介紹了一種新型管線切斷閥的結構和動作原理、產(chǎn)品的突出優(yōu)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(fā)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(yōu)點，克服了它們的缺點，所以被譽為閘閥的新一代產(chǎn)品，它的安裝連接尺寸和普通閘閥相同，可以代替互換。該產(chǎn)品已形成閥門專業(yè)標準：JB/T 10673-2006，產(chǎn)品列入國家火炬計劃項目和溫州市專利產(chǎn)業(yè)化重大科技專項，多年來已廣泛應用于石油、化工行業(yè)，產(chǎn)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(zhuǎn)。球瓣的上方和下方分別有限位環(huán)和調(diào)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(zhuǎn)。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(zhuǎn)動由手輪、錐齒輪頭、電動頭驅(qū)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(nèi)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(zhuǎn)手輪，帶動閥桿螺母旋轉(zhuǎn)，閥桿螺母帶動閥桿和楔式錐體旋轉(zhuǎn)90°，然后沿軸線下移，球瓣也隨楔式錐體旋轉(zhuǎn)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(xiàn)閥門關閉。當閥門需要打開時，逆時針旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yōu)點，更突出的優(yōu)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(zhuǎn)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(zhì)主要是WCB，也有WC6、C5和CF8等。閥門的適用介質(zhì)和普通閘閥一樣，所以該閥門是閘閥的最新一代產(chǎn)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(nèi)腔有較大的空間，如果介質(zhì)內(nèi)有焊條、焊渣、砂石或其他固體雜物，很容易在閥體內(nèi)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(jù)在南京金陵石化公司的多年使用經(jīng)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(nèi)部容易沉積焦炭粉。

　　2)焦化裝置的甩油系統(tǒng)，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(tǒng)，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(nèi)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(nèi)最大的石化能源集團公司的近百家大型石化企業(yè)普及應用，展示了新型閘閥的突出功能，為國家的能源工業(yè)作出了突出的貢獻。希望該產(chǎn)品不斷改進，不斷創(chuàng)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(yè)爭光。