螺纹装配安全阀装配夹具设计

(安徽省特种设备检测院， 安徽 合肥 230000)

危险化学品罐车运输的介质毒性大、腐蚀性强[1-4]，其配套的螺纹装配安全阀在使用中容易发生密封圈被侵蚀或密封面夹杂异物导致的泄漏[5-11]，因此在依据TSG R0005—2011《移动式压力容器安全技术监察规程》[12]规定进行每年1次的检验时，通常需要先进行解体、清洗和重装[13-15]。螺纹装配安全阀结构复杂，其解体和组装需要专业工具才能实现，检验机构通常将这部分工作委托给阀门厂家。阀门厂家一般利用机床进行阀门的解体和组装。机床解体阀门时，一端固定阀座，一端旋松阀盖，需同时克服螺纹摩擦力与弹簧弹力，才可缓慢旋出阀盖。组装时，同样需克服螺纹摩擦力与弹簧弹力，并保持同轴装配。此种操作方法需多人配合操作，效率低，装配精度低，对部件磨损大，用于双弹簧安全阀操作更加困难，并存在部件控制不好崩弹伤人的可能。另外，寄回阀门厂家也会使检验时间和用户检验成本增加。文中介绍了一种针对螺纹装配安全阀解体和组装操作而设计的专用夹具。

1 螺纹装配安全阀结构组成

螺纹装配安全阀结构示意见图1，主要由阀盖、阀盖定位凹槽、弹簧、阀瓣、阀座等部件组成。

图1 螺纹装配安全阀结构示图

螺纹装配安全阀的阀盖与阀座之间采用螺纹装配，通过旋转螺纹改变弹簧伸缩量实现开启压力的调整，阀盖、压缩弹簧、阀瓣、弹性密封圈与阀座共同作用实现阀门的密封。

2 安全阀解体和组装专用夹具设计思路

独立的螺纹安全阀零部件(图2)及其易变形特性构成螺纹安全阀解体和组装操作的不利环境。这种不利环境主要表现为解体和组装过程中旋转螺纹时需要同时克服周向螺纹摩擦力和轴向弹簧的弹力，还表现为组装时需要保证弹簧、阀瓣与阀杆同轴装配。因此，专用夹具的功能设计应重点考虑将阀盖、弹簧、阀瓣连为一个整体，然后作为一个整体与阀座装配，从而克服旋转螺纹时弹簧轴向回弹力不利因素，保证安全阀具备完好的开启、回座以及密封功能。

图2 螺纹装配安全阀解体图

设计的专用夹具应该具有以下几个特征：①能够将安全阀的阀盖、弹簧以及阀瓣连为一个整体，能够克服弹簧轴向回弹产生的不利因素，解决螺纹装配的强制解体与组装的危险性以及咬合损伤大的难题。②能够为安全阀的组装提供精确导向，防止阀盖在螺纹旋进组装过程中因倾斜导致卡涩，大大降低组装的难度。③能够解决安全阀组装时弹簧因回弹作用难以与阀瓣保持较高同轴度的问题，对双弹簧及三弹簧的效果更为明显。④具有制造成本低廉、易于加工、操作方便、装配效率高及安全性能高等特点。

3 安全阀解体和组装专用夹具结构组成

安全阀解体和组装夹具结构示意见图3，主要包括下压板、调整丝杆、上压板、卡具及压紧螺栓等部件。其中下压板包括下压板主体、开设在下压板主体两端的2个螺纹连接孔及开设在下压板主体中段的压紧螺栓安装孔。调整丝杆螺纹连接在上、下压板之间，包括全螺纹螺杆和螺纹连接在全螺纹螺杆上的2个螺母，全螺纹螺杆上连接有背帽。

图3 安全阀解体和组装夹具结构示图

上压板(图4)包括上压板主体、分别开设在上压板主体两端的2个螺纹连接孔、开设在上压板中段的长方形贯穿孔及沿贯穿孔外沿顶部设置的滑轨。滑轨沿长方形贯穿孔的两条长边对称设置，形状为楔形。

图4 上压板结构示图

卡具(图5)包括与滑轨滑动配合使用的卡盘及若干定位销，卡盘为开口向下的U型槽。钉位销螺纹贯穿安装在卡盘上。

图5 卡具结构组成示图

4 安全阀解体和组装专用夹具使用方法

4.1 解体螺纹装配安全阀

解体螺纹装配安全阀时，将待校验安全阀置于专用夹具上、下压板之间，通过调节调整丝杆使上压板压紧阀盖，下压板贴近阀座，旋进压紧螺栓直至其顶住阀瓣，继续缓慢推进压紧螺栓，直至阀瓣脱离阀座，此时阀盖、弹簧、阀瓣连接为一个整体。使用卡具，将其卡盘扣接在上压板的滑轨上，左右移动至合适位置，使定位销对准阀盖定位凹槽，拧紧定位销固定阀盖，保持阀盖不旋转。逆时针旋松阀座，完成安全阀的解体。

4.2 组装螺纹装配安全阀

组装螺纹装配安全阀时，将待校验安全阀置于上、下压板之间，通过调节调整丝杆使上压板压紧阀盖，下压板顶紧阀座，对称拧紧2根丝杆的螺母，使阀盖缓慢靠近阀座。操作过程中要保证弹簧被压缩的同时阀盖、阀瓣及弹簧同轴，直至阀盖接触阀座，停止丝杆螺母的拧紧。旋进压紧螺栓直至顶住阀瓣，继续缓慢推进压紧螺栓，直至阀瓣脱离阀座，此时阀盖、弹簧、阀瓣连接为一个整体。移动卡具至合适位置，拧紧定位销固定阀盖，顺时针旋紧阀座，完成阀门的组装。组装好的安全阀要进行校验，若整定压力不合适，可多次使用夹具旋紧或旋松阀盖，调整弹簧的压缩量，直至校验合格。

5 结语

本夹具解决了螺纹安全阀解体或装配时需克服弹簧轴向回弹带来的不利因素，实现了预定的设计目标。近年多次用在液氯、环氧乙烷等罐车安全阀装配上，共计解体、组装罐车上螺纹安全阀100多只，解决了液氯等罐车上螺纹装配安全阀每年需返厂检修的问题，节约了检验时间和检验成本，是一种高效率、高安全性的螺纹安全阀校验解体和组装专用夹具。