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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(zhǎng)、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?。ㄈ◤搅鞯篱y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(jiǎn)約,閥體對(duì)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(jiǎn)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(rùn)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(zhǎng)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(zhǎng)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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