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常规球阀的简单概括及工作原理

发布日期:2019-11-09 丨 来自:轶博罗

  球阀是由旋塞演变而来,它的启闭件为一个球体,通过阀杆转动90度实现阀门开关,球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流向,设计成V型开口的球阀还具有良好的流量调节性能。


  球阀启闭迅速,密封性好,结构简单,低流阻,广泛使用于现代工业场合。


  球阀根据结构形式可以分为固定式球阀、浮动式球阀、轨道球阀、V型球阀、偏心半球阀、三通球阀、四通球阀等;根据连接方式,分为法兰球阀、对夹球阀、内螺纹球阀、外螺纹球阀、焊接球阀、卡箍球阀(一般是卫生级球阀)、卡套式球阀等;按密封材料则可分为软密封球阀和金属硬密封球阀。


  软密封球阀一般适用于温度小于150度左右的介质,150度以上的介质,则选用PPL密封或者金属密封。


  小口径球阀,一般用浮动式球阀,大口径球阀,因为需要的启闭扭矩比较大,往往选择固定式球阀,可以减小启闭时所需要的扭矩,提高工作的可靠性。V型球阀和偏心半球阀,可以用来调节流量,三通球阀和四通球阀则用来对流体进行换向。


  球阀常用的材质有碳钢、304不锈钢、316不锈钢,对于腐蚀性特强的介质,选用阀体和球体全衬聚四氟乙烯。


  球阀的驱动方式主要有电动驱动、蜗轮传动,小口径的手动球阀,一般都是用手柄来启闭的。


  固定式球阀都带有浮动阀座,受介质压力后,阀座产生移动,使密封圈紧压在球体上,以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承,操作扭距小,适用于高压和大口径的阀门。 为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年来又出现了油封球阀,既在密封面间压注特制的润滑油,以形成一层油膜,即增强了密封性,又减少了操作扭矩,更适用高压大口径的球阀。固定球阀,法兰闸阀,法兰蝶阀和氧气减压阀是同属一个类型的阀门,区别在它的关闭件是个球体,球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。 球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。


  偏心半球阀是一种比较新型的球阀类别,它有着自身结构所独有的一些优越性,如开关无摩擦,密封不易磨损,启闭力矩小。这样可减小所配执行器的规格。配以多回转电动执行机构,可实现对介质的调节和严密切断。广泛适用于石油、化工、城市给排水等要求严格切断的工况。它是靠旋转阀链来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便,体积小,可以做成很大口径,密封可靠,结构 简单,维修方便,密封面与球面常在闭合状态,不易被介质冲蚀,在各行业得到广泛的应用。


  这种球阀属于固定球阀,也是单阀座密封球阀,调节性能是球阀中最佳的,流量特性是等百分比的,可调比达100:1。它的V型切口与金属阀座之间具有剪切作用,特别适合含纤维、微小固体颗粒、料浆等介质。


  球阀它具有相同的旋转90度的动作,不同的是旋塞体是球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向,它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用,但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用,如V型球阀。


  轨道硬密封球阀的工作原理:凸轮的原理使得阀球在旋转中与阀座密封面脱离,旋转到位后再将阀球推向阀座实现密封。当阀门处于全开位置时,瞬时针转动手轮,在阀杆螺母与止推轴承配合下,阀杆开始下降并带动球体开始旋转。连接转动手轮,阀杆上的精密螺旋曲线槽轨道,与嵌于其内的导向销相互作用,带动球体随阀杆不停地按顺时针方向转动。当阀门将要关闭时,阀杆带动球体在与阀座密封面完全无摩擦的情况下旋转了90°。继续转动手轮,再次下降的阀杆通过阀杆下端的凸轮结构机械地压迫球体,使球体密封面与阀座密封面紧密接触,从而达到密封的目的。轨道硬密封球阀处于全关位置时逆时针转动手轮,在阀杆螺母与止推轴承的配合下,阀杆开始上升,并带动球体开始旋转,。连续转动手轮,阀杆会在向上升的同时带动球体趋向阀座。轨道硬密封球阀将要开启时,阀杆上的精密螺旋曲线槽轨道与嵌于其中的导向销相互作用带动球体在与阀座密封面完全无摩擦的情况下不停地按逆时针方向转动。继续转动手轮,当阀杆升到极限位置时,此时球也已随阀杆倒转了90°,阀门已处于全开位置。轨道硬密封球阀结构特点:传统的球阀,无论是浮动式或固定式,球体与阀座始终接触,开关扭矩大,密封面容易损伤,轨道球论著启闭时,球体先偏转-δ角,然后转动,开关全过程中球体与阀座脱离,故阀座不会被擦伤,并且启闭扭矩小。


  浮动球阀的阀座多选用聚四氟乙烯、对位聚苯等高分子聚合材料,密封性能好,但材料相对较软。由于材料较软,但又要达到一定的密封比压,势必增加启闭扭矩,为了尽量改善此种情况,本公司采用双斜面弹性密封圈或V形槽弹性密封圈结构设计,利用管道内压力推动球体,帮助密封。当介质压力较小时,密封圈与球体接触面积较小,故有较大的密封比压,确保可靠密封。介质压力较大时,密封圈与球体接触面积增大。故密封圈能承受较大的介质推力而不会损坏。对于工作压力很低的球阀,考虑到介质压力不能确保阀座可靠密封,而预紧力长期使用后又会衰减,故对于低压、超低压或真空工况用球阀,采用弹簧加载的阀座密封结构,能确保球阀长期可靠的密封。适用于经常操作,启闭迅速,轻便,流体阻力小,结构简单,相对体积小,重量轻,便于维修,密封性能好,不受安装方向的限制,介质的流向可任意,无振动,噪声小。


  三通球阀有T型和L型。T型能使三条正交的管道相互联通和切断第三条通道,起分流、合流作用。L三通球阀型只能连接相互正交的两条管道,不能同时保持第三条管道的相互连通,只起分配作用。L型流道的三通4面阀座球阀,采用2面阀座。主要用于流路的换向。


  T型流道的三通4面阀座球阀,采用4面阀座,受力平衡,保证闭止通道上可靠密封。主要用于分流、混流、换向以及三通道的完全开放。


  “LL”型四通球阀只需操作扳手或执行器将球体转动90度,可同时对两种介质的流向进行切换,既方便又迅速,实现一阀多用的效果。该四通换向球阀,一 阀实现正反供水切换,每转90 ,供水方式切换一次,以前需四个阀门,供水时阀1、4 开启,阀2、3关闭;反向供水时阀2、3开启,阀1、4 关闭,现用一台四通球阀替代,操作方便。


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