球閥的結(jié)構(gòu)形式

                             球閥的結(jié)構(gòu)形式

                       上海申弘閥門有限公司

在做球閥設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該如何確定球閥的總體結(jié)構(gòu)型式呢？主要應(yīng)從以下幾方面考慮：
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。球閥(ball valve 在海工和船舶領(lǐng)域應(yīng)為截止閥），標(biāo)準(zhǔn)GB/T21465-2008《閥門術(shù)語》中定義為：啟閉件（球體）由閥桿帶動(dòng)，并繞球閥軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的閥門。亦可用于流體的調(diào)節(jié)與控制，其中硬密封V型球閥其V型球芯與堆焊硬質(zhì)合金的金屬閥座之間具有很強(qiáng)的剪切力，特別適用于含纖維、微小固體顆料等的介質(zhì)。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質(zhì)的合流、分流、及流向的切換，同時(shí)也可關(guān)閉任一通道而使另外兩個(gè)通道相連。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。球閥分類：氣動(dòng)球閥，電動(dòng)球閥，手動(dòng)球閥。

球閥和旋塞閥是同屬一個(gè)類型的閥門，只有它的關(guān)閉件是個(gè)球體，球體繞閥體中心線作旋轉(zhuǎn)來達(dá)到開啟、關(guān)閉的一種閥門。球閥已廣泛應(yīng)用于石油、化工、發(fā)電、造紙、原子能、、火箭等各部門，以及人們?nèi)粘Ｉ钪小?/p>

球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動(dòng)方向。球閥是近年來被廣泛采用的一種新型閥門，球閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.球閥流體阻力小，其阻力系數(shù)與同長度的管段相等。

2.球閥結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。

3.緊密可靠，目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料、密封性好，在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用。

4.球閥操作方便，開閉迅速，從全開到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠(yuǎn)距離的控制。

5.維修方便，球閥結(jié)構(gòu)簡單，密封圈一般都是活動(dòng)的，拆卸更換都比較方便。

6.在全開或全閉時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過時(shí)，不會(huì)引起閥門密封面的侵蝕。

7.球閥適用范圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，從高真空至高壓力都可應(yīng)用。

球閥按結(jié)構(gòu)形式可分：

一、浮動(dòng)球球閥

球閥的球體是浮動(dòng)的，在介質(zhì)壓力作用下，球體能產(chǎn)生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上，保證出口端密封。

浮動(dòng)球球閥的結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，但球體承受工作介質(zhì)的載荷全部傳給了出口密封圈，因此要考慮密封圈材料能否經(jīng)受得住球體介質(zhì)的工作載荷。這種結(jié)構(gòu)，廣泛用于中低壓球閥。

二、固定球球閥

球閥的球體是固定的，受壓后不產(chǎn)生移動(dòng)。固定球球閥都帶有浮動(dòng)閥座，受介質(zhì)壓力后，閥座產(chǎn)生移動(dòng)，使密封圈緊壓在球體上，以保證密封。通常在與球體的上、下軸上裝有軸承，操作扭距小，適用于高壓和大口徑的閥門。

為了減少球閥的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年來又出現(xiàn)了油封球閥，既在密封面間壓注特制的潤滑油，以形成一層油膜，即增強(qiáng)了密封性，又減少了操作扭矩，更適用高壓大口徑的球閥。

三、彈性球球閥

球閥的球體是彈性的。球體和閥座密封圈都采用金屬材料制造，密封比壓很大，依靠介質(zhì)本身的壓力已達(dá)不到密封的要求，必須施加外力。這種閥門適用于高溫高壓介質(zhì)。

彈性球體是在球體內(nèi)壁的下端開一條彈性槽，而獲得彈性。當(dāng)關(guān)閉通道時(shí)，用閥桿的楔形頭使球體漲開與閥座壓緊達(dá)到密封。在轉(zhuǎn)動(dòng)球體之前先松開楔形頭，球體隨之恢復(fù)原原形，使球體與閥座之間出現(xiàn)很小的間隙，可以減少密封面的摩擦和操作扭矩。

球閥按其通道位置可分為直通式，三通式和直角式。后兩種球閥用于分配介質(zhì)與改變介質(zhì)的流向。

球閥(ball valve)問世于20世紀(jì)50年代，隨球閥球閥分有：浮動(dòng)球球閥、固定球球閥、軌道球閥、V型球閥、三通球閥、不銹鋼球
閥門浮動(dòng)球球閥
閥門浮動(dòng)球球閥
閥、鑄鋼球閥、鍛鋼球閥、卸灰球閥、抗硫球閥、氣動(dòng)球閥、電動(dòng)球閥、卡套球閥、焊接球閥。
按殼體/主體材料分類，球閥可分為：
1. 金屬材料閥門：如碳鋼閥門、合金鋼閥門、不銹鋼閥門、鑄鐵閥門、鈦合金閥門、蒙乃爾閥門、銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門等。
2. 金屬閥體襯里閥門：如襯膠閥門、襯氟閥門、襯鉛閥門、襯塑閥門、襯搪瓷閥門。
3. 非金屬材料閥門：如陶瓷閥門、玻璃閥門、塑料閥門。
國內(nèi)生產(chǎn)球閥的廠家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個(gè)大類：
球閥的球體是浮動(dòng)的，在介質(zhì)壓力作用下，球體能產(chǎn)生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上，保證出口端密封。
球閥
著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，在短短的40年時(shí)間里，已迅速發(fā)展成為一種主要的閥類。在西方工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，球閥的使用正在逐年不斷的上升。
在我國，球閥被廣泛的應(yīng)用在石油煉制、長輸管線、化工、造紙、制藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。它具有旋轉(zhuǎn)90度的動(dòng)作，旋塞體為球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。
球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動(dòng)方向，它只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。球閥適宜做開關(guān)、切斷閥使用，V型球閥。電動(dòng)閥門除應(yīng)注意管道參數(shù)外，尚應(yīng)特別注意其使用的環(huán)境條件，由于電動(dòng)閥門中的電動(dòng)裝置是一機(jī)電設(shè)備，其使用狀態(tài)受其使用環(huán)境影響很大。通常狀態(tài)下，電動(dòng)球閥、蝶閥在以下環(huán)境使用要特別注意。

1. 對球閥結(jié)構(gòu)的確定：
一般如果壓力不高，DN≤150時(shí)，可優(yōu)先采用浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單。
如果浮動(dòng)式球閥結(jié)構(gòu)滿足不了需要時(shí)，應(yīng)采用固定式球閥結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)型式(如半球、撐開式…)
2. 對球閥密封的材料的確定
由于球閥的使用受溫度的影響很大，因此，密封的材料的選定很關(guān)鍵：
① 對使用溫度≤300℃時(shí)，密封面材料可選擇塑料類材料(如聚四氟乙烯、增強(qiáng)聚四氟乙烯、尼龍、對位聚苯)
② 當(dāng)使用溫度超過300℃或者介質(zhì)代顆粒狀時(shí)，密封面材料應(yīng)選金屬密封。
3．對球閥使用要求的確定 
主要確定球閥是否具有防火、防靜電要求。
4．對球閥閥體型式確定
由于球閥公稱通徑適用的范圍很廣，其閥體型式也較為多樣,一般分為以下三種：
① 整體式閥體
一般用于DN≤50的小通徑閥門，此時(shí)，其材料多用棒材或厚壁管材直接加工擊來，而對口徑較大時(shí)，多采用二體式、三體式或全焊接結(jié)構(gòu)。
② 二體式結(jié)構(gòu)由左右不對稱的二個(gè)閥體組成，多采用鑄造工藝方法。
③ 三體式結(jié)構(gòu)由主閥體和左右對稱的二個(gè)閥體組成，可采用鑄造或鍛造工藝方法。
5．閥門通道數(shù)量(直通、三通、四通…)
6．選擇彈性元件的形式。
  浮動(dòng)球閥的閥座多選用聚四氟乙烯、對位聚苯等高分子聚合材料，密封性能好，耐高溫性能差。由于材料相對較軟要達(dá)到一定的密封比壓，勢必增加啟閉扭矩，為了盡量改善此種狀況，利用管道內(nèi)壓力幫助密封，采用斜面彈性密封環(huán)結(jié)構(gòu)，集密封可靠、啟閉輕松于一體。還可根據(jù)需要增加防沖刷結(jié)構(gòu)，更好地保護(hù)閥座不受沖蝕，延長使用壽命。
1、公稱壓力或壓力級：PN1.0-32.0MPa、ANSI CLASS 150-900、JIS10-20K；
2、公稱通徑或口徑：DN6～900、NPS 1/4 ～36；
3、連接方式：法蘭、對焊、螺紋、承插焊等；
4、適用溫度：-196℃～540℃；
5、驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣液聯(lián)動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)；
6、閥體材料：WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8(304)、CF3(304L)、CF8M(316)、CF3M (316L)、Ti。選用不同的材質(zhì)，可分別適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介質(zhì)、尿素等多種介質(zhì)。
 
        固定球閥的閥座密封形式有三種：進(jìn)口密封、出口密封、進(jìn)出口雙向密封。利用介質(zhì)壓力以及D、D1的面積差產(chǎn)生輔助密封力，加之以蝶形彈簧的預(yù)緊力，實(shí)現(xiàn)可靠密封。密封面材料有聚四氟乙烯、增強(qiáng)聚四氟乙烯、對位聚苯、合金鋼、硬質(zhì)合金等，適合不同工況條件。本文相關(guān)的論文有：中國閥門產(chǎn)值遞增