可控燃气阀门设计方案

摘 要

摘要：分析了机械式可控阀门、磁式可控阀门、可快速测压阀门的技术设计方案(已取得中国专利)。关键词：可控阀门；机械式可控阀门；磁式可控阀门；可快速测压阀门Design Scheme of Con
摘要：分析了机械式可控阀门、磁式可控阀门、可快速测压阀门的技术设计方案(已取得中国专利)。
关键词：可控阀门；机械式可控阀门；磁式可控阀门；可快速测压阀门
Design Scheme of Controllable Gas Valve
YAN Rongjie，LIN Jianfen
Abstract：The technical design schemes of mechanically controlled valve，magnetically controlled valve and quick pressure valve are analyzed.The Chinese patents of these valves have been obtained.
Key words：controllable valve；mechanically controlled valve；magnetically controlled valve；quick pressure valve
   燃气阀门研发、制造、销售企业提供安全燃气阀门的技术设计方案是促进燃气行业安全管理、平稳运行的有效措施。本文阐述的几种安全燃气阀门技术设计方案是我们公司通过自主研发获得国家实用新型专利的产品[1～6]，专利权人属于宁波志清实业有限公司。
1 可控式燃气阀门技术设计方案
    可控式是指阀门启闭装置可根据需求来设置开关状态。
   ① 机械式可控燃气阀门
   通过将阀门启闭驱动结构设计为非标式、铅封式、形状改变式等，且不可随意拆卸，只能够采用专用开启工具或破坏驱动结构才能够开关阀门，达到不可擅自操作阀门、避免人为误操作、防止盗气等目的。该阀门公称压力不大于2.5MPa，工作温度为-20～120℃。
    图1～4所示阀门，属于非标式结构，可实现阀门关闭不可开或开启不可关或可自由开关的功能。
图1、2所示阀门，在普通燃气阀门的基础上改变控制阀门开关手柄结构。该结构关键技术在于手柄下端分别设有一扇形凹槽和方形凹槽。当阀体上凸台与手柄上方形凹槽配合时，手柄与阀体互相限位不能转动，实现关闭不可开的功能，手柄与阀杆通过非标螺母连接固定，使用专用工具操作。当阀体上凸台与手柄上扇形凹槽配合时，手柄可在90°范围内旋转定位，自由控制球阀开关，即可实现普通阀门功能。例如用户未及时缴费或出现用气异常等情况，均可设置阀门手柄为关闭不可开状态；用户用气正常等情况，可设置阀门手柄为自由开关的状态。产品出厂时一般设置为可自由开关状态，用户和燃气供应企业根据需求可自行设置功能。
 

如图3所示，阀门可设置为开启不可关功能或关闭不可开功能或可自由开关的功能。该结构的关键技术在于阀体凸颈部与手柄分别设有死穴区域。当阀门需要在关闭状态设置为开启不可关功能或关闭不可开功能时，只需将非标螺钉使用专用工具安装在手柄与阀体配合死穴区域，即可实现；当阀需要可自由开关功能时，只需将手柄与阀体配合死穴区域中的非标螺钉拆卸，不进行安装，即可实现普通阀门自由开关功能。一般公共事业的管网建设环境阀门设置为关闭不可开状态或开启不可关状态，新用户未入住开户前等情况阀门设置为关闭不可开状态，入住开户后等情况阀门非标螺钉不安装即为自由开关的状态。产品出厂时一般设置为关闭不可开状态。
    图4所示阀门属于启闭双铅封结构方案，可实现阀门关闭不可开或开启不可关或可自由开关的功能。
    阀门的开启与关闭状态均可设置为用栓系铅封线控制阀的自由开关状态。该结构的关键技术在于在阀体限位孔和两个蝶翼手柄上设置栓系铅封线孔。当阀需要在开启状态处于开启不可关时，只需将蝶形手柄蝶翼栓系铅封位置1上的孔与阀体限位孔进行铅封线栓系，即可实现；阀需要在关闭状态处于关闭不可开功能时只需将蝶形手柄蝶翼栓系铅封位置1或2上的孔与阀体限位孔进行铅封线栓系，即可实现；若需实现阀开启与关闭状态均可自由开关，只需阀体限位孔和手柄蝶翼的铅封线不进行栓系，即可实现普通阀门自由开关功能。阀门出厂时一般设置为自由开关状态。

    图5、6所示阀门属于形状改变式结构方案，可实现阀门关闭不可开或开启不可关或可自由开关的功能。
    阀从开启到关闭状态或从关闭到开启状态须通过安装匹配的专用手柄控制阀的自由开关状态。该结构的关键技术在于阀杆的头部设计为“心”形、“齿”形、“梅花”形、“◇”形、“△”形、“口”形等，且阀杆头部需内藏于阀体内部使其他工具及手柄无法连接，专用手柄的形状与内藏于阀体内部的阀杆头部工作区域配合，即阀杆头部与专用手柄凹凸配合。当阀需要从开启到关闭状态或从关闭到开启状态后不允许阀实现自由开关动作，只需要将阀的手柄进行拆卸并安装防尘盖后，手柄可由用户或燃气供应企业保管，即可实现；当阀需要从开启到关闭状态或从关闭到开启状态允许阀实现自由开关动作，只需安装形状与阀杆相匹配的手柄，同时用螺钉进行紧固，即可实现普通阀门自由开关功能。产品出厂时一般设置为可自由开关的状态。
   ② 磁式可控燃气阀门
   阀门开关驱动结构利用磁场“同性相斥，异性相吸”的原理设计，且不可随意拆卸，只能够采用专用开启工具或破坏驱动结构才能够启闭阀门。该阀门公称压力不大于2.5MPa，工作温度为-20～80℃，用于较为干燥的环境。
 

    图7～9所示阀门属于磁式结构方案，可实现阀门可关不可开、可自由开关与可关不可开互换、止退可关不可开的功能。
    图7阀门为可实现可关不可开功能的单用磁式阀门，阀门关闭后只能通过专用开启工具才能实现自由开启。该结构关键技术在于阀体有扇形凸台，在扇形凸台的轴向端和径向端分别设置相垂直的两个盲孔，手柄按阀体扇形凸台径向和轴向相垂直盲孔对应位置分别开设相对应的盲孔。阀体扇形凸台上轴向和径向盲孔和手柄内的磁销、弹簧能准确地按对应预设盲孔插入，即可实现可关不可开功能。当阀门需要正常工作时，只能通过专用开启工具内的强磁与阀内的磁销通过磁场“同性相斥，异性相吸”的原理实现自由开启阀门。产品出厂时一般设置为开启状态。
    图8所示阀门为可实现可关不可开或可自由开关与可关不可开互换功能的双用磁式产品，当阀门处于可关不可开状态时，须通过专用开启工具才能实现自由开关。该结构关键技术在于阀体凸颈部有两凸台，凸台上有平行凸颈中心线的盲孔，手柄正上端面设有A和B标志的两螺纹孔以及带强磁的A和B的螺塞。当阀门需要从关闭到开启状态实现可关不可开的功能时，只需通过专用开启工具将手柄上A螺纹孔安装B螺塞或B螺纹孔安装A螺塞或A、B螺塞任意去掉其中一个或A、B螺塞都不安装，即可实现；当阀门需要实现可自由开关与可关不可开互换的功能，只需通过专用开启工具将手柄上A螺纹孔安装A螺塞或B螺纹孔安装B螺塞，利用磁场“同性相斥，异性相吸”的原理，即可实现作为普通阀门自由开关功能。产品出厂一般设置为可关不可开的状态。
    图9所示的阀门，针对市场普通的可控式燃气阀门在完全关闭状态前球阀已经密封但未完成进入可控区域时，用户还可以逆时针开启球阀的缺陷而设计。该阀门是可实现提前角度可关不可开功能的止退磁式产品。球阀开启状态时手柄与管道轴线呈0°，球阀关闭状态时手柄与管道轴线呈90°，手柄应顺时针关闭球阀，逆时针开启球阀，手柄在球阀已密封但未完全关闭状态位置与关闭状态手柄位置形成的角度即为提前角度。止退指关闭过程中只能够顺时针操作。阀门关闭状态必须通过专用开启工具才能实现可自由开启。该结构关键技术在于阀体凸颈沿径向对称两侧面各外伸一个凸台，在两凸台分别开设通孔，分别在通孔一端封闭且设有磁销和弹簧；阀杆外侧壁的相对两侧面上分别开设两个盲孔，盲孔设有限位槽以及提前角度止退结构。当阀从开启转向关闭状态过程中，阀体与阀杆配合进入预设提前角度止退区域时(符合欧洲BS EN 331：1998《建筑物燃气供应设备用手动球阀和密封底部锥体旋塞阀》规定的8°±1°夹角要求)，阀体凸台两通孔内设置的磁销通过弹簧力进入锁定且止退状态直至完全锁定状态，实现提前角度止退可关不可开的功能；当阀从关闭到开启状态，需要通过专用开启工具内的强磁与阀内的磁销通过磁场“同性相斥，异性相吸”的原理方可开启阀门。产品出厂时一般设置为开启状态。
2 可快速测压燃气阀门设计方案
   ① 可快速测压灶前阀
图10、11所示阀门为可实现不用关闭或切断管道燃气的情况下进行快速测压的燃气阀门。不要测压时，灶前阀处于开启状态，测压装置处于常自闭状态，即密封状态。需要测压时，只需逆时针拧下螺帽组件，将快速专用测压接头连接到测压接口，使快速专用测压接头接触预设测压工作区域，并逐步顺时针拧紧，推动阀芯压缩弹簧向内移动，使测压接口内的密封口脱离密封临界设置同时达到无外泄漏，从而使燃气顺利流动。当测压完毕后，将快速专用测压接头逆时针拧出测压接口，密封垫在弹簧的作用下迅速归位，达到无泄漏状态，拧紧螺帽组件进行保险密封，可以实现快速、安全地进行测压作业。该产品公称压力不大于1.6MPa，工作温度为-20～120℃。
 

   ② 可测压表接头
   如图12所示，可测压表接头是安装于燃气计量表进出口端的产品。在普通表接头的基础上研制出可测压表接头，可测压表接头上带有一个具有凸颈的侧孔，能够方便地将测压仪表通过凸颈安装在表接头上。通常情况下该侧孔采用密封圈、螺钉及防护套堵住，保证管道密封性。当需要测压时，去掉密封圈、螺钉及防护套，打开侧孔，安装上测压仪表即可测量压力。测完之后，拆下测压仪表，再采用密封圈、螺钉及防护套将侧孔堵住，保证普通表接头原有功能。
参考文献：
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[4] 宁波志清实业有限公司.防盗球阀：中国，ZL 2011 2 0208756.7[P].2012-01-11.
[5] 宁波志清实业有限公司.可快速测压的灶前阀组件：中国，ZL 2011 2 0208758.6[P].2012-02-O1.
[6] 宁波志清实业有限公司.可测压表接头：中国，ZL 2007 2 0303060.6[P].2008-09-03.
 
(本文作者：严荣杰 林建芬 宁波志清实业有限公司 浙江宁波 315600)