PDF《A P I6D D B B 及DIB 型管线阀门结构特征解析》

2 D B B 和DIB型管线阀门结构解析 阀门的开关功能与其密封内件 (阀座和关闭件) 的构造形式有关,一般 A PI6D 标准定义的 D BB 和DIB 型管线阀门, 多采用活动式 (浮动式 ) 双阀座密封 结构. 2.

1 活动式阀座密封原理 以管线球阀为例, 具备 D BB、 D IB 功能的, 仅限于 具有两个活动阀座的耳轴式固定球阀. 普通浮动式球 阀在关闭位置,依靠球体在介质压力作用下偏移, 并 压迫出口端固定阀座产生必须比压实现下游密封, 显 然这种固定式阀座结构, 不能实现 A PI定义的 D BB、 D IB 功能. 管线球阀活动式阀座分单活塞效应 (Si ngl e Pi st on Ef f ect , 缩写为SPE, 或称为自泄放阀座,Sel f -R el i evi ng A ct i on ) 和双活塞效应 (D oubl e Pi st on Ef f ect , 缩写为 D PE) 两种, 其基本结构如图

1 所示. 上游 下游 介质流向 SPE 阀座 D PE 阀座 典型 A PI60 固定式管线球阀结构简图 图1典型 A P I6D 固定式管线球阀

174 《装备制造技术》

2011 年第

7 期 对于球体处于关闭位置的 SPE 阀座 (见图

2 ) , 假 定指向球体 (图示自左向右) 为正方向, 则流道介质 作用在阀座圈上的压力 FL = PL * π (RT

2 - RL

2 ) 方向指向球体侧 (叠加弹簧力促使阀座压向 球体 ) ;

阀腔夹持介质作用在阀座圈上的压力 FQ = - PQ * π ( RT

2 - RQ

2 ) 方向背离球体侧(促使阀座压缩弹簧离开球体 ) . 显然当阀体腔夹持介质压力大到足够克服弹簧 力 (流道无介质压力) 或弹簧和流道介质叠加压力 时, SPE 阀座将被推离球体[ 2] , 阀体腔将向流道侧泄 放所夹持介质,也即该类型阀座对达到一定压力的 阀体腔介质没有密封能力,这也是又称其为自泄放 阀座的原因, 故而 SPE 阀座是一种单向密封结构. 对于球体处于关闭位置的 D PE 阀座( 见图 3) , 假 定指向球体 (图示自右向左) 为正方向, 则流道介质 作用在阀座圈上的压力 FL = PL * π (RT

2 -RL

2 ) 方向指向球体侧 (叠加弹簧力促使阀座压向球体 ) ;

阀腔夹持介质作用在阀座圈上的压力 FQ = PQ * π (RT

2 -RQ

2 ) , 方向同样指向球体侧 (促使阀座压向球体 ) . 阀体腔夹持介质压力越大,阀座与球体间的密 封就越紧, 能有效阻止阀体腔介质向流道泄漏[ 3] , 因此DPE 阀座是一种双向密封 (双隔离 ) 结构. 依靠流道介质压强或阀腔夹持介质压强,分别 作用在阀座不同端面造成压力差,驱使阀座压向或 背离关闭件, 实现管线阀门的密封或阀腔泄放功能, 类似于常规活塞缸筒式组合机件的运作原理,这是 浮动阀座活塞效应称谓的来历. 2.

2 D B B 和DIB型管线阀门品种划分 根据管线阀门上下游端 SPE 和DPE 阀座的不 同应用组合,可获得 A PI6D 定义的 D BB 与DIB 具 体分型, 如表

1 所列: 前文图示的固定式球阀,即属于下游配置双隔 离阀座的 A PI6D D IB-2 型管线阀门. 2.

3 用户选型建议 对于输送如高温、 低温、 高压、 易燃易爆、 有毒、 有腐蚀性等危险介质的管线系统,应选用 D IB-1 或DIB-2 (推荐上游阀座为 SPE 结构 ) 型阀门, 且在关键 位置如管线分支、场站入口等处还要采取两台阀门 联装应用的措施,以最大限度地确保下游管线维护 检修作业人员和设备的安全;

对于流体仪表校正系 统, 如流量计校准等场合, 则应选用 D IB-1 型阀门, 保证系统环路中阀体腔原来滞留的介质,不会泄漏 到测试管线影响计量精度. 球形密封内件 (关闭位置) 密封圈 密封圈与流道连通 的边界圆, 半径为 RL 流道介质压力作 用区域, 压强为 PL 密封圈与阀腔连通的 边界圆, 半径为 RQ 阀座圈与阀体孔密封 圆柱面, 半径为 RT 流道 阀腔 阀体 柔性石墨防火圈 紧急注胶孔