基于管道正常运行在线带压检修的三通半球阀及检修方法与流程

本发明属于半球阀技术领域，特别是涉及一种基于管道正常运行在线带压检修的三通半球阀及检修方法。

背景技术：

目前，阀门是控制流动的流体介质的流量、流向、压力、温度等的机械装置，阀门管件在技术上与泵一样，是管道系统中基本的部件，是管道开关调节控制的关键部件。半球阀，是为解决溶液及矿浆等两相混合流介质输送的技术难题而研发的是一种新型阀门。半球阀是一种实用操作型的产品其执行机构上配备执行装置，更方便用户操作轻便，远距离自动化操作，发展了半球阀的用途范围，特别在恶劣的环境下不方便与人工操作或常开动作时，配套自动化电脑操作情况下，半球阀，更为开创了新创意。半球阀的研发成功，为水务，化工，石油，燃气，冶金，电子等工业部门溶液工艺流程中为易沉淀，结垢，析出而影响流程的困境中提供了可靠的控制阀门，为提高我国工业管理装备水平提供了新型优异产品。因而被广泛的应用在水，蒸汽，污水，石油化工，天然气，溶液及矿浆等两相介质，及尘埃气体等的理想传输设备。半球阀除正常操作为全开全闭使用外，也可以做调节和节流使用，但要特别注意的介质的流动方向，以免密封面受到冲蚀或加剧磨损。

半球阀具有开启力小，关闭能破除结垢障碍，实现密封性能好等特点，耐磨。具有以下几个特点:

1.直通式：单向密封和偏心式结构，开启时球与阀体相脱离，流道直通，不会出现卡、堵现象。

2.开关方便：启闭时球面与阀体相脱离，无任何接触，扭矩小，转动灵活，启闭时半球阀座的剪切作用能切去密封面上的结垢及粘连物，能保持密封严紧。

3.密封面的偏心结构使球面能自动补偿磨损，保持阀门的密封性，使用寿命长，安全可靠。

目前，半球阀分类主要分为上装偏心半球阀、侧装偏心半球阀；

上装偏心半球阀：上装偏心半球阀内部零部件从阀门上部进行安装和拆解的阀门，优点是维修时，无需从管线上拆除，即可更换阀门里的配件，但需管道停止运行。

侧装偏心半球阀：其内部结构是一体式的，内部零部件是从侧面进行安装和拆解的一种阀门，检修时需关闭管道停止运行，整体从管道拆除下来维修。

在实际使用中，由于磨损或者介质中含有尖锐的介质层，密封副将受到损坏或划伤造成阀芯与阀座之间有一层间隙，致使阀门产生泄漏，因此需要定期对半球阀进行维修，现有的传统的半球阀或其它阀门在维修时，需要关闭阀前和阀后的相关阀门，并且停止输送介质的供给，然后再将其拆卸下来，通过笨重和专业的工具进行维修，传统的维修方式需要停止管线介质的供给，需要繁琐的拆卸，进而导致维修时间过长，严重影响了半球阀的使用，同时增加维修人员的工作量，降低了工作人员的工作效率；由于维修时间过长将影响正常的产能。

现有技术中还公开一种三通半球阀，专利号cn201320474351.7，公开日20140115和一种t型三通双偏心半球阀，申请号为cn201310239865.9，公开日20130904；

一种三通半球阀，具体公开如下特征，该阀门为三通结构，其中通道一为进料口，通道二为直通出料口，通道三为旁通出料口。当顺时针方向扳动手柄时，通过套筒带动阀轴和半球形阀芯顺时针方向转动度，关闭旁通出料口三，接通进料口一和直通出料口二；当逆时针方向扳动手柄时，通过套筒带动阀轴和半球形阀芯逆时针方向转动90度，关闭直通出料口二，接通进料口一和旁通出料口二。根据专利文献记载，主要是针对现有三通卸料球阀因为阀芯(三通球体)与阀体之间的间隙容易进入料浆介质，干涸后将阀芯(三通球体)与阀体粘接在一起，再次转动阀芯(三通球体)时，阻力非常大，以至无法开启阀门；本专利文献记载的三通半球阀无法实现正常运行的情况下在线检修。

一种t型三通双偏心半球阀，申请号为cn201310239865.9，公开日20130904；阀体上设置有成正交的三个通道，其中相互垂直的两个通道a、c分别设置有阀座，在一体式结构的阀芯上设置有两个互成45°的分别与通道a、c中设置的阀座构成密封副的球面密封面，且两个球面的球心分别偏离阀轴回转中心一侧。当阀芯在阀轴驱动下绕o逆时针旋转时，阀芯的球面a与阀座a紧密接触并楔紧自锁，实现强制密封；此时阀门形成b—c连通的l型通道。当阀芯在阀轴驱动下绕o顺时针旋转45°时，阀芯的球面c与阀座c紧密接触并楔紧自锁，实现强制密封；此时阀门c通道关闭，形成a—b连通的直通型通道；本专利文献记载的三通半球阀无法实现正常运行的情况下在线检修。

现有技术中的上装偏心半球阀只能够完成无需从管线上拆除，进行偏心半球阀内部零部件从阀门上部进行安装和拆解，但无法实现正常运行的情况下在线检修。

为此本发明提供一种基于管道正常运行在线带压检修的三通半球阀及检修方法。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，而提供一种在管道运行时无需从管线上拆除，在管道正常运行带压状态下进行半球阀内部零部件检修的三通半球阀及检修方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种基于管道正常运行在线带压检修的三通半球阀，包括阀体、半球体阀芯；其特征在于：所述阀体内设有三个通道，三个通道分别为流体进入通道、流体流出通道以及在线检修通道；流体进入通道、流体流出通道以及在线检修通道分别与阀体阀腔连通；

在流体流出通道内设有与半球体阀芯配合密封的开关密封副；所述开关密封副包括开关静密封和开关动密封，所述开关静密封固定安装在流体流出通道内，所述开关动密封安装在半球体阀芯上；流体流出通道内的开关静密封与半球体阀芯上的开关动密封配合形成开关密封副；在在线检修通道内设有与半球体阀芯配合密封的检修密封副；

所述检修密封副包括检修静密封和检修动密封；所述检修静密封安装在在线检修通道内，所述检修动密封设置在半球体阀芯上；在线检修通道内的检修静密封和半球体阀芯上的检修动密封配合形成检修密封副；在在线检修通道的外端面安装有检修密封压盖；所述在线检修通道上设有与在线检修通道联通的泄压构件和用于检测在检修状态下检修通道内是否存在有压力的压力表；所述半球体阀芯位于阀体的阀腔内，半球阀阀芯通过转轴安装在阀体上，转轴与外置驱动装置相连；在截流工作状态下，所述开关密封副的开关静密封和开关动密封的密封面贴合，形成截止密封结构；在检修工作状态下，在线检修通道内的液体通过泄压构件排空；所述检修密封副的检修静密封和检修动密封的密封面贴合，形成检修密封结构；打开检修密封压盖，开关密封副的开关动密封暴露在在线检修通道内。

本发明还可以采用如下技术措施：

优选的，所述开关静密封包括出口阀体密封座；所述出口阀体密封座通过密封压座可拆式固定安装在阀体上；所述出口阀体密封座上设有与半球体阀芯上的开关动密封配合的出口金属密封面；密封压座、出口阀体密封座和阀体之间设有密封圈；所述开关动密封包括通过紧固件安装在所述半球体阀芯上的球冠，所述球冠与半球体阀芯之间安装开关弹性动密封件；所述开关弹性动密封件与出口阀体密封座的出口球体密封面贴合时，形成开关密封副。

优选的，所述密封圈采用胎式密封圈，包括胎式密封体，所述胎式密封体上设有增压补偿口，所述阀体上设有增压补偿口安装孔。

优选的，所述检修静密封包括检修密封座，所述检修密封座固定连接阀体，在检修密封座的下端阀体的阀腔处安装检修弹性静密封件；所述半球阀阀芯上开关动密封的下方设有检修动密封，所述检修动密封是与半球阀阀芯为一体的检修金属密封面；半球阀阀芯上的球体检修密封面与检修密封座上的检修弹性静密封件贴合时，形成检修密封副。

优选的，所述检修弹性静密封件为胎式密封件，包括胎式密封体，所述胎式密封体上设有增压补偿口，在胎式密封体上设有楔形面，所述检修密封座的外端面设有与增压补偿口安装孔。

优选的，检修静密封包括检修密封座，所述检修密封座固定连接阀体，在检修密封座的下端设有检修静金属密封面；所述半球阀阀芯上开关动密封的下方设有检修动密封，检修动密封包括检修弹性动密封件，所述检修弹性动密封件安装在半球体阀芯上；所述检修弹性动密封件与检修密封座的下端的检修静密封面贴合时，形成检修密封副。

优选的，所述检修弹性动密封件硫化在半球体阀芯上。

优选的，所述检修密封压盖的上端面均布至少设有两个起吊环；两个起吊环与检修密封压盖上的连接孔位于同一圆周上。

优选的，所述阀体的外侧沿流体的流动方向设有裙带。

本发明还提供一种基于上述三通半球阀的管道带压在线检修方法，管道包括阀前管道、阀后管道以及安装在阀前管道、阀后管道之间的三通半球阀，所述三通半球阀采用上述的三通半球阀；当判断三通半球阀的开关弹性动密封件损坏时，在管道带压情况下进行开关弹性动密封件进行检修，具体检修方法包括如下步骤：

第一步，启动外置驱动装置，在外置驱动装置带动下半球体阀芯绕转轴旋转，此时，所述半球体阀芯的检修动密封与在线检修通道内的检修静密封贴合，形成检修密封结构，此时为检修工作状态；

第二步，在阀体的外部，打开泄压构件，通过泄压构件将在线检修通道的压力排空，排空后检修通道的压力为零；

第三步，从阀体的外部打开检修密封盖的紧固螺栓，将检修密封盖移走，露出整个在线检修通道，此时开关弹性动密封件暴露在在线检修通道内；

第四步，利用拆卸工具依次拆卸球冠和开关弹性动密封件，并取走损坏的开关弹性动密封件；

第五步，清理开关动密封的安装端面；

第六步，更换新的开关弹性动密封件，在开关弹性动密封件的上部安装球冠压盖，并锁紧；

第七步，安装检修密封压盖，关闭泄压构件；

第八步，再次反向启动外置驱动装置，在外置驱动装置带动下半球体阀芯绕转轴反方向旋转至开关静密封，此时，所述开关弹性动密封件与阀体上的开关静密封的密封面贴合，形成截止密封结构；

第九步，在保持第八步的状态下，通过压力表检测是否泄漏存在泄漏；如果不泄露，再次启动外置驱动装置按照实际需要的开度打开半球体阀芯；如果泄露，重复上述第一步至第八步，直到检测合格为至。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明采用上述技术方案，能够达到在管线正常工作情况下快速拆装检修密封副的目的。半球阀的三个通道分别为流体进入通道、流体流出通道以及在线检修通道；流体进入通道、流体流出通道以及在线检修通道分别与阀体阀腔连通；在流体流出通道内设有与半球体阀芯配合密封的开关密封副；在在线检修通道内设有与半球体阀芯配合密封的检修密封副；在在线检修通道的外端面安装有检修密封压盖；在线检修通道上设有与在线检修通道联通的泄压构件和用于检测在检修状态下检修通道内是否存在有压力的压力表，通过泄压构件将压力排空后；这样可以实现在不影响主管道正常运行情况下，在旁通通道无压状态下进行检修作业，降低了维修难度，提高了安全性；在截流工作状态下，所述开关密封副的开关静密封和开关动密封的密封面贴合，形成截止密封结构；首先通过泄压构件进行泄压；然后打开检修密封压盖，开关密封副的开关动密封暴露在旁通通道内；进而维修人员可以实现管道正常运行下在线检修作业；和传统的半球阀相比，解决了现在市场上的半球阀无法实现管道正常运行下在线检修的问题，并解决其它阀门，例如闸阀、蝶阀、球阀、截止阀等无法实现管道正常运行下检修的难点；因此本发明在不影响流体介质正常输送的情况下降低了维修成本，缩短了维修作业时间紧，降低了劳动强度、避免传统阀门停止介质供给带来产能降低的问题。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的俯视图；

图3是图2中a-a剖视图；

图3a是泄压构件和压力表直接设置在在线检修通道上结构示意图；

图4是图3中i部放大图。

图5是本发明打开状态结构示意图；

图6是本发明检修态结构示意图；

图7是图6中ii部放大图；

图8是图6中c-c剖视图；

图9是图8中iv局部放大图；

图10是图9中检修弹性静密封件结构示意图；

图11是图2中b-b剖视图；

图12是图11中iii局部放大图；

图13是图11中密封圈结构示意图；

图14是实施例2结构示意图；

图15是实施例3结构示意图；

图16是实施例4结构示意图；

图17是本发明使用状态结构示意图。

图中：1、阀体；1-1、流体进入通道；1-20、开关密封副；1-21、开关静密封；1-210、出口阀体密封座；1-211、密封压座；1-212、出口金属密封面；1-213、密封圈；1-2130、胎式密封体；1-2131、增压补偿口；1-22、开关动密封；1-220、球冠；1-221、开关弹性动密封件；1-2、流体流出通道；1-3、在线检修通道；1-30、检修密封副；1-31、检修静密封；1-310、检修密封座；1-311、检修弹性静密封件；1-3110、胎式密封体；1-3111、增压补偿口；1-3112、楔形面；1-32、检修动密封；2、半球体阀芯；2-1、转轴；3、检修密封压盖；4、泄压构件；5、压力表；6、吊环；7、裙带；8-1、阀前管道；8-2、阀前管道；9、外置驱动装置。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1，请参阅图1至7，一种基于管道正常运行在线带压检修的三通半球阀，包括阀体1、半球体阀芯2；所述阀体内设有三个通道，三个通道分别为流体进入通道1-1、流体流出通道1-2以及在线检修通道1-3；流体进入通道、流体流出通道以及在线检修通道分别与阀体阀腔连通；

在流体流出通道1-1内设有与半球体阀芯配合密封的开关密封副1-20；所述开关密封副1-20包括开关静密封1-21和开关动密封1-22，所述开关静密封1-21固定安装在流体流出通道1-2内，所述开关动密封1-22安装在半球体阀芯2上；流体流出通道内的开关静密封与半球体阀芯上的开关动密封配合形成开关密封副；在在线检修通道内设有与半球体阀芯2配合密封的检修密封副1-30；所述检修密封副1-30包括检修静密封1-31和检修动密封1-32；所述检修静密封1-30安装在在线检修通道1-3内，所述检修动密封1-32设置在半球体阀芯2上；在线检修通道内的检修静密封和半球体阀芯上的检修动密封配合形成检修密封副；在在线检修通道的外端面安装有检修密封压盖3；所述在线检修通道上设有与在线检修通道联通的泄压构件4和用于检测在检修状态下检修通道内是否存在有压力的压力表5，其中泄压构件优选球阀；泄压构件4和压力表5既可以直接设置在在线检修通道上(如图3a)，也可以安装在检修密封压盖，本实施例中设置在检修密封压盖上，所述半球体阀芯2位于阀体的阀腔内，半球阀阀芯通过转轴2-1安装在阀体上，转轴与外置驱动装置相连；在截流工作状态下，所述开关密封副1-20的开关静密封1-21和开关动密封1-22的密封面贴合，形成截止密封结构；在检修工作状态下，在线检修通道内的液体通过泄压构件排空；所述检修密封副1-30的检修静密封1-31和检修动密封1-32的密封面贴合，形成检修密封结构；打开检修密封压盖3，开关密封副1-20的开关动密封1-22暴露在在线检修通道内。

优选的，所述开关静密封1-21包括出口阀体密封座1-210；所述出口阀体密封座通过密封压座1-211可拆式固定安装在阀体1上；所述出口阀体密封座1-210上设有与半球体阀芯上的开关动密封配合的出口金属密封面1-212；密封压座、出口阀体密封座和阀体之间设有密封圈1-213；所述开关动密封1-22包括通过紧固件安装在所述半球体阀芯上的球冠1-220，所述球冠与半球体阀芯之间安装开关弹性动密封件1-221；所述开关弹性动密封件与出口阀体密封座的出口球体密封面贴合时，形成开关密封副。

优选的，所述检修静密封1-31包括检修密封座1-310，所述检修密封座固定连接阀体1，在检修密封座的下端阀体的阀腔处安装检修弹性静密封件1-311；所述半球阀阀芯2上开关动密封的下方设有检修动密封1-312，所述检修动密封是与半球阀阀芯为一体的检修金属密封面；半球阀阀芯上的球体检修密封面与检修密封座上的检修弹性静密封件贴合时，形成检修密封副。

优选的，为了便于吊装，同时为了保证吊装时受力均匀，在所述检修密封压盖3的上端面均布至少设有两个起吊环6；为了避免不影响密封压盖的整体强度，起吊环与检修密封压盖3上的连接孔位于同一圆周上。

优选的，为了提高阀体的强度和阀体的美观效果，在所述阀体的外侧沿流体的流动方向设有裙带7。

本发明还可以采用如下技术措施：

优选的，所述密封圈采用胎式密封圈1-213，包括胎式密封体1-2130，所述胎式密封体上设有增压补偿口1-2131，所述阀体上设有增压补偿口安装孔；请参阅图11至图13。

优选的，所述检修弹性静密封件1-311为胎式密封件，包括胎式密封体1-3110，所述胎式密封体上设有增压补偿口1-3111，为了避免因压力过大造成密封体脱离，在胎式密封体1-3110上设有楔形面1-3112，所述检修密封座的外端面设有与增压补偿口安装孔。请参阅图8至图10。

实施例2，请参阅图14，优选的，检修静密封1-31包括检修密封座1-310，所述检修密封座固定连接阀体1，在检修密封座的下端设有检修静金属密封面；所述半球阀阀芯上开关动密封的下方设有检修动密封1-312，检修动密封1-32包括检修弹性动密封件1-320，所述检修弹性动密封件安装在半球体阀芯上；所述检修弹性动密封件与检修密封座的下端的检修静密封面贴合时，形成检修密封副。

本实施例优选的，所述检修弹性动密封件硫化在半球体阀芯上。也可以为胎式密封件嵌装在半球体阀芯上，包括胎式密封体，所述胎式密封体上设有增压补偿口，所述半球阀阀芯上的外端面设有与增压补偿口安装孔。

实施例3，请参阅图15，所述开关静密封1-21包括出口阀体密封座1-210；出口阀体密封座1-210焊接在阀体1上；所述出口阀体密封座1-210上设有与半球体阀芯上的开关动密封配合的出口金属密封面1-212；这样就形成固定永久性金属密封面，进而达到了与阀体同寿命，出口阀体密封座1-210优选锡基轴承合金(巴氏合金)、合金钢、或者硬质合金、不锈钢硬质合金、蒙乃尔合金材料制成。所述开关动密封1-22包括通过紧固件安装在所述半球体阀芯上的球冠1-220，所述球冠与半球体阀芯之间安装开关弹性动密封件1-221；所述开关弹性动密封件与出口阀体密封座的出口球体密封面贴合时，形成开关密封副。其余结构均与实施例1相同。

实施例4，本实施例中，所述安装在半球体阀芯上的球冠的密封面也可以为金属密封面，如图16。其余结构均与实施例3相同。

本发明还提供一种基于上述三通半球阀的管道带压在线检修方法，管道包括阀前管道8-1、阀后管道8-2以及安装在阀前管道、阀后管道之间的三通半球阀，请参阅图17，所述三通半球阀采用上述的三通半球阀；当判断三通半球阀的开关弹性动密封件损坏时，在管道带压情况下进行开关弹性动密封件进行检修，具体检修方法包括如下步骤：

第一步，启动外置驱动装置，在外置驱动装置带动下半球体阀芯绕转轴旋转，此时，所述半球体阀芯的检修动密封与在线检修通道内的检修静密封贴合，形成检修密封结构，此时为检修工作状态；

第二步，在阀体的外部，打开泄压构件，通过泄压构件将在线检修通道的压力排空，排空后检修通道的压力为零；

第三步，从阀体的外部打开检修密封盖的紧固螺栓，将检修密封盖移走，露出整个在线检修通道，此时开关弹性动密封件暴露在在线检修通道内；

第四步，利用拆卸工具依次拆卸球冠和开关弹性动密封件，并取走损坏的开关弹性动密封件；

第五步，清理开关动密封的安装端面；

第六步，更换新的开关弹性动密封件，在开关弹性动密封件的上部安装球冠压盖，并锁紧；

第七步，安装检修密封压盖，关闭泄压构件；

第八步，再次反向启动外置驱动装置，在外置驱动装置带动下半球体阀芯绕转轴反方向旋转至开关静密封，此时，所述开关弹性动密封件与阀体上的开关静密封的密封面贴合，形成截止密封结构；

第九步，在保持第八步的状态下，通过压力表检测是否泄漏存在泄漏；如果不泄露，再次启动外置驱动装置按照实际需要的开度打开半球体阀芯；如果泄露，重复上述第一步至第八步，直到检测合格为至。

本发明采用上述技术方案，能够达到在管线正常工作情况下快速拆装检修密封副的目的。半球阀的三个通道分别为流体进入通道、流体流出通道以及在线检修通道；流体进入通道、流体流出通道以及在线检修通道分别与阀体阀腔连通；在流体流出通道内设有与半球体阀芯配合密封的开关密封副；在在线检修通道内设有与半球体阀芯配合密封的检修密封副；在在线检修通道的外端面安装有检修密封压盖；在线检修通道上设有与在线检修通道联通的泄压构件和用于检测在检修状态下检修通道内是否存在有压力的压力表，通过泄压构件将压力排空后；这样可以实现在不影响主管道正常运行情况下，在旁通通道无压状态下进行检修作业，降低了维修难度，提高了安全性；在截流工作状态下，所述开关密封副的开关静密封和开关动密封的密封面贴合，形成截止密封结构；首先通过泄压构件进行泄压；然后打开检修密封压盖，开关密封副的开关动密封暴露在旁通通道内；进而维修人员可以实现管道正常运行下在线检修作业；和传统的半球阀相比，解决了现在市场上的半球阀无法实现管道正常运行下在线检修的问题，并解决其它阀门，例如闸阀、蝶阀、球阀、截止阀等无法实现管道正常运行下检修的难点；因此本发明在不影响流体介质正常输送的情况下降低了维修成本，缩短了维修作业时间紧，降低了劳动强度、避免传统阀门停止介质供给带来产能降低的问题。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。