韩红亮
长青热能科技（中山）有限公司 广东 中山 528403
摘要：忘关阀门、阀门松动等问题，是燃气事故中阀门问题的主要因素，因此，为确保燃气使用安全，阀门制造企业在设计时，更应从安全性的角度出发进行设计优化。
关键字：阀门设计，可控燃气阀门，阀门设计优化方案，燃气
2020年，中国全年共发生燃气事故615起，七八月份为事故高发期，且绝大部分燃气事故与设备有关。如软管问题和阀门问题等，忘关阀门、阀门松动等问题，是燃气事故中阀门问题的主要因素，因此，为确保燃气使用安全，阀门制造企业在设计时，更应从安全性的角度出发进行设计优化。阀门的安全技术设计方案，是促进燃气行业安全运行的有力保障。
一、四种常用燃气阀门介绍
日常生活中常见的各种阀门一般有4种,分别为共用的管路阀门、出口总阀、炉前阀、燃气锅炉阀。
共用管道阀门一般指出地面总阀、单位立管总阀等,根据《城镇燃气管理条例》,此类阀门一般都是不允许私自使用或者开关,如因为私自使用或者开关了共用管道阀门而给消费者带来经济上的损失,需要依法承担相应的责任。
入户总阀门是指家庭使用天然气的总开关,一般都叫做表前阀,这种开关对于预防和减少天然气的事故有着决定性的作用,如果我们长时间在外出旅行、探亲或者在家中长期不能正常需要大量使用这种天然气的情况时,就更多地认为应该及时关闭这种阀门(其阀柄和管道必须呈垂直),以便于确保安全。万一家中有人发生了天然气的泄漏或者下方的用气装置受到损坏,也许我们应当马上关闭家中的入户总阀。
灶前面的阀门也是家中最常使用的是天然气的第二把安全阀的钥匙。此种供气阀门通常主要安装于户内没有供气的下水管道和门与炉灶间的连接处等部位。其主要应用功能之一就是实时控制由于石油天然气管道中的燃油灶具或燃气连接管发生故障所使用导致的而引起的各类天然气质量泄露。
燃气炉灶阀可以作为一个燃气炉灶的启动开关,主要功能是通过点火及截断来控制通往燃气炉灶的空气。
以上几种阀门类型都是日常中较为常见的阀门类型,它们是用气安全的保障,因此,在进行燃气阀门技术设计时,需要更多的考虑其安全性和便捷性。可控式的燃气阀门,是一种泛指阀门的启动和封堵装置,它可以根据不同的需要来决定相应的启动和封堵状态,是一种比较智能化的燃气阀门。本文从可控式燃气阀门机械优化方案出发,探讨阀门设计的多种可能性。
二、可控式燃气阀门技术设计方案
1、机械式可控燃气阀门
机械式可控燃气阀门是通过把燃气阀门的自动启闭结构设计改造成为非标式、铅封型、形态改变式等结构，实现燃气阀门的可控性，此类燃气阀门不可以随意地手动拆卸,只能够采用专用开启工具或破坏驱动结构才能够开关阀门，达到确保人们完全不可擅自手动操纵燃气阀门、避免出现人为或者错误性的操纵、防止阀门被盗用的气体受到污染等使用目的。该保温阀门的国际公称工作压力温度范围一般不应大于超过2.5mpa,工作规定时间内的温度压力范围一般为-20~120℃。
机械式可控阀门分为以下几种：
①可实现阀门关闭不可开或开启不可关或可自由开关的功能。主要的结构设计和性能优化特点是:在普通自动燃气控制阀门的基础上,对自动控制燃气阀门的手动开关式控制手柄设计进行了重大改变。这种新型机械运动结构的一个关键技术特点是实现在于两个运动手柄的下端各自装设一个扁平扇形方型凹槽和一个扁平方型扇形凹槽。当关闭阀体上的限位凸台和关闭手柄上的两个方形限位凹槽部件相互配合时,手柄与关闭阀体相同的自动限位固定部件不能同时进行任何转动,实现了自动关闭门与阀杆之间阀门不可手动打开的固定功能,手柄与关闭阀杆之间通过两个非标固定螺母的紧密连接即可进行固定,使用两个阀杆之间专用的固定工具即可进行固定操作。
②阀门可设置为开启不可关功能或关闭不可开功能或可自由开关的功能。这种阀体结构的一项关键技术,就是根据阀体的凸起在颈部和主阀手柄上分别向外布设了两个圆形死穴。
当一个阀门在自动关闭的正常状态下下只需要手动设置为无法手动开启或者无法关闭的不功能可以手动打开关闭功能或者是无法关闭的不功能可以手动打开关闭功能时,只需把非特殊标准螺钉手柄使用特殊的安装专用工具直接配合安装到一个阀门的阀杆手柄和一个阀体直接相互配合的一个死穴位置区域,即可安装完成。
③可实现阀门关闭不可开或开启不可关或可自由开关的功能。阀门的开启与关闭状态均可设置为用栓系铅封线控制阀的自由开关状态。这种阀体结构设计中的一个关键技术特点是在两个阀体的接口限位铅封孔及两个带有蝶翼的滑动手柄上分别同时设置了一个栓状关系式的接口铅封孔和接口限位孔。当一个阀门没有需要仍然处于自动开启连锁状态而仍然仍是处于无法直接打开或者仍然是不允许可以直接打开时,只需把蝴形蝶型蝶式手柄蝶形蝴蝶蝴凤翅膀栓阀体系的所有铅封孔与位置1上的铅封孔与整个阀体中所有一定限位的铅封孔之间直接进行铅封孔和线的螺丝栓的联系,即可轻松完成。
④可实现阀门关闭不可开或开启不可关或可自由开关的功能。阀从开启到关闭状态或从关闭到开启状态须通过安装匹配的专用手柄控制阀的自由开关状态。该结构的关键技术在于阀杆的头部设计为“心”形、“齿”形、“梅花”形、“◇”形、“△”形、“口”形等，且阀杆头部需内藏于阀体内部使其他工具及手柄无法连接，专用手柄的形状与内藏于阀体内部的阀杆头部工作区域配合，即阀杆头部与专用手柄凹凸配合。当阀需要从开启到关闭状态或从关闭到开启状态后不允许阀实现自由开关动作，只需要将阀的手柄进行拆卸并安装防尘盖后，手柄可由用户或燃气供应企业保管，即可实现。
2、磁式可控燃气阀门
阀门开关驱动结构利用磁场“同性相斥，异性相吸”的原理设计，且不可随意拆卸，只能够采用专用开启工具或破坏驱动结构才能够启闭阀门。该阀门公称压力不大于2.5MPa，工作温度为-20～80℃，用于较为干燥的环境。
磁式可控燃气阀门根据其可控程度，分为以下几种：
①磁式可控燃气阀门可实现阀门可关不可开、可自由开关与可关不可开互换、止退可关不可开的功能。
②可实现可关不可开功能的单用磁式阀门，阀门关闭后只能通过专用开启工具才能实现自由开启。该结构关键技术在于阀体有扇形凸台，在扇形凸台的轴向端和径向端分别设置相垂直的两个盲孔，手柄按阀体扇形凸台径向和轴向相垂直盲孔对应位置分别开设相对应的盲孔。阀体扇形凸台上轴向和径向盲孔和手柄内的磁销、弹簧能准确地按对应预设盲孔插入，即可实现可关不可开功能。
③可实现可关不可开或可自由开关与可关不可开互换功能的双用磁式产品，当阀门处于可关不可开状态时，须通过专用开启工具才能实现自由开关。该结构关键技术在于阀体凸颈部有两凸台，凸台上有平行凸颈中心线的盲孔，手柄正上端面设有A和B标志的两螺纹孔以及带强磁的A和B的螺塞。当阀门需要从关闭到开启状态实现可关不可开的功能时，只需通过专用开启工具将手柄上A螺纹孔安装B螺塞或B螺纹孔安装A螺塞或A、B螺塞任意去掉其中一个或A、B螺塞都不安装，即可实现。
?④针对市场普通的可控式燃气阀门在完全关闭状态前球阀已经密封但未完成进入可控区域时，用户还可以逆时针开启球阀的缺陷而设计。该阀门是可实现提前角度可关不可开功能的止退磁式产品。球阀开启状态时手柄与管道轴线呈0°，球阀关闭状态时手柄与管道轴线呈90°，手柄应顺时针关闭球阀，逆时针开启球阀，手柄在球阀已密封但未完全关闭状态位置与关闭状态手柄位置形成的角度即为提前角度。止退指关闭过程中只能够顺时针操作。阀门关闭状态必须通过专用开启工具才能实现可自由开启。该结构关键技术在于阀体凸颈沿径向对称两侧面各外伸一个凸台，在两凸台分别开设通孔，分别在通孔一端封闭且设有磁销和弹簧；阀杆外侧壁的相对两侧面上分别开设两个盲孔，盲孔设有限位槽以及提前角度止退结构。当阀从开启转向关闭状态过程中，阀体与阀杆配合进入预设提前角度止退区域时，阀体凸台两通孔内设置的磁销通过弹簧力进入锁定且止退状态直至完全锁定状态，实现提前角度止退可关不可开的功能；当阀从关闭到开启状态，需要通过专用开启工具内的强磁与阀内的磁销通过磁场“同性相斥，异性相吸”的原理方可开启阀门。产品出厂时一般设置为开启状态。
参考文献：
[1]严荣杰,林建芬.可控燃气阀门设计方案[J].煤气与热力,2012,32(05):73-76.
[2]蒋洪恩.燃气阀门应用现状及选型[J].技术与市场,2012,19(04):114+116.