為滿(mǎn)足某些特殊工況的需要，發(fā)展了某些特種球閥，如球閥換向閥、夾套球閥、襯塑球閥、清管閥和球閥止回閥等。襯塑耐蝕球閥在本書(shū)其他章節(jié)中介紹，其他幾種特種閥門(mén)介紹如下。

3.6.1球閥清管閥

Cameron公司提供了一種全焊接閥體球閥清管閥，它有很多優(yōu)點(diǎn)，可以取代傳統(tǒng)的清管收發(fā)球裝置。

一個(gè)傳統(tǒng)的清管收發(fā)球裝置如圖3-83所示。它是一個(gè)裝置系統(tǒng)，由發(fā)射筒、主線路截?cái)嚅y、平衡閥、發(fā)射閥、排放閥和放空閥等組成。現(xiàn)在用一個(gè)球閥清管閥去替代，大大降低了投資成本。它是將三個(gè)閥的功能組合在一個(gè)球閥清管閥內(nèi)，傳統(tǒng)的發(fā)射裝置 需要三個(gè)閥分別完成三個(gè)程序，主管線上的截?cái)嚅y、 發(fā)射閥和發(fā)射筒。

Cameron的清管閥設(shè)在主管線上，兼具截?cái)嘀鞴芫€和發(fā)射清管球的兩個(gè)功能。圖3-84清楚地表示從裝球到發(fā)球的全部過(guò)程：

①主管線關(guān)閉；

②閥門(mén)腔體內(nèi)壓力泄放；

③開(kāi)啟鉸鏈門(mén)將球裝入閥腔內(nèi)；

④閥腔內(nèi)允許裝入幾個(gè)清管球（spherical pig）;

⑤將鉸鏈門(mén)關(guān)閉；

⑥閥體內(nèi)充滿(mǎn)介質(zhì)；

⑦旋轉(zhuǎn)球體將主管線開(kāi)啟；

⑧閥門(mén)處于發(fā)球位置，發(fā)射清管球。

另外清管球閥尚具備下列功能：

①雙截止排放功能，在腔體壓力泄放時(shí)，同時(shí)截?cái)嗌铣隹谥鞴芫€上的壓力；

②可一次裝入數(shù)個(gè)球，具備連續(xù)發(fā)射清管球的能力；

③附加的功能，如腔體泄壓、排污、放空、旁通、壓力平衡等閥門(mén)均可按需增加；

3.6.2球閥換向閥

球閥可以作為二通截?cái)嚅y，也可設(shè)計(jì)成三通、四通換向閥，用來(lái)快速改變流體的流向，如果配以定位器具有調(diào)節(jié)功能，則亦可用作流體的分配與混合。

按照球體通道的形狀，三通球閥換向閥外形和結(jié)構(gòu)如圖3-85所示，可以分為L(zhǎng)形、T形和Y形3種。

L形三通球閥換向閥，其結(jié)構(gòu)原理如圖3-86 （a） 所示，球體中通道形狀是L形，呈直角布置。閥體上有通道A、B、C三個(gè)通道，呈T字垂直布置。這樣球體轉(zhuǎn)動(dòng)90°角則可將進(jìn)口端A的流體從出口端B切換至C，反之亦然。應(yīng)該注意，浮動(dòng)球球閥是出口端密封，所以浮動(dòng)球L形三通換向閥只具備流向切換功能。它不可能同時(shí)將進(jìn)、出口兩端的流體截?cái)唷?如果要做成兼具換向和同時(shí)截?cái)鄡蓚€(gè)出口通道的功能，則結(jié)構(gòu)就較復(fù)雜，要做成固定球、浮動(dòng)閥座的結(jié)構(gòu)。

T形三通換向閥的球體與閥體的通道形狀一樣呈T字形垂直布置。如按照?qǐng)D3-86 （b）布置，可以實(shí)施出口通道切換或流體分配的功能。同樣如果要使進(jìn)口端截?cái)啵瑒t球閥應(yīng)設(shè)計(jì)成固定球浮動(dòng)閥座。

如果將三通呈120°按Y形分布，就是將球體通道和閥體通道都做成Y形布置，則成為Y形三通換向閥。球體要轉(zhuǎn)動(dòng)120°角來(lái)實(shí)施流體的換向。這樣做的目的是改善流動(dòng)特性、減少流阻、提高流通能力。 同樣可以做成浮動(dòng)球結(jié)構(gòu)或者固定球結(jié)構(gòu)，根據(jù)客戶(hù) 實(shí)際工況的不同。如圖3-87所示。

換向閥亦可做成球閥四通換向閥，就是球體上有兩個(gè)通道，四個(gè)進(jìn)出口。閥體亦做成四個(gè)進(jìn)出口 A、 B、C、D,這樣當(dāng)球體轉(zhuǎn)動(dòng)90°將A與C相通，B與D相通，切換成A與B相通，C與D相通。這在化工、低溫工程中，吸附器、干燥器中可獲得應(yīng)用。干燥器由兩個(gè)干燥筒組成，一個(gè)干燥器工作，另一組干燥器解濕，一個(gè)循環(huán)后切換。這種場(chǎng)合就需要球閥四通換向閥。

對(duì)于輸送易于結(jié)晶的物料和黏稠介質(zhì)的流體，需要采用加熱和保溫的方法來(lái)防止物料結(jié)晶和改善流體的流動(dòng)特性。避免閥門(mén)堵塞和開(kāi)關(guān)失靈，一般zui為常用的是外部蒸汽加熱的夾套球閥，如圖3-88所示。

夾套球閥一般都做成側(cè)裝式、整體閥體、浮動(dòng)球結(jié)構(gòu)，外面有一個(gè)保溫夾套，夾套與閥體采用焊接結(jié)構(gòu)。有一個(gè)蒸汽入口和一個(gè)蒸汽出口。蒸汽的壓力與溫度視主管線流動(dòng)介質(zhì)性質(zhì)，由需方提供。

球閥止回閥是一種一閥多用的設(shè)計(jì)，兼具球閥隔離進(jìn)口和出口流體的功能及瞬間控制閥門(mén)流向的功能。圖3-89所示就是球閥止回閥的一種設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)是一個(gè)普通的浮動(dòng)球球閥，在球體的通道內(nèi)設(shè)置一個(gè)旋啟式的閥瓣。這樣，球閥可關(guān)閉，隔離進(jìn)口和出 口的介質(zhì)。在球閥開(kāi)啟時(shí)，是一個(gè)止回閥，流體只能單向流動(dòng)。當(dāng)出口端壓力高于進(jìn)口端時(shí)，流體被自動(dòng)切斷，特別對(duì)于防止管道水擊，這種閥門(mén)就可替代兩個(gè)閥門(mén)的功能，節(jié)省工程投資。

[1]鄔佑靖.浮動(dòng)球球閥唇式密封座的設(shè)計(jì)原理. 通用機(jī)械，2008.

[2] 鄔佑靖.閥門(mén)與節(jié)能.上海流體工程學(xué)會(huì)論文集，1996—1997.

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[6] 鄔佑靖.中國(guó)金屬硬密封球閥的市場(chǎng)預(yù)測(cè).通用機(jī)械，2007.

[7] 鄔佑靖.管線球閥的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向.閥門(mén)，2007 （6）.

[8] 周夏等.鎖渣閥在水煤漿加壓氣化裝置上的應(yīng)用.控制閥，2010 （11）.

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[14] ISO 14313-2007.石油和天然氣一管線輸送系統(tǒng)一管線閥門(mén).

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[16] 鄔佑靖.全焊接管線球閥斷裂韌性（CTOD） 試驗(yàn)與焊后免熱處理安全評(píng)估.中國(guó)閥門(mén) 論壇論文集，2008.    

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