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球阀_结构性能原理及分类(完整版)
球阀_结构性能原理及分类(完整版)
------上海华钢阀门厂
        球阀是阀门中的一大分支,马可波罗娱乐城|罗马娱乐城|马来西亚娱乐场:小通径的铜球阀使用特别广泛,大通径的法兰球阀同样受用广泛,本文上海马可波罗娱乐城|罗马娱乐城|马来西亚娱乐场-上海华钢阀门厂将为您介绍球阀结构,球阀性能,球阀原理,以及球阀分类和部分球阀产品,帮助您更好的进行球阀选型。
        球阀是旋塞阀的改进演变,属于同一类型,它的关闭件是球体而不是旋塞。球体绕阀体中心线作90度旋转,可启闭阀门。球阀主要起切断、分配和改变介质流动方向的作用,设计成V型开口的球阀还可以做调节流量用。球阀的结构解剖图如图所示。

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【球阀解剖图】

        球阀具备旋塞阀的优点,同时克服了它的缺点,比如启闭力矩小,密封性能好。
 
一.球阀的分类
        球阀分类方式很多,以下主要介绍四种分类方式。
        (1).按球体结构型式分类:浮动球式、固定球式。
        (2).按球阀流通型式分类:直通式、三通式、四通式、五通式。
主要产品例如:直通一片式球阀三通法兰球阀等。
        (3).按阀体装配形式分类:一体式、二体式、三体式、上装式。
主要产品例如:两体衬氟球阀三体不锈钢球阀、上装式球阀等。
        (4).按阀体流道直径分类:全通径式、缩径式。
主要产品例如:全通径法兰球阀、缩径式球阀等。
 
二.球阀的性能
        球体通道为圆形,不缩径的球体圆形通道与阀体圆形通道连接呈直管段,所以流阻非常小。根据不同工况,密封副可选择金属、合金、非金属,密封性能好。球阀有体积小、启闭迅速、操作方便、安全可靠、使用寿命长、适用范围广等优点,部分取代了闸阀、截止阀、节流阀、多通道球阀可用来实现介质分配与改变介质流向。
        球阀是近年来发展很快的阀种之一,可以预见随着球阀制造技术的进步,将会得到更广泛的应用。
        (1).球阀的性能原理
        ①球阀性能出色,拥有流体阻力小(全通径流道阀体阻力系数几乎与管道相同、不会造成压力损失)。
        ②结构简约,阀体对称、体积小、可双向流动、双向密封。
        ③密封可靠(尤其是阀座密封面采用非金属材料时)
        ④操作方便、启闭迅速、转动90度即可完成阀门的启闭,便于远距离控制。
        ⑤维修方便,阀座密封圈一般都是活动的,拆换方便,如果采用上装式结构,可在线更换。
        ⑥阀门在全开或者全关位置,密封副与介质完全隔离,高速通过的介质不会冲蚀密封副。
        ⑦球体在启闭时是旋转擦拭的过程,所以多数结构的球阀可以用于带悬浮固体颗粒的介质,选用合适的耐磨的阀座密封材料,也可用于粉状介质。
        ⑧直通式球阀用作切断用,使用广泛、三通、四通等球阀用于分配介质和改变介质流向、V型可做节流用。
        ⑨全通径球阀全开式易于清扫球通过清扫管线,在石油,天然气管道中广泛使用。
        ⑩适用范围广、工作压力从真空至高压,公称直径DN8~3000,工作温度为-254~815摄氏度。
 
        ①阀座密封圈等零件如果采用非金属材料,其压力-温度额定值低于球阀壳体(金属)的压力-额定值,致球阀实际使用压力、温度、介质受其限制。
        ②阀座密封圈等材料采用非金属时,应考虑球阀的耐火,防静电结构性能。
        ③球体加工研磨有一定难度,金属密封副球阀加工更麻烦。
        ④粉尘、结焦、粘性介质充塞进活动的密封圈内时,会影响阀座位移,进而影响密封,所以不宜用于结焦、粘度大的介质。
 
三.球阀的结构选型
        1.球阀球体型式
        (1).浮动球与固定球结构型式和性能比较图如图所示。
        浮动球可以自由地在阀座中浮动,因此具有结构简单,重量轻等优点,但是必须要有足够的轻度来承受高的密封比压、以及操作扭矩大、不适用高压及大口径阀门。
        固定球的阀球不会移动,整体浑然天成,因此扭矩小,密封性能好,适用大口径高压环境,但是结构复杂,工艺繁琐,价格高。

【浮动球固定球性能比较图】

        (2).固定球的几种结构型式和性能如图所示。
        ①进口端密封:阀门关闭时填料和大部分阀体不受内压,缺点是阀体转矩大且阀杆轴承受压力大。
        ②出口端密封:如果进口端密封失败可以使用出口端密封从而提高阀门密封可靠性,减小球体支撑轴的载荷,适用于高压工况,但是流通截面积减少且关闭时内腔都处于介质压力作用下。
        ③前后双密封:两阀座前后端独立切断,关闭时进出口端同时受压,阀门中腔和两端通道可以被相互切断,适用于高要求工况,可以通过泄压阀冲洗阀体内部沉积物,但是中腔有介质且应设置防止异常升压装置。
        ④油封式:在密封面间压注特制的润滑油,形成一层油膜,增强密封性能且减小扭矩摩擦。但是结构复杂。
        ⑤轨道式球阀:阀杆上有导轨和导向销的相互作用,但阀座结构单向密封,适用于恶劣工况,寿命长但是加工成本太高。非恶劣工况不考虑。
        ⑥偏心半球阀(V型球阀):有侧装和上装两种,可以具有调节流量的作用,密封可靠寿命长而且通用性强,截断型可以取代闸阀、截止阀,调节型可以取代调节阀和控制阀。但是受结构限制,压力和通径不宜过大。
        将进出口端阀座密封圈设计成不同的直径,流道截面积不等,利用活塞效应,可设计成进口密封(阀前密封)、出口密封(阀后密封)和双向密封(前后端都密封)
   

【固定球式各结构比较】

        (3).轨道式无摩擦球阀的工作原理如图所示:

【轨道球阀工作原理】

        2.阀体流道直径型式
        全通径式流道接近管道,流体压力损失小,且便于清扫球清扫。
        缩径式的流道直径小于公称通径,阀门整体结构缩小,节省材料,环保节约。但是流道阻力会增加。

【全通径与缩径比较图】

 

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