應不同工作環境多種流體介質的要求，讓閥門的優勢得以zui大程度地展現。與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥