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(xiāo) 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(xiāo)釘2. ORBIT提升桿式軌道球閥的工作原理2.1 閥門(mén)開(kāi)關(guān)原理如圖所示，閥門(mén)由關(guān)閉位置（見(jiàn)圖1）打開(kāi)時(shí)，通過(guò)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(xiāo)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(kāi)閥座（見(jiàn)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(xiāo)釘作用，使閥桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)閥球旋轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖3）。導(dǎo)槽

2、銷(xiāo)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(kāi)位置。2.2 閥門(mén)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(lái)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(lái)自推動(dòng)閥球遠(yuǎn)離閥座端時(shí)，閥門(mén)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(mén)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(guò)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(mén)的閥球在旋轉(zhuǎn)時(shí)與閥座完全沒(méi)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(mén)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(mén)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(mén)長(zhǎng)壽命的密封效果。另一個(gè)與Orbit閥門(mén)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(guò)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(mén)或忍受泄漏的存在。2.3 閥門(mén)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Orbit閥門(mén)的閥桿是依靠平行的楔型平面驅(qū)動(dòng)閥球。達(dá)到閥門(mén)操作無(wú)摩擦。閥門(mén)為固定球固定座結(jié)構(gòu)，閥座無(wú)彈簧支撐，閥門(mén)密封依靠閥桿驅(qū)動(dòng)閥球的強(qiáng)制密封力。閥門(mén)開(kāi)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(mén)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(mén)，其閥球?qū)тN(xiāo)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(jiàn)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(méi)有提升，閥球和閥座一直接觸摩擦，閥門(mén)密封磨損嚴(yán)重。閥門(mén)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(mén)的密封依靠管道介質(zhì)壓力或閥座彈簧預(yù)緊力。閥門(mén)開(kāi)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(mén)泄漏。閥門(mén)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(mén)，由于其驅(qū)動(dòng)面為線接觸，易于造成閥

6、桿或閥球?qū)тN(xiāo)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(wú)法操作閥門(mén)。2.4 零部件設(shè)計(jì)特點(diǎn)以下僅就幾個(gè)閥門(mén)內(nèi)幾個(gè)主要零部件的設(shè)計(jì)和加工作簡(jiǎn)單說(shuō)明如下：A. 閥桿（參見(jiàn)上述說(shuō)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(mén)的經(jīng)驗(yàn)，閥球表面硬質(zhì)合金堆焊層是保證閥門(mén)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(méi)有硬質(zhì)合金堆焊，閥球密封面易劃傷易磨損。閥門(mén)使用壽命短。閥球耳軸和導(dǎo)銷(xiāo)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(xiāo)是鑲嵌入閥球內(nèi)部，只在導(dǎo)銷(xiāo)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(guò)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(guò)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(mén)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(mén)

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(mén)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(wèn)題的分析還不夠具有說(shuō)服力的話，那么對(duì)以下問(wèn)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(wàn)臺(tái)閥門(mén)。(2) Orbit公司在近5年內(nèi)在中國(guó)銷(xiāo)售的閥門(mén)達(dá)數(shù)千臺(tái)。(3) Orbit閥門(mén)在美國(guó)的工廠，閥門(mén)的年產(chǎn)能力為12000臺(tái)（套）。(4) 所有Orbit閥門(mén)均通過(guò)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(mén)針

9、對(duì)不同的使用工況和不同的閥門(mén)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(zhuān)門(mén)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(mén)/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(shuō)明美國(guó)ORBIT閥門(mén)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(wú)色無(wú)味的特點(diǎn)，讓人難以察覺(jué)；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(mén)提供無(wú)氣泡泄漏的密封以保證其絕對(duì)不泄漏，這正是ORBIT閥門(mén)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(mén)都望塵莫及，或者最多是新閥門(mén)時(shí)不漏，使用一段時(shí)間后，其閥門(mén)內(nèi)漏就會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)過(guò)程使產(chǎn)品品質(zhì)下降。ORBIT球閥，用世界唯一的無(wú)摩擦原理，完美地解決了這一領(lǐng)域的用閥問(wèn)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(mén)：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(lái)問(wèn)題。氫氣使?jié)櫥瑒┳兏蓪⑹归y門(mén)難于操作，同時(shí)潤(rùn)滑劑還要污染流程，泄漏還帶來(lái)工廠的安全問(wèn)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(wú)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(kāi)關(guān)行程將制約盤(pán)根的密封性。我們的閥門(mén)常用在氫系統(tǒng)中作為給料關(guān)斷閥門(mén)、分離塔出口閥門(mén)、壓縮機(jī)進(jìn)口及出口閥門(mén)、旁通閥門(mén)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(mén)。參見(jiàn)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(wú)O型圈和彈簧：高可靠性（因?yàn)闊o(wú)易損件）；7、頂部開(kāi)啟式：可在線維修，減少停車(chē)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(lái)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(mén)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(wú)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(wú)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(wú)摩擦操作：ORBIT獨(dú)特的無(wú)摩擦操作原理，使閥門(mén)長(zhǎng)壽命，緊密封和容易操作。7、無(wú)O型圈：閥體密封、閥座密封、閥桿密封因無(wú)O型圈，故沒(méi)有因溫度、兼容性等引起的軟橡膠變質(zhì)現(xiàn)象。8、