半球阀替代球阀、闸阀、蝶阀的探讨

棉纱

一、结构上采用偏心－楔紧原理。阀体和阀芯回转中心（即阀杆轴线）与阀芯的密封球面的几何中心偏置一个径向尺寸，还与阀座密封面在阀体通道轴线上有个偏置尺寸，密封副为金属－金属外力作用下接触，阀门依靠两个偏心实现自锁关闭，偏心的合理选配使得自锁角小于摩擦角，自锁角选的太小关闭容易，开启特困难，角度选大了，虽然开启力小，但关闭力矩迅猛增加，试验台的反复试验，确定两个搭配合理的偏心量至关重要，可靠的自锁性能确保其密封严紧。这是半球阀的核心技术，从结构原理通过制造手段去实现最佳密封而言，球阀、蝶阀、闸阀、截止阀等确有逊色。
二、极易实现并长期保持零泄漏。阀芯与阀座的密封是球面线接触，靠偏心实现自锁，密封副在启闭的全过程几乎不接触，只在启闭的瞬间，才会接触并闸紧实现零泄漏，确保动静密封处无任何泄漏点。阀座上的结垢或其他堆积物，阀芯在接触阀座的过程中，具有强力清除结垢的能力。而闸阀的密封面在启闭的频繁往复运动中，混流介质结垢沉淀于阀体下部空腔，截止阀完全依靠正压力实现密封，阀座上的结垢无清理能力，二者盘根的经常反复磨损容易造成闸阀、截止阀的内泄外漏。球阀密封是靠阀座长期挤压在球面上，它较半球阀肯定磨损快，蝶阀密封是以橡胶为中介，它较半球阀、球阀、闸阀的金属硬密封性能相差甚远。半球阀长期使用后，阀座也会产生微量磨损，它可以通过调整继续使用，阀杆和填料在启闭过程中阀杆只需旋转90°，有泄漏迹象时，再压紧填料压盖的螺栓少许，即可实现盘根处无渗漏，而其他阀门至今仍然是小漏勉强用，大漏换阀门。中国铝业广西分公司（工作介质：赤泥浆液、强碱液溶）在使用报告中说“……该阀门操作（开、关）轻松方便，维护简便，密闭性能好，与普通闸阀相比使用寿命长，…从2001年7月使用至今（已工作近三年—编者）未发现任何机械问题及泄漏问题，从劳动强度，节能方面及泄漏方面都很受欢迎”。
' k1 X) c/ ^  n) v( Q' k三、操作极其轻便。半球阀启闭的整个过程，密封副几乎全处于无阻尼空转状态，外力只是在启闭瞬间脱离或压紧，而阀杆只需旋转90°轻便又迅速，当然操作轻便。球阀在启闭过程中是在受两端阀座的抱紧力下运转，它较半球阀启闭力矩大，公称直径愈大启闭力矩相差越明显，蝶阀的启闭是要克服橡胶的变形的来实现，力矩更大。而闸阀、截止阀操作时间长且费劲。郑州燃气公司在使用报告中说：“自99年来，先后从贵公司购其生产的‘黑马’牌半球阀百余台…，尚未发现质量问题，…，该公司的产品在结构上比普通阀门较新颖，在操作上比普通球阀较轻便……”；中国铝业山西分公司的使用报告说：“……自使用贵单位产品BQ双偏心半球阀以来，与原先所用蝶阀、闸阀、Y型阀相比，开关能够到位，轻便灵活，使用方便，降低了劳动强度，深受工人欢迎…”！
/ _+ ^" R9 g! ~/ U% r$ |四、使用寿命长。密封副属于双金属，在母体上堆焊不同用途的合金，经特殊热处理后，它的机械性能和理化指标达最佳状态，来满足不同工况（强力磨损、冲刷迅速、腐蚀严重等介质）中的需要，阀门的阀座硬度稍低于阀芯，材质不同和热处理工艺各异，需要时密封副的硬度可达HRC53以上，还可耐560℃高温。实践证明，其抗腐蚀和抗咬合能力是不锈钢密封副的6倍，阀门启闭上万次而不失效，延长了使用寿命。武汉钢铁公司在使用报告说：“在烟煤喷吹一期工程采购贵公司的手、电、气动半球阀，使用期间没有出现积灰现象，开关灵活，密封性能良好，其中用在主管线上的半球阀与引进的国外设备配套较好，且各类阀门的价格只相当于国外同类设备价格的15-20％，为武钢烟煤吹一期工程节省投资，……使用将近三年，情况良好，节约成本，减少了设备故障，减轻了工人劳动强度，受到铁厂领导和管理人员的一致好评”。又如：北京首钢在使用报告中说：“我厂在新五制粉输煤系统试验安装的‘黑马’牌半球阀取代原来球阀使用至今已超过10个月，使用证明该产品具有开启灵活、密封性好、对风源压力波动较大，使用稳定的特点，对冬季使用具有较强的适应性，……适于较恶劣工况条件使用，我厂因要求生产工艺特点要求每20分钟开关一次，因此半年多的试验期间已开闭近万次，未出现异常现象，能够满足煤粉系统使用要求……”。
五、应用范围广。我公司的多系列品种半球阀广泛使用于有色冶炼、燃气天然气、钢铁的煤粉喷吹和除尘、电力输渣、有害气体（硫化氢、光气等）及油品（重油、原油、渣油等）冶炼和输送。它之所以应用范围广，主要是因为密封副分别堆焊不同的合金，使之成为双金属，阀体、阀杆等主要零件采用所需材质，来满足不同工况，构成我公司多种产品系列。
文章关键词： 阀门