氣動切斷球閥(fá)的防火、防異常升壓和(hé)防靜電結構設計
球(qiú)閥的閥座、填料以及大通徑球閥的滑動軸承等大多采用橡膠、氟塑料等非金屬材料製成。當球閥用於輸送石(shí)油、天然氣以及氫氣、氧(yǎng)氣(qì)等易燃(rán)易爆介質時(shí),難免遇到意外的火災。在(zài)這(zhè)種情(qíng)況下.高分子(zǐ)密封(fēng)材料就會軟化.甚(shèn)至燒毀(圖3-59).使球芯失去密封能力,即使球閥關閉,也不能有效地切斷造成嚴(yán)重後果。
球閥在啟、閉過程中,球體與(yǔ)閥座由於(yú)有相對運動。會因摩擦而產生(shēng)靜電,而橡膠、氟塑料等非金屬材料是優良的電絕緣體,當靜電積累到一定程度(dù),在有火花的條件下就(jiù)可能導致(zhì)爆炸。這(zhè)對於(yú)輸送氫氣等易燃(rán)易爆介質的場合特別危險。用於輸送液化(huà)氣的球(qiú)閥;當它處於關閉狀態時,積存在閥座之間(jiān)的閥體體腔內的液(yè)化氣會因吸收外界熱量而大量氣(qì)化,造成體腔(qiāng)內壓力異常升高(gāo)。這種異常(cháng)升壓現象(xiàng)可能導致閥體爆炸或者使(shǐ)閥杆衝出體外(圖3-60)。釀成事(shì)故(gù),特別是老式上裝式閥杆的球閥。
所(suǒ)有這些,要求球閥(fá)設計者采取適當的安全措施,以防(fáng)患於未然。
一、防火密(mì)封結構:
3-61為浮動球球閥的耐火型閥座密封結構。一旦失火,其高(gāo)分子(zǐ)材料閥(fá)座被燒毀,球閥的球體(tǐ)在流體壓力作(zuò)用下,就會向閥後閥(fá)座方向推進,使之與加工成直角(jiǎo)的閥體閥座槽金(jīn)屬座麵接觸。起到臨時和部分密封作用.避免災情進一步擴大。
圖3-62為固定球球閥的耐(nài)火型(xíng)閥座。當球閥處於(yú)正常工作狀態時.彈(dàn)性閥座的高分子材料密封件與球體接觸(chù)並保持密封;此時,球體與(yǔ)彈性閥座(zuò)上的浮動支座在A處保持1~2mm的間隙,一(yī)旦高分子材料密封件被燒毀或軟化則彈性閥(fá)座的浮動(dòng)支座在流體壓力作用下,被推向球體,使預先加工好的金屬支座(zuò)密封麵D與球體接觸,起到(dào)臨時部分密封作用,待災(zāi)情解除後再(zài)予修(xiū)複或更換。
3-63為耐火型閥杆(gǎn)密封結構;一旦失火,軟質填料被燒毀或軟化,閥體體腔內的流體壓力(lì)將閥杆推向閥體閥杆上的台肩被閥體擋住,並藉高壓流體壓力作用壓緊而(ér)密封;此外,它還能(néng)防止腔內異常(cháng)升壓時閥杆衝出體外。
二(èr)、防異常升壓的閥座結構
圖3-64所示為浮動球球閥的自動泄壓型閥座(V型槽彈性閥座)。當閥體體腔(qiāng)內異常升壓所產生的作用力超過該閥(fá)座(zuò)的預(yù)緊力時,流(liú)體可(kě)通過與球體接觸的密封麵之(zhī)間的間隙排到閥後管道,從而起到防異常升壓的作用。
對於固定球球(qiú)閥(fá);可采用圖3-22和圖3-24所(suǒ)示彈性閥座。當閥(fá)體體腔內壓力異(yì)常升(shēng)高時,將反向推動閥座後退使之與球體(tǐ)脫離接(jiē)觸。流體則沿著閥座與球體之間的間隙流出,消除過壓現象。
三、防靜電結(jié)構(gòu)
圖3-65a所(suǒ)示(shì)為彈(dàn)簧一柱塞式靜電(diàn)引出裝置。壓縮彈簧加載於柱塞,使球體與閥杆以及閥(fá)杆與閥體之間形成靜電通道。這樣,因摩擦產生的靜電便通過彈簧一(yī)柱(zhù)塞傳到閥杆和閥體,從而通過管道與(yǔ)地接通,達到消除靜電積累之目的。
圖3-65b所示為彈簧一鋼球式靜電引出裝置;與(yǔ)圖3-65a相(xiàng)似。所(suǒ)不同者隻是將柱塞換成鋼球。它結(jié)構簡單、緊湊、便於安裝和拆卸.因此.目前大多采用這種結構(gòu)。
圖3-66所示碟型(xíng)彈簧式靜電引出裝置,結構簡(jiǎn)單,製造(zào)方便;並能起支撐(chēng)球體的(de)作用。
圖3-67為圓柱螺旋彈(dàn)簧式靜電(diàn)引出裝置;其特點與上述碟型彈簧式(shì)相似,這種結構的缺點是:啟閉球閥時彈簧作(zuò)用在球(qiú)體上的摩擦阻力較大,因此應用較少。
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