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球閥結(jié)構(gòu)性能原理及分類

2018-05-31 16:37:05??????點(diǎn)擊：
         球閥是閥門中的一大分支，小通徑的銅球閥使用特別廣泛，大通徑的法蘭球閥同樣受用廣泛，上海美力德閥門廠將為您介紹球閥結(jié)構(gòu)，球閥性能，球閥原理，以及球閥分類和部分球閥產(chǎn)品，幫助您更好的進(jìn)行球閥選型。
        球閥是旋塞閥的改進(jìn)演變，屬于同一類型，它的關(guān)閉件是球體而不是旋塞。球體繞閥體中心線作90度旋轉(zhuǎn)，可啟閉閥門。球閥主要起切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向的作用，設(shè)計(jì)成V型開口的球閥還可以做調(diào)節(jié)流量用。球閥的結(jié)構(gòu)解剖圖如圖所示。

【球閥解剖圖】

        球閥具備旋塞閥的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了它的缺點(diǎn)，比如啟閉力矩小，密封性能好。
 
一.球閥的分類
        球閥分類方式很多，以下主要介紹四種分類方式。
        (1).按球體結(jié)構(gòu)型式分類：浮動(dòng)球式、固定球式。
主要產(chǎn)品例如：法蘭浮動(dòng)球閥、固定球兩片式球閥、固定球軟密封球閥、襯氟球閥、固定球不銹鋼高溫球閥等。
        (2).按球閥流通型式分類：直通式、三通式、四通式、五通式。
主要產(chǎn)品例如：直通一片式球閥、三通法蘭球閥等。
        (3).按閥體裝配形式分類：一體式、二體式、三體式、上裝式。
主要產(chǎn)品例如：兩體襯氟球閥、三體不銹鋼球閥、上裝式球閥等。
        (4).按閥體流道直徑分類：全通徑式、縮徑式。
主要產(chǎn)品例如：全通徑法蘭球閥、縮徑式球閥等。
 
二.球閥的性能
        球體通道為圓形，不縮徑的球體圓形通道與閥體圓形通道連接呈直管段，所以流阻非常小。根據(jù)不同工況，密封副可選擇金屬、合金、非金屬，密封性能好。球閥有體積小、啟閉迅速、操作方便、安全可靠、使用壽命長、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，部分取代了閘閥、截止閥、節(jié)流閥、多通道球閥可用來實(shí)現(xiàn)介質(zhì)分配與改變介質(zhì)流向。
        球閥是近年來發(fā)展很快的閥種之一，可以預(yù)見隨著球閥制造技術(shù)的進(jìn)步，將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
        (1).球閥的性能原理
        ①球閥性能出色，擁有流體阻力小（全通徑流道閥體阻力系數(shù)幾乎與管道相同、不會(huì)造成壓力損失）。
        ②結(jié)構(gòu)簡約，閥體對稱、體積小、可雙向流動(dòng)、雙向密封。
        ③密封可靠（尤其是閥座密封面采用非金屬材料時(shí)）
        ④操作方便、啟閉迅速、轉(zhuǎn)動(dòng)90度即可完成閥門的啟閉，便于遠(yuǎn)距離控制。
        ⑤維修方便，閥座密封圈一般都是活動(dòng)的，拆換方便，如果采用上裝式結(jié)構(gòu)，可在線更換。
        ⑥閥門在全開或者全關(guān)位置，密封副與介質(zhì)完全隔離，高速通過的介質(zhì)不會(huì)沖蝕密封副。
        ⑦球體在啟閉時(shí)是旋轉(zhuǎn)擦拭的過程，所以多數(shù)結(jié)構(gòu)的球閥可以用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)，選用合適的耐磨的閥座密封材料，也可用于粉狀介質(zhì)。
        ⑧直通式球閥用作切斷用，使用廣泛、三通、四通等球閥用于分配介質(zhì)和改變介質(zhì)流向、V型可做節(jié)流用。
        ⑨全通徑球閥全開式易于清掃球通過清掃管線，在石油，天然氣管道中廣泛使用。
        ⑩適用范圍廣、工作壓力從真空至高壓，公稱直徑DN8~3000，工作溫度為-254~815攝氏度。
 
        ①閥座密封圈等零件如果采用非金屬材料，其壓力-溫度額定值低于球閥殼體(金屬)的壓力-額定值，致球閥實(shí)際使用壓力、溫度、介質(zhì)受其限制。
        ②閥座密封圈等材料采用非金屬時(shí)，應(yīng)考慮球閥的耐火，防靜電結(jié)構(gòu)性能。
        ③球體加工研磨有一定難度，金屬密封副球閥加工更麻煩。
        ④粉塵、結(jié)焦、粘性介質(zhì)充塞進(jìn)活動(dòng)的密封圈內(nèi)時(shí)，會(huì)影響閥座位移，進(jìn)而影響密封，所以不宜用于結(jié)焦、粘度大的介質(zhì)。
 
三.球閥的結(jié)構(gòu)選型
        1.球閥球體型式
        (1).浮動(dòng)球與固定球結(jié)構(gòu)型式和性能比較圖如圖所示。
        浮動(dòng)球可以自由地在閥座中浮動(dòng)，因此具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，但是必須要有足夠的輕度來承受高的密封比壓、以及操作扭矩大、不適用高壓及大口徑閥門。
        固定球的閥球不會(huì)移動(dòng)，整體渾然天成，因此扭矩小，密封性能好，適用大口徑高壓環(huán)境，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝繁瑣，價(jià)格高。

【浮動(dòng)球固定球性能比較圖】

        (2).固定球的幾種結(jié)構(gòu)型式和性能如圖所示。
        ①進(jìn)口端密封：閥門關(guān)閉時(shí)填料和大部分閥體不受內(nèi)壓，缺點(diǎn)是閥體轉(zhuǎn)矩大且閥桿軸承受壓力大。
        ②出口端密封：如果進(jìn)口端密封失敗可以使用出口端密封從而提高閥門密封可靠性，減小球體支撐軸的載荷，適用于高壓工況，但是流通截面積減少且關(guān)閉時(shí)內(nèi)腔都處于介質(zhì)壓力作用下。
        ③前后雙密封：兩閥座前后端獨(dú)立切斷，關(guān)閉時(shí)進(jìn)出口端同時(shí)受壓，閥門中腔和兩端通道可以被相互切斷，適用于高要求工況，可以通過泄壓閥沖洗閥體內(nèi)部沉積物，但是中腔有介質(zhì)且應(yīng)設(shè)置防止異常升壓裝置。
        ④油封式：在密封面間壓注特制的潤滑油，形成一層油膜，增強(qiáng)密封性能且減小扭矩摩擦。但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
        ⑤軌道式球閥：閥桿上有導(dǎo)軌和導(dǎo)向銷的相互作用，但閥座結(jié)構(gòu)單向密封，適用于惡劣工況，壽命長但是加工成本太高。非惡劣工況不考慮。
        ⑥偏心半球閥(V型球閥)：有側(cè)裝和上裝兩種，可以具有調(diào)節(jié)流量的作用，密封可靠壽命長而且通用性強(qiáng)，截?cái)嘈涂梢匀〈l閥、截止閥，調(diào)節(jié)型可以取代調(diào)節(jié)閥和控制閥。但是受結(jié)構(gòu)限制，壓力和通徑不宜過大。
        將進(jìn)出口端閥座密封圈設(shè)計(jì)成不同的直徑，流道截面積不等，利用活塞效應(yīng)，可設(shè)計(jì)成進(jìn)口密封(閥前密封)、出口密封(閥后密封)和雙向密封(前后端都密封)。
   

【固定球式各結(jié)構(gòu)比較】

        (3).軌道式無摩擦球閥的工作原理如圖所示：

【軌道球閥工作原理】

        2.閥體流道直徑型式
        全通徑式流道接近管道，流體壓力損失小，且便于清掃球清掃。
        縮徑式的流道直徑小于公稱通徑，閥門整體結(jié)構(gòu)縮小，節(jié)省材料，環(huán)保節(jié)約。但是流道阻力會(huì)增加。

【全通徑與縮徑比較圖】

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