提升桿式軌道球閥制造工藝及技術(shù)特點(diǎn)

1、.軌道球閥制造工藝及技術(shù)特點(diǎn)1. ORBIT提升桿式軌道球閥各部分示意圖 驅(qū)動(dòng)螺母 及軸承 閥桿導(dǎo)銷 填料注入 附件 閥桿導(dǎo)槽 防火安全密封 頂裝式設(shè)計(jì) 閥桿 閥座 閥球 閥芯表面堆焊層 耳軸 閥桿楔形面 閥球銷釘2. ORBIT提升桿式軌道球閥的工作原理2.1 閥門開關(guān)原理如圖所示，閥門由關(guān)閉位置（見圖1）打開時(shí)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，閥桿上端的閥桿導(dǎo)槽限定了閥桿的運(yùn)動(dòng)方式。首先，導(dǎo)槽的垂直部分與閥桿導(dǎo)槽銷釘?shù)穆?lián)合作用下，使閥桿向上提升，閥桿下端的楔型斜面迫使閥球滾動(dòng)離開閥座（見圖2），實(shí)現(xiàn)閥球與閥座的分離。然后，導(dǎo)槽的螺旋部分再與導(dǎo)槽銷釘作用，使閥桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)閥球旋轉(zhuǎn)（見圖3）。導(dǎo)槽

2、銷釘運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)槽盡頭時(shí)，動(dòng)作停止，閥球旋轉(zhuǎn)90°達(dá)到全開位置。2.2 閥門閥座密封原理頂裝式設(shè)計(jì)的Orbit(單閥座提升閥桿式)球閥可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流體雙方向的嚴(yán)密關(guān)斷，在流體壓力來自推動(dòng)閥球壓向閥座的方向時(shí)，所有的壓差會(huì)使閥球緊緊壓向閥座。閥球密封表面首先與閥座內(nèi)的軟性密封材料接觸，然后隨著閥球繼續(xù)壓緊閥座，閥座內(nèi)包裹著軟性密封材料的金屬唇會(huì)形成次級(jí)金屬密封。當(dāng)流體壓力來自推動(dòng)閥球遠(yuǎn)離閥座端時(shí)，閥門實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密關(guān)斷的原理如下(如圖所示)。閥球的中心線到耳軸底部的距離與閥體（閥座）中心線到耳軸底部的距離的公差被嚴(yán)格控制。耳軸底部的形狀被加工成圓球面，半徑為R。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，閥桿下降，閥桿底部的楔

3、型面如圖所示給閥球施加了推力。閥球在閥桿的作用力下被壓向閥座時(shí)，閥球的中心線和閥座的中心線仍然保持一致，因?yàn)槎S底部的形狀使閥球?qū)嶋H上是滾動(dòng)壓向閥座。因此，閥球密封面壓向閥座的力量是均勻一致的，首先與軟密封材料接觸，然后可靠地接觸到金屬密封唇。手輪的力量可以通過閥桿底部的一定的楔型角度傳遞足夠的推力給閥球以此達(dá)到在全壓差情況下的嚴(yán)密密封效果。Orbit閥門的閥球在旋轉(zhuǎn)時(shí)與閥座完全沒有接觸。因?yàn)樵谵D(zhuǎn)動(dòng)前閥球已脫離閥座。顯然，閥球上與閥座不接觸的部分不會(huì)影響密封或損傷密封，也不會(huì)在閥門操作中產(chǎn)生額外的阻力而需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)克服。所以，只有在閥門關(guān)閉時(shí)與閥座接觸的部分才需要有足夠的耐腐蝕性和抗磨損性能以

4、保證閥門長(zhǎng)壽命的密封效果。另一個(gè)與Orbit閥門長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)密密封緊密相關(guān)的因素是，當(dāng)閥球旋轉(zhuǎn)后，其壓向閥座的壓力取決于手輪或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力量(不超過最大允許值)。所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力量即便在閥座因?yàn)楣芫€內(nèi)雜質(zhì)或其他因素?fù)p傷的情況下仍然可以提供良好的密封，而不像其他球閥只能靠修理閥門或忍受泄漏的存在。2.3 閥門結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Orbit閥門的閥桿是依靠平行的楔型平面驅(qū)動(dòng)閥球。達(dá)到閥門操作無摩擦。閥門為固定球固定座結(jié)構(gòu)，閥座無彈簧支撐，閥門密封依靠閥桿驅(qū)動(dòng)閥球的強(qiáng)制密封力。閥門開啟時(shí)，閥球脫離閥座，形成360度的介質(zhì)流動(dòng)，不會(huì)對(duì)閥座密封造成局部沖蝕。Orbit閥門的平行楔面閥桿結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，最主要優(yōu)點(diǎn)在于

5、-閥桿與閥球的接觸面是平面而非螺旋面，由此很容易保證閥桿底部的加工精度，而且，對(duì)于大口徑或高壓力的閥門，其閥球?qū)тN可以加工為平面型，使閥桿和閥球達(dá)到面接觸而非線接觸，大大提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及抗磨損性能， (見附圖) Orbit閥桿底部平行楔面 普通球閥閥桿和閥球固定在一起，閥桿只做簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)而沒有提升，閥球和閥座一直接觸摩擦，閥門密封磨損嚴(yán)重。閥門的結(jié)構(gòu)一般為浮動(dòng)球固定座或固定球浮動(dòng)座。閥門的密封依靠管道介質(zhì)壓力或閥座彈簧預(yù)緊力。閥門開啟時(shí)，閥座與閥球形成小流道高流速，嚴(yán)重沖蝕閥座密封，造成閥門泄漏。閥門使用壽命短。同樣，閥桿與閥球接觸面為螺旋面的驅(qū)動(dòng)形式的閥門，由于其驅(qū)動(dòng)面為線接觸，易于造成閥

6、桿或閥球?qū)тN磨損，并且介質(zhì)中雜質(zhì)容易沉積在該部位，造成閥桿對(duì)閥球的驅(qū)動(dòng)故障，嚴(yán)重時(shí)可能卡死而無法操作閥門。2.4 零部件設(shè)計(jì)特點(diǎn)以下僅就幾個(gè)閥門內(nèi)幾個(gè)主要零部件的設(shè)計(jì)和加工作簡(jiǎn)單說明如下：A. 閥桿（參見上述說明）B. 閥球Orbit閥球密封表面有1.5mm厚度的硬質(zhì)合金堆焊層，使參與密封的表面具有最佳的硬度，強(qiáng)度，加工精度和耐腐蝕性能。根據(jù)Orbit閥門的經(jīng)驗(yàn)，閥球表面硬質(zhì)合金堆焊層是保證閥門長(zhǎng)壽命頻繁操作的必要條件。 Orbit 閥球硬質(zhì)合金堆焊 硬質(zhì)合金堆焊 普通球閥沒有硬質(zhì)合金堆焊，閥球密封面易劃傷易磨損。閥門使用壽命短。閥球耳軸和導(dǎo)銷的設(shè)計(jì)Orbit閥球與耳軸是一體鑄造或鍛造的。Or

7、bit閥球的導(dǎo)銷是鑲嵌入閥球內(nèi)部，只在導(dǎo)銷兩端點(diǎn)焊固定。C. 閥座設(shè)計(jì)Orbit閥座是由內(nèi)密封環(huán)，外密封環(huán)和內(nèi)嵌之軟性密封件組成。Orbit內(nèi)外密封環(huán)靠壓力過盈緊密結(jié)合在一起并將中間軟密封體包住，防止其被沖出閥座。閥座內(nèi)外金屬環(huán)因?yàn)椴皇且惑w的，所以具有一定的彈性，在機(jī)械楔式力的作用下可以與閥球產(chǎn)生充分的緊密接觸。達(dá)到金屬對(duì)金屬的密封效果。嚴(yán)密關(guān)斷的效果，閥座的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及閥座金屬密封面的彈性密封效果都經(jīng)過了多年的實(shí)際使用檢驗(yàn)。普通球閥為簡(jiǎn)單的嵌入式軟密封，可靠性差，某些結(jié)構(gòu)的軟密封嵌入甚至存在吹出脫落的隱患。2.5 原材料選用及其他Orbit閥門的結(jié)構(gòu)和操作原理看似簡(jiǎn)單，但是要將這種原理在閥門

8、制造的工程方面實(shí)現(xiàn)，材料的選用是非常關(guān)鍵的因素。Orbit根據(jù)大量的試驗(yàn)和使用經(jīng)驗(yàn)尋找出適應(yīng)不同工況的材料最佳搭配，使每一臺(tái)閥門所選用的材料都盡可能達(dá)到最佳的使用性能以及最好的可加工性能。3. 綜述如果以上對(duì)技術(shù)問題的分析還不夠具有說服力的話，那么對(duì)以下問題的回答可能更直接明了一些，(1) Orbit公司到1986年11月就以生產(chǎn)出100萬臺(tái)閥門。(2) Orbit公司在近5年內(nèi)在中國(guó)銷售的閥門達(dá)數(shù)千臺(tái)。(3) Orbit閥門在美國(guó)的工廠，閥門的年產(chǎn)能力為12000臺(tái)（套）。(4) 所有Orbit閥門均通過API 607第四版防火測(cè)試認(rèn)證，并可以隨時(shí)提供測(cè)試記錄復(fù)印件。(5) Orbit閥門針

9、對(duì)不同的使用工況和不同的閥門尺寸及壓力有多達(dá)幾百種不同的材料組合，并針對(duì)每一個(gè)不同的項(xiàng)目提供詳細(xì)的材料清單。(6) ORBIT同時(shí)生產(chǎn)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是專門設(shè)計(jì)用于ORBIT提升閥桿式球閥的線型膜式或活塞式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。Orbit可提供閥門/氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的整體供貨和質(zhì)保。4. 氫氣工況選用ORBIT提升桿式軌道球閥的說明美國(guó)ORBIT閥門在氫氣等苛刻領(lǐng)域已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的服務(wù)歷史。氫氣分子量只有2，是最輕的元素，非常容易泄漏。它無色無味的特點(diǎn)，讓人難以察覺；易燃的特性，又不容許泄漏。上述這些特性都要求有高性能可靠的閥門提供無氣泡泄漏的密封以保證其絕對(duì)不泄漏，這正是ORBIT閥門被廣為接受的原因。在高

10、溫高壓的場(chǎng)合，包括一些世界知名的閥門都望塵莫及，或者最多是新閥門時(shí)不漏，使用一段時(shí)間后，其閥門內(nèi)漏就會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)過程使產(chǎn)品品質(zhì)下降。ORBIT球閥，用世界唯一的無摩擦原理，完美地解決了這一領(lǐng)域的用閥問題，其最高溫度可達(dá)到427（還正向更高溫度挺進(jìn)），最高壓力可達(dá)500Kg/cm2。比較以下其他形式的閥門：旋塞閥有時(shí)被選用，但旋塞閥要增強(qiáng)密封效果就需要潤(rùn)滑劑，這就會(huì)帶來問題。氫氣使?jié)櫥瑒┳兏蓪⑹归y門難于操作，同時(shí)潤(rùn)滑劑還要污染流程，泄漏還帶來工廠的安全問題。普通浮動(dòng)式球閥由于密封面存在摩擦不能提供長(zhǎng)壽命，靠彈簧加載的密封在低壓下又很難保證無氣泡泄漏，“O”型圈干裂會(huì)讓氫氣泄漏到大氣中。閘閥由于

11、閘板密封的摩擦壽命短，OS&Y閥蓋及長(zhǎng)的開關(guān)行程將制約盤根的密封性。我們的閥門常用在氫系統(tǒng)中作為給料關(guān)斷閥門、分離塔出口閥門、壓縮機(jī)進(jìn)口及出口閥門、旁通閥門等等。在中國(guó)，齊魯煉廠、鎮(zhèn)海煉廠等80%以上的煉廠使用ORBIT氫氣閥門。參見業(yè)績(jī)表。高性能的氫氣用閥特征：1、機(jī)械施壓的雙級(jí)內(nèi)密封：保證零泄漏；2、可調(diào)節(jié)式閥桿密封：可控零外漏；3、閥桿提升式球閥：使密封面不磨擦；4、金屬對(duì)金屬密封：防火安全設(shè)計(jì)；5、球面堆焊硬質(zhì)合金：有管線雜質(zhì)時(shí)耐磨；6、密封座無O型圈和彈簧：高可靠性（因?yàn)闊o易損件）；7、頂部開啟式：可在線維修，減少停車時(shí)間。ORBIT 提升桿式軌道球閥的特點(diǎn)-針對(duì)氫氣操作1、

12、樞軸式安裝：固定座球閥用于高壓場(chǎng)合，許多供貨商卻提供價(jià)格低廉的浮動(dòng)球閥來對(duì)付。2、頂裝式設(shè)計(jì)：頂裝式設(shè)計(jì)，氫氣管線通常采用焊接端閥門以防止法蘭墊片泄漏，頂裝式設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)管線上維修，而三段式或二段式無法進(jìn)行在線維護(hù)。3、可提供金屬對(duì)金屬初級(jí)密封：傳統(tǒng)球閥由于密封座采用PTFE，而無法用于高溫環(huán)境，ARDS工藝通常為高溫高壓氫氣。高溫球閥必須采用金屬密封并同時(shí)滿足泄漏等級(jí)VI。對(duì)于低溫環(huán)境，ORBIT采用PTFE軟性密封外加金屬性密封同時(shí)作用，雙重保障。傳統(tǒng)球閥只有PTFE起作用，金屬密封在火災(zāi)情況下是否有效值得懷疑。4、防火規(guī)范滿足Exxon-BP3-14-1局部燒損試驗(yàn)的要求：這一標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)于API607，F(xiàn)M6033，OCMAFSV.I.5、閥球表面處理：球部表面與密封座結(jié)合處，堆焊有鎳基合金，防止磨損。ORBIT的閥型已被CHEVRON廣泛應(yīng)用于加氫裂解、脫硫流程，并被證明能有效地防止氫脆現(xiàn)象。6、無摩擦操作：ORBIT獨(dú)特的無摩擦操作原理，使閥門長(zhǎng)壽命，緊密封和容易操作。7、無O型圈：閥體密封、閥座密封、閥桿密封因無O型圈，故沒有因溫度、兼容性等引起的軟橡膠變質(zhì)現(xiàn)象。8、