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浮動球閥與固定球閥的基礎知識
閱讀:163 發(fā)布時間:2025-11-28球閥即以球體作為啟閉件的閥門。隨著加工技術、檢測技術與智能控制技術的突飛猛進,以及各種密封新材料的不斷涌現(xiàn),球閥產(chǎn)品將得到越來越廣泛的應用。目前球閥產(chǎn)品不僅在一般工業(yè)管道得到了應用,而且在西氣東輸、煤制油工程以及核工業(yè)、宇航工業(yè)輸送管線上得到普遍應用。 早在19世紀80年代美國就開始設計球閥,但是當時缺乏適當?shù)拿芊馊Σ牧?,限制了球閥產(chǎn)品的發(fā)展。直到本世紀50年代,聚四氟乙烯等彈性密封材料的出現(xiàn)以及機床工業(yè)的發(fā)展才使球閥產(chǎn)品的發(fā)展出現(xiàn)轉機并得到飛速發(fā)展。 一、球閥結構與術語 球閥主要由閥體、閥座、球體、閥桿、手柄(或其他驅動裝置)組成。球閥的主要功能是切斷或接通管道中的流體通道,其作用原理很簡單:藉助手柄或其他驅動裝置在閥桿上端施加一定的轉矩并傳遞給球體,旋轉90℃,使球體的通道與閥體通道中心線重合或垂直,完成球閥的全開或全關。
球閥分類 球閥的結構型式和品種規(guī)格極其繁多,而且新產(chǎn)品新結構仍然在不斷涌現(xiàn)。根據(jù)球閥的特點和用途,球閥可分為若干種類型。
按球體的支撐方式分類:可分為浮動球閥和固定球閥。
1、浮動球閥:其主要特點是球體無支撐軸,球體系藉閥門進、出口兩端的閥座予以支撐,閥桿與球體為活動連接,見圖9—1。這種球閥的球體被兩閥座夾持其中而呈“浮動狀態(tài)"。球體通過閥桿借助于手柄或其他驅動裝置可以自由地在兩閥座之間旋轉。當球體的流道孔與閥門通道孔對準時,球閥呈開啟狀態(tài),流體暢通,閥門的流體阻力最小。當將球體轉動90℃時,球體的流道孔與閥門通道孔相垂直,球閥處于關閉狀態(tài),球體在流體壓力的作用下,被推向閥門出口端(簡稱閥后)閥座,使之壓緊并保證密封。 浮動球閥的主要優(yōu)點:結構簡單、制造方便、成本低廉、工作可靠。浮動球閥的密封性能與流體壓力有關。在其他條件相同的情況下,一般來說壓力越高越容易密封。但是應考慮到閥座材料能否經(jīng)受得住球體傳遞給它的載荷,因為流體壓力在球體上所產(chǎn)生的作用力將全部傳遞給閥后閥座。此外,對于較大尺寸的浮動球閥,當壓力較高時,操作轉矩增大,而且球體自重也較大,自重在閥座密封面上所產(chǎn)生的壓力分布是不均勻的,一般來說沿通道直徑水平面上半圈壓力較小,下半圈壓力較大,導致閥座磨損不均勻而發(fā)生滲漏。因此浮動球閥一般適用于≤PN10,≤DN200的閥門。 為了使浮動球閥在較低的工作壓力下具有良好的密封性能,球體與閥座之間必須施加一定的預緊力。預緊力不足,不能保證密封,而過大的預緊力又會使摩擦轉矩增加,還可能導致閥座材料產(chǎn)生塑性變形而破壞密封性能。對于低壓球閥,可通過調(diào)整中法蘭之間的密封墊片的厚度來限制其預緊力。 為保證浮動球閥工作時的密封性與可靠性,設計時應注意: a. 球體和閥座的接觸面上應具有足夠的密封比壓,但要滿足密封條件。 b. 閥座與閥體凹槽底面的密封比壓應與球體接觸面上的密封比壓相當。如密封比壓不足可減小閥座底面外徑或加大內(nèi)徑,也可在底面開幾條頂角為60a、深1-2mm的三角形同心圓槽。 c. 球體應有正確的幾何形狀及合適的表面粗糙度。 d. 合理選用密封材料 目前較理想的施加預緊力的方法是采用彈性閥座的球閥,彈性閥座能大大增加閥座本身的彈性變形范圍,使之在低壓或高壓下都能保持良好的密封性能。只要在彈性閥座有彈性變形范圍之內(nèi)工作,就能基本保持其密封比壓恒定,使閥座不至因過載而損壞。
2、固定球閥:球體與上、下閥桿連成一體,或制成整體連軸式球,即球體與上、下閥桿鍛(焊)成一體裝在軸承上,球體可沿與閥門通道相垂直的軸線自由轉動,但不能沿通道軸線移動。因此,固定球閥工作時,閥前流體壓力在球體上所產(chǎn)生的作用力全部傳遞給軸承,不會使球體向閥后閥座移動,因而閥座不會承受過大的壓力,所以固定球閥的轉矩小、閥座變形小,密封性能穩(wěn)定,使用壽命長,適用于高壓、大通徑的場合。固定球球閥的密封關鍵在于正確選用彈性密封閥座的結構形式,合理設計閥座的各部份尺寸,巧妙地借助于流體壓力或彈簧作用力來達到密封要求。
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