王飛 胡家勇 程強(qiáng) 錢勇 李兵兵 吳俐玲

摘要：本文介紹夾套保溫取樣閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及其材料選用（專利號(hào)：ZL201720490869.8）

關(guān)鍵詞：保溫，真空防護(hù)，取樣閥

1、概述

取樣閥是用于獲取管路或設(shè)備中介質(zhì)樣品的閥門，在很多需要經(jīng)常對(duì)介質(zhì)樣品進(jìn)行化學(xué)分析的場(chǎng)合，多會(huì)使用專門的取樣閥。按照取樣時(shí)的工作原理或性能不同，取樣閥可分不同種類的。考慮到許多取樣介質(zhì)本身具有危害性，并且其對(duì)環(huán)境諸多限制（有些取樣介質(zhì)對(duì)溫度有要求限制，達(dá)不到溫度要求就會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)結(jié)晶、凝固等相象），加之取樣閥的安裝環(huán)境可能對(duì)其零部件造成一定的腐蝕危害。為了滿足市場(chǎng)使用需求，本文介紹了一種帶有真空罩的夾套保溫取樣閥。

2、工作原理

夾套保溫取樣閥水平倒裝在管道上，手輪方向朝下，處于關(guān)閉狀態(tài)，工作時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪可以實(shí)現(xiàn)柱塞的上下移動(dòng)。首先要在閥體外管套部件內(nèi)注入所需保溫介質(zhì)，確保閥門內(nèi)結(jié)晶溶化后才能開啟閥門。啟閉時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)上下移動(dòng)被限制的閥桿旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)螺紋可以實(shí)現(xiàn)柱塞的上下移動(dòng)，從而開啟或關(guān)閉閥門。

3、分析

我們?cè)缙陂_發(fā)研制并在市場(chǎng)得到應(yīng)用的一款取樣閥，它的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但存在著許多不足之處，下面從幾個(gè)方面來(lái)分析：

3.1 取樣閥主體結(jié)構(gòu)

取樣閥的取樣管組件直接對(duì)穿閥門，這樣會(huì)形成一下不利影響：

a）對(duì)管道內(nèi)介質(zhì)流體形成一定的阻力;

b）介質(zhì)會(huì)對(duì)取樣管組件產(chǎn)生腐蝕影響;

c）形成多個(gè)焊接密封點(diǎn)。

3.2 保溫效果

取樣閥的取樣管組件有部分伸出管道外，這樣對(duì)取樣閥的應(yīng)用產(chǎn)生了限制，就不能應(yīng)用在對(duì)溫度有要求的介質(zhì)中。取樣時(shí)在閥內(nèi)都會(huì)留有殘余介質(zhì)，它在外部環(huán)境的影響下很有可能產(chǎn)生結(jié)晶、凝固等相象，對(duì)下次取樣會(huì)產(chǎn)生影響，達(dá)不到取樣效果。

3.3 安裝空間

開啟閥門取樣，隨著閥門的開啟閥桿閥瓣組件與手輪都會(huì)隨著閥門的開啟而升高，這樣安裝后需要留有一定的開啟空間。

3.4 使用壽命

首先，取樣閥的閥桿與取樣管組件之間連接的螺紋長(zhǎng)期與介質(zhì)接觸，容易產(chǎn)生腐蝕，對(duì)螺紋造成破壞，使取樣閥不能正常工作;其次，取樣閥上部零部件暴露在空氣中慢慢被腐蝕，帶來(lái)使用壽命的縮短。

4、優(yōu)化設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)分析，針對(duì)上述技術(shù)中的取樣閥的缺點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)。改進(jìn)后的夾套保溫取樣閥主要包括閥體、外管套組件、密封組件、連接桿和手輪等。閥門的主要結(jié)構(gòu)為閥體套裝在外管套組件的空腔內(nèi)，閥體與外管套組件固定連接，密封組件安裝在閥體內(nèi)，密封組件通過(guò)連接桿與手輪固定連接;密封組件包括柱塞、閥桿、密封底座和密封副件，密封底座還豎直設(shè)置有固定軸套，密封副件設(shè)置在固定軸套內(nèi);柱塞的內(nèi)部設(shè)有閥桿活動(dòng)腔，閥桿與閥桿活動(dòng)腔通過(guò)螺紋進(jìn)行連接;密封組件與連接桿之間還設(shè)有固定架裝置。

4.1、保溫夾套

添加夾套保溫結(jié)構(gòu)，使取樣的介質(zhì)一直處于保溫夾套之內(nèi)，其作用：

取樣前在夾套內(nèi)通入保溫介質(zhì)，可以消除上次殘留介質(zhì)產(chǎn)生的結(jié)晶;

取樣時(shí)在夾套內(nèi)的保溫介質(zhì)，起到保溫或保冷的作用，使介質(zhì)在取樣過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶、凝固等相象。

4.2、密封組合件

開啟中為防止介質(zhì)泄露，設(shè)計(jì)采用了密封組合件，達(dá)到雙重密封效果。閥門由密封填料組1與密封填料組2雙重密封，密封填料組1靠近取樣介質(zhì)，取樣時(shí)與介質(zhì)接觸，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)對(duì)填料產(chǎn)生腐蝕從而影響密封性能，這樣遠(yuǎn)離介質(zhì)的密封填料組2就會(huì)起到作用，達(dá)到密封效果。

4.3、真空罩組件

外部環(huán)境會(huì)影響到取樣閥的使用壽命，而且影響會(huì)很大，零部件長(zhǎng)時(shí)間裸露在外，外部帶有酸堿性空氣會(huì)對(duì)其慢慢腐蝕，真空罩組件的設(shè)計(jì)有效的隔離了其內(nèi)部裝置與外部環(huán)境的聯(lián)系，有效的防止了外部空氣對(duì)內(nèi)部零部件的腐蝕，從而能夠有效地提高零部件的使用壽命。

此外，在結(jié)構(gòu)上，一些螺紋連接裝置，限制閥桿上下移動(dòng)的固定裝置等都不與介質(zhì)接觸，從而來(lái)提高他們的使用壽命。

5 結(jié)語(yǔ)

保溫夾套取樣閥裝置具有密封性好、占用空間小以及使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊源泉 [閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)] 機(jī)械工業(yè)出版社，1992

[2] 陸培文 [實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)] 機(jī)械工業(yè)出版社，2002

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