之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現在介紹固定式高壓鈦合金球閥設計研究固定式高壓鈦合金球閥設計研究鈦以其良好的機械性能及優異的耐蝕性，廣泛應用于化工、醫藥衛生，制鹽、氯堿、等領城。在化工方面主要用作壓力容器，輸送管線及泵閥。其中鐵制固定式球閥，以其良好的密封性，優異的耐蝕性能及適應高的工作壓力等特點，廣泛應用于石油、化工行業。目前，國內沒有固定式鈦球閥，只有浮動式鈦球悶，在世界上只有美國、德國、日本等少數國家可以生產固定式鈦球閥，為了滿足石化行業使用工作壓力高、密封性好、具有良好的耐蝕性等要求，拓寬鈦材的使用范圍，進行了固定式鈦球閥的設計與研制．研制出了 DN80，DN50，DN40，DN25，且使用壓力高達 9.8MPa 的固定式鈦球閥，*，為批量生產奠定了基礎，為大型石化企業耐腐蝕設備的國產化改造提供了技術及物質保證。本文闡述固定式鈦球閥的設計計算過程，主要研制工藝及其特點。國標蝸輪固定式球閥有二塊式和三塊式兩種閥體結構,中法蘭用螺栓連接,密封采用增強聚四氟乙烯鑲入不銹鋼圈內,鋼圈后部沒有彈簧保證閥座緊貼球體,保持密封。上下閥桿均沒有PTFE軸承,減少磨擦,操作省力,小軸底部沒有調整片,保證球與密封圈的接處位置。全通徑：閥門流量孔徑與管線內徑一致,以便管線清掃。
固定式高壓鈦合金球閥設計研究Q347F/H國標蝸輪固定式球閥產品特點
1,采用圓柱形彈簧或波形彈簧預載的襝性可動金屬閥座結構,密封預緊力設計合理,閉啟靈活,有效保證密封的可靠性。
2 ,采用特殊結構裝置的閥桿,不僅確保填寫料處還會滲漏,且防止了閥桿脫出。
3,根據用戶的需要,可設計成適應粉塵（包括含固體顆粒）,漿料等介質的結構,使球閥耐磨及耐高溫性能更好。
4,本身具有防火防靜電功能。
5,該結構球閥應按規定流向使用。
1 固定式高壓鈦合金球閥設計研究設計與研制
1.1 設計計算
1.1.1 設計技術參數
工作介質：醋酸；
使用溫度：225℃；
設計壓力：9.8MPa；
公稱通徑：80mm。
1.1.2 固定式高壓鈦合金球閥設計研究材料選擇
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥根據使用溫度及醋酸的濃度，查知鈦的腐蝕率為 ＜0.127mm/a，和耐蝕不銹鋼及其它有色金屬相比，選擇 TA2即符合使用條件；根據使用的工作壓力，為了保證其結構強度，選擇 TA2 鍛造件；根據使用溫度、工作壓力，選擇柔性石墨和浸銻石墨做密封材料。
固定球閥彈簧組彈性閥座是一種涉及高、低和普通溫度的密封結構，應用十分廣泛。彈簧組彈性閥座閥前密封、彈簧組彈性閥座閥后密封、彈簧組彈性閥座雙面密封三種形式的密封結構特點各不相同，在應用時必須選擇正確。密封壓比受受壓面積壓差推動力、預緊彈簧彈力及滑動摩擦力影響。同時受到受壓面積壓差推動力影響較大。然而，兩受壓面中徑尺寸一般相差不大。所以設計時必須進行的計算。
固定球閥 1.閥體2.彈簧3.閥座密封圈4.閥座5.球體密封圈6.球體圖1 彈簧組彈性閥座
1、固定球閥彈簧組彈性閥座的閥體接觸面中徑d1和球體接觸面中徑d2的大小關系決定了閥門的三種密封形式。
2、固定球閥彈簧組彈性閥座的密封比壓(即密封的可靠性)主要取決于閥體接觸面中徑d1和球體接觸面中徑d2的比例關系。
3、對三種密封結構來說，閥前閥座密封，可以使用在壓力P≤10MPa的腐蝕和液化氣體中以及閥門通徑較大的場合；閥后閥座密封，通常使用于壓力P≥16MPa的80～100通徑的閥門中；雙面密封，特別使用于危險的對密封要求高的場所。
1.1.3 固定式高壓鈦合金球閥設計研究設計計算
（1）閥體壁厚的設計
采用公式：SB=DN(K0-1)/s＋C，計算結果為 16 mm
（2）閥蓋與閥體之間聯接螺栓的選擇
根據使用壓力，選擇 1Cr18Ni9Ti 螺栓，選取 M30mm×55mm 的螺栓 8 個即可滿足強度要求。
根據公式算得進、出口法蘭蓋與閥體之間連接螺栓用 M30mm×45mm 的 1Cr18Ni9Ti 螺栓 8 個，即可滿足強度要求。
1.2 固定式高壓鈦合金球閥設計研究技術關鍵
由于使用壓力高達 9.8MPa，因此，密封及承壓是技術關鍵，在研制過程中，采用了 3 項措施，解決了這一關鍵技術問題。
① 保證球體與上下球桿的同軸度；
② 保證上下球桿與 Φ80mm 通孔的垂直度；
③ 保證球面粗糙度。
通過設計專門的工裝胎具及加工與密封工藝，達到了密封與承壓目標，一次試較成功。
1.3 固定式高壓鈦合金球閥設計研究結構特點
鈦制固定式球閥與浮動式球閥相比具有以下 3 個特點。
（1）在密封原理上，采用后密封。
（2）適用于高壓、粘稠液體。
普通的浮動式鈦球閥在高壓時不可靠，在介質為粘稠液體時，球與密封環之間微小的浮動間隙易造成堵塞，從而使閥門啟閉困難或失去密封作用。而采用固定式鈦球閥，因使用了彈簧，使密封環與球體始終保持緊密接觸，利用高壓介質達到良好密封的效果。
（3）采用線密封
普通浮動式鈦球閥的球體與密封環之間為球面密封，其單位面積上的密封比壓小，且在高壓時，微觀面上的凸凹點易引起泄漏，達不到密封要求。而固定式鈦球閥其球體與密封環之間采用線密封，增加了單位面積的密封比壓，且壓力越高，密封的效果越好，從而保證了高壓工作的可靠性。
固定式高壓鈦合金球閥設計研究技術規范
設計依據 | 國標系列 | 美標系列 | |
設計標準 | GB/T12237 | AP16D | ANSI B16.34 |
法蘭連接結構長度 | GB/T12221 | AP16D | ANSI B16.10 |
結構長度（焊接） | GB/T15188.1 | AP16D | ANSI B16.10 |
連接法蘭 | GB/T9113 | ANSI B16.5,B16.47 | |
對焊端 | GB/T12224 | ANSI B16.25 | |
試驗和檢驗 | GB/T9092 | AP16D | AP1598 |
Q347F/H國標蝸輪固定式球閥 試驗壓力
壓力等級 | 試驗壓力（MPa） | ||
公稱壓力（PN） | 磅級（Class） | 殼體試驗 | 密封試驗 |
1.0 | - | 1.5 | 1.1 |
1.6 | - | 2.5 | 1.76 |
2.5 | - | 3.8 | 2.75 |
4.0 | - | 6.0 | 4.4 |
6.4 | - | 9.6 | 7.04 |
- | 150 | 3.0 | 2.2 |
- | 300 | 7.6 | 5.6 |
- | 600 | 15.0 | 11.0 |
- | 10K | 2.4 | 1.5 |
- | 20K | 5.8 | 4.0 |
固定式高壓鈦合金球閥設計研究固定式球閥工作原理
一、固定式球閥開啟過程
1在關閉位置，球體受閥桿的施壓作用，緊壓在閥座上。
2當逆時針轉動手輪時，閥桿則反向運動，其底部角形平面使球體脫開閥座。
3閥桿繼續提升，并與閥桿螺旋槽內的導銷相互作用，使球體開始無摩擦地旋轉。
4直至到全開位置，閥桿提升到極限位置，球體旋轉到全開位置。
二、固定式球閥關閉過程
1關閉時，順時針旋轉手輪，閥桿開始下降并使球體離開閥座開始旋轉。
2繼續旋轉手輪，閥桿受到嵌于其上螺旋槽內的導銷的作用，使閥桿和球體同時旋轉90°。
3 快要關閉時，球體已在與閥座無接觸的情況下旋轉了90°。
4手輪轉動的后幾圈，閥桿底部的角形平面機械地楔向壓迫球體，使其緊密地壓在閥座上，達到*密封。
固定式球閥結構特點
1、 固定式球閥啟閉無摩擦。這一功能完*了傳統閥門因密封面之間相互摩擦而影響密封的問題。
2、 上裝式結構。對裝在管道上的閥門可直接在線檢查與維修，能有效減少裝置停車，降低成本。
3、 單閥座設計。消除了閥門中腔介質因異常升壓而影響使用安全的問題。
4、 低扭矩設計。特殊結構設計的閥桿，只需配一個小手輪閥門就能輕松啟閉。
5、 楔形密封結構。閥門是靠閥桿提供的機械力，將球楔壓到閥座上而密封，使閥門的密封性不受管線壓差變化的影響，在各種工況下密封性能都有可靠保證。
6、 固定式球閥密封面的自清潔結構。當球體傾離閥座時，管線中的流體沿球體密封面成360°均勻通過，不僅消除了高速流體對閥座局部的沖刷，也沖走了密封面上的聚積物，達到自清潔的目的。與本產品相關論文禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護
2 固定式高壓鈦合金球閥設計研究結論
（1）設計研制的固定式高壓鈦球閥，滿足了石化工業的需要，使用情況良好。
（2）固定式高壓鈦球閥具有高壓使用可靠、密封良好等特點。
（3）設計研制的固定式高壓鈦球閥，在技術水平上屬國內，且達到了同類產品水平。
客服1號