一种夹套保温取样阀

王飞 胡家勇 程强 钱勇 李兵兵 吴俐玲

摘要：本文介绍夹套保温取样阀的结构特点、工作原理及其材料选用（专利号：ZL201720490869.8）

关键词：保温，真空防护，取样阀

1、概述

取样阀是用于获取管路或设备中介质样品的阀门，在很多需要经常对介质样品进行化学分析的场合，多会使用专门的取样阀。按照取样时的工作原理或性能不同，取样阀可分不同种类的。考虑到许多取样介质本身具有危害性，并且其对环境诸多限制（有些取样介质对温度有要求限制，达不到温度要求就会产生介质结晶、凝固等相象），加之取样阀的安装环境可能对其零部件造成一定的腐蚀危害。为了满足市场使用需求，本文介绍了一种带有真空罩的夹套保温取样阀。

2、工作原理

夹套保温取样阀水平倒装在管道上，手轮方向朝下，处于关闭状态，工作时，通过旋转手轮可以实现柱塞的上下移动。首先要在阀体外管套部件内注入所需保温介质，确保阀门内结晶溶化后才能开启阀门。启闭时，转动手轮带动上下移动被限制的阀杆旋转，再通过螺纹可以实现柱塞的上下移动，从而开启或关闭阀门。

3、分析

我们早期开发研制并在市场得到应用的一款取样阀，它的结构相对简单，但存在着许多不足之处，下面从几个方面来分析：

3.1 取样阀主体结构

取样阀的取样管组件直接对穿阀门，这样会形成一下不利影响：

a）对管道内介质流体形成一定的阻力;

b）介质会对取样管组件产生腐蚀影响;

c）形成多个焊接密封点。

3.2 保温效果

取样阀的取样管组件有部分伸出管道外，这样对取样阀的应用产生了限制，就不能应用在对温度有要求的介质中。取样时在阀内都会留有残余介质，它在外部环境的影响下很有可能产生结晶、凝固等相象，对下次取样会产生影响，达不到取样效果。

3.3 安装空间

开启阀门取样，随着阀门的开启阀杆阀瓣组件与手轮都会随着阀门的开启而升高，这样安装后需要留有一定的开启空间。

3.4 使用寿命

首先，取样阀的阀杆与取样管组件之间连接的螺纹长期与介质接触，容易产生腐蚀，对螺纹造成破坏，使取样阀不能正常工作;其次，取样阀上部零部件暴露在空气中慢慢被腐蚀，带来使用寿命的缩短。

4、优化设计

经过分析，针对上述技术中的取样阀的缺点进行了优化设计改进。改进后的夹套保温取样阀主要包括阀体、外管套组件、密封组件、连接杆和手轮等。阀门的主要结构为阀体套装在外管套组件的空腔内，阀体与外管套组件固定连接，密封组件安装在阀体内，密封组件通过连接杆与手轮固定连接;密封组件包括柱塞、阀杆、密封底座和密封副件，密封底座还竖直设置有固定轴套，密封副件设置在固定轴套内;柱塞的内部设有阀杆活动腔，阀杆与阀杆活动腔通过螺纹进行连接;密封组件与连接杆之间还设有固定架装置。

4.1、保温夹套

添加夹套保温结构，使取样的介质一直处于保温夹套之内，其作用：

取样前在夹套内通入保温介质，可以消除上次残留介质产生的结晶;

取样时在夹套内的保温介质，起到保温或保冷的作用，使介质在取样过程中不会产生结晶、凝固等相象。

4.2、密封组合件

开启中为防止介质泄露，设计采用了密封组合件，达到双重密封效果。阀门由密封填料组1与密封填料组2双重密封，密封填料组1靠近取样介质，取样时与介质接触，长时间会对填料产生腐蚀从而影响密封性能，这样远离介质的密封填料组2就会起到作用，达到密封效果。

4.3、真空罩组件

外部环境会影响到取样阀的使用寿命，而且影响会很大，零部件长时间裸露在外，外部带有酸碱性空气会对其慢慢腐蚀，真空罩组件的设计有效的隔离了其内部装置与外部环境的联系，有效的防止了外部空气对内部零部件的腐蚀，从而能够有效地提高零部件的使用寿命。

此外，在结构上，一些螺纹连接装置，限制阀杆上下移动的固定装置等都不与介质接触，从而来提高他们的使用寿命。

5 结语

保温夹套取样阀装置具有密封性好、占用空间小以及使用寿命长的特点。

参考文献：

[1] 杨源泉 [閥门设计手册] 机械工业出版社，1992

[2] 陆培文 [实用阀门设计手册] 机械工业出版社，2002

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