气瓶阀标准的探讨

2009-04-05 梁兰芳石家庄安瑞科气体机械有限公司

1、概述

气瓶阀用于气体瓶装容器上,其特点是使用环境压力高、介质种类多、充装频率高,如氧气瓶阀、空气瓶阀、溶解乙炔气瓶阀、氩气瓶阀、液氯瓶阀、液化石油气瓶阀、液氨瓶阀、车用压缩天然气瓶阀、液化氟氯氨瓶阀、助动车用液化石油气瓶阀等。各种瓶阀都有相应的国家标准,在标准中规定了其结构、进出口螺纹形式、尺寸以及性能指标。随着国际市场的开拓,气瓶阀门的种类也不断增多。国外进口的气瓶阀,无论从连接形式还是功能上都与国内气瓶阀有着很大的区别。本文从连接螺纹和安全保护装置这两个方面进行分析。

2、螺纹的选用

在国内的气瓶阀标准中,如液化气瓶阀、氧气瓶阀、溶解乙炔瓶阀、氩气瓶阀、液氯瓶阀以及压缩天然气瓶阀等的进气口螺纹都采用了气瓶专用螺纹-PZ锥螺纹,螺纹的锥度为3∶25,螺纹的牙型角为55°。该锥螺纹的特点是锥度大,基面长度长,这样螺纹的啮合长度大,自锁性能更好,比较适合瓶阀的工况条件。因此国内生产的气瓶阀门进口螺纹都是采用气瓶专用螺纹标准。出口螺纹结构则根据使用情况选择不同的形式,如左旋公制螺纹、圆柱螺纹以及W惠氏螺纹等。

根据美国联邦标准对气瓶阀门进、出口螺纹的规定,进口接头采用锥螺纹NGT、氯气锥螺纹NGTCL)和特殊锥螺纹NGS等。NGT螺纹是以美国锥形管螺纹NPT为基础,但比之要长,若要求进一步拧紧时,保证有新的螺牙参加旋合。NGT螺纹的锥度为1/16,牙型角为60°。NGT (CL)螺纹除需进一步拧紧额外增加螺纹牙数外, NGT为外标准螺纹,标准中还有了几种加大尺寸的外螺纹。气瓶阀门的出口螺纹为NGO 螺纹、NGT螺纹以及UNF螺纹。NGO螺纹牙型角为60°普通螺纹,与我国公制螺纹的区别是内、外螺纹牙型不同。内螺纹与我国公制螺纹一样,区别在外螺纹上, NGO螺纹在相配零件之间规定了0.0020 ～0.0050 in1 的间隙(最小间隙) ,以保证螺纹所要求的配合松度。UNF螺纹是一种英制细牙直螺纹,牙型角60°。国内外气瓶阀标准中进口螺纹均采用锥螺纹,区别是在锥度和牙型角上。出口螺纹均采用直螺纹,区别在牙型上。

3、安全性

我国国家标准GB 15382 - 94中对气瓶阀性能如启闭力矩、气密性、耐振性、耐温性、耐压性、安全装置和真空度等提出了要求,气瓶阀除保证基本性能外,还要求在结构上增加安全装置(图1,以车用压缩天然气瓶阀标准为例) 。安全装置的型式为易熔合金塞和爆破片复合式。在气瓶阀的压力和温度同时达到爆破压力和易熔塞流动温度时,爆破片破裂,压缩气体泄放,达到保护气瓶的作用。

1进气口　2出气口　3安全装置

图1　国产车用压缩天然气瓶阀

　　国外气瓶阀在满足基本性能外,增加了剪切保护性能(图2) ,以便在出现意外情况时保护气瓶中的介质。所以在气瓶阀上增加了进气体、导向套和支架等零件。当气瓶阀进口螺纹与气瓶螺纹旋合后,剪切保护部分随着螺纹进入气瓶中。这时气瓶阀控制着瓶内压缩气体的充装与卸放。正常情况下,进气体和支架部分上的孔已经满足气体的流通能力,可以很顺利地进行气体的充装和泄放。气瓶阀具有剪切保护功能,在气瓶阀受到意外的冲击时,阀体的薄弱部分(虚线部分为薄弱处)受到冲击发生变形或断裂,导向套也跟着变形或破损,此时进气体上移至进气体的斜面与支架O形圈接触上,组成密封环带,阻止了气瓶内气体的大量外泄。