氣瓶閥標準的探討
1、概述
氣瓶閥用于氣體瓶裝容器上,其特點是使用環境壓力高、介質種類多、充裝頻率高,如氧氣瓶閥、空氣瓶閥、溶解乙炔氣瓶閥、氬氣瓶閥、液氯瓶閥、液化石油氣瓶閥、液氨瓶閥、車用壓縮天然氣瓶閥、液化氟氯氨瓶閥、助動車用液化石油氣瓶閥等。各種瓶閥都有相應的國家標準,在標準中規定了其結構、進出口螺紋形式、尺寸以及性能指標。隨著國際市場的開拓,氣瓶閥門的種類也不斷增多。國外進口的氣瓶閥,無論從連接形式還是功能上都與國內氣瓶閥有著很大的區別。本文從連接螺紋和安全保護裝置這兩個方面進行分析。
2、螺紋的選用
在國內的氣瓶閥標準中,如液化氣瓶閥、氧氣瓶閥、溶解乙炔瓶閥、氬氣瓶閥、液氯瓶閥以及壓縮天然氣瓶閥等的進氣口螺紋都采用了氣瓶專用螺紋-PZ錐螺紋,螺紋的錐度為3∶25,螺紋的牙型角為55°。該錐螺紋的特點是錐度大,基面長度長,這樣螺紋的嚙合長度大,自鎖性能更好,比較適合瓶閥的工況條件。因此國內生產的氣瓶閥門進口螺紋都是采用氣瓶專用螺紋標準。出口螺紋結構則根據使用情況選擇不同的形式,如左旋公制螺紋、圓柱螺紋以及W惠氏螺紋等。
根據美國聯邦標準對氣瓶閥門進、出口螺紋的規定,進口接頭采用錐螺紋NGT、氯氣錐螺紋NGTCL)和特殊錐螺紋NGS等。NGT螺紋是以美國錐形管螺紋NPT為基礎,但比之要長,若要求進一步擰緊時,保證有新的螺牙參加旋合。NGT螺紋的錐度為1/16,牙型角為60°。NGT (CL)螺紋除需進一步擰緊額外增加螺紋牙數外, NGT為外標準螺紋,標準中還有了幾種加大尺寸的外螺紋。氣瓶閥門的出口螺紋為NGO 螺紋、NGT螺紋以及UNF螺紋。NGO螺紋牙型角為60°普通螺紋,與我國公制螺紋的區別是內、外螺紋牙型不同。內螺紋與我國公制螺紋一樣,區別在外螺紋上, NGO螺紋在相配零件之間規定了0.0020 ～0.0050 in1 的間隙(最小間隙) ,以保證螺紋所要求的配合松度。UNF螺紋是一種英制細牙直螺紋,牙型角60°。國內外氣瓶閥標準中進口螺紋均采用錐螺紋,區別是在錐度和牙型角上。出口螺紋均采用直螺紋,區別在牙型上。
3、安全性
我國國家標準GB 15382 - 94中對氣瓶閥性能如啟閉力矩、氣密性、耐振性、耐溫性、耐壓性、安全裝置和真空度等提出了要求,氣瓶閥除保證基本性能外,還要求在結構上增加安全裝置(圖1,以車用壓縮天然氣瓶閥標準為例) 。安全裝置的型式為易熔合金塞和爆破片復合式。在氣瓶閥的壓力和溫度同時達到爆破壓力和易熔塞流動溫度時,爆破片破裂,壓縮氣體泄放,達到保護氣瓶的作用。
1進氣口 2出氣口 3安全裝置
圖1 國產車用壓縮天然氣瓶閥
國外氣瓶閥在滿足基本性能外,增加了剪切保護性能(圖2) ,以便在出現意外情況時保護氣瓶中的介質。所以在氣瓶閥上增加了進氣體、導向套和支架等零件。當氣瓶閥進口螺紋與氣瓶螺紋旋合后,剪切保護部分隨著螺紋進入氣瓶中。這時氣瓶閥控制著瓶內壓縮氣體的充裝與卸放。正常情況下,進氣體和支架部分上的孔已經滿足氣體的流通能力,可以很順利地進行氣體的充裝和泄放。氣瓶閥具有剪切保護功能,在氣瓶閥受到意外的沖擊時,閥體的薄弱部分(虛線部分為薄弱處)受到沖擊發生變形或斷裂,導向套也跟著變形或破損,此時進氣體上移至進氣體的斜面與支架O形圈接觸上,組成密封環帶,阻止了氣瓶內氣體的大量外泄。
1進氣體 2進口螺紋 3導向套 4手輪 5出口螺紋 6支架
圖2 進口帶保護裝置的氣瓶閥
國內氣瓶閥的安全裝置是在易熔塞融化達到爆破壓力后,使壓縮氣體泄放,對氣瓶瓶體進行保護。國外氣瓶閥安全裝置是對已發生事故的閥門,進行二次密封,防止壓縮氣體的外泄。兩者作用不同。
4、結語
隨著工業氣體行業的快速發展,氣體運輸所需的氣瓶閥應用也越來越多。為了提高我國氣瓶閥行業的設計、制造水平,在技術內容上應盡可能與國外先進標準取得一致,以盡快適應國際貿易、技術和經濟交流。 |
