球閥結構性能原理及分類
2018-05-31 16:37:05??????點擊：
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構，球閥性能，球閥原理，以及球閥分類和部分球閥產品，幫助您更好的進行球閥選型。
球閥是旋塞閥的改進演變，屬于同一類型，它的關閉件是球體而不是旋塞。球體繞閥體中心線作90度旋轉，可啟閉閥門。球閥主要起切斷、分配和改變介質流動方向的作用，設計成V型開口的球閥還可以做調節流量用。球閥的結構解剖圖如圖所示。
【球閥解剖圖】
球閥具備旋塞閥的優點，同時克服了它的缺點，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).按球體結構型式分類：浮動球式、固定球式。
主要產品例如：法蘭浮動球閥、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、適用范圍廣等優點，部分取代了閘閥、截止閥、節流閥、多通道球閥可用來實現介質分配與改變介質流向。
球閥是近年來發展很快的閥種之一，可以預見隨著球閥制造技術的進步，將會得到更廣泛的應用。
(1).球閥的性能原理
①球閥性能出色，擁有流體阻力小（全通徑流道閥體阻力系數幾乎與管道相同、不會造成壓力損失）。
②結構簡約，閥體對稱、體積小、可雙向流動、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）
④操作方便、啟閉迅速、轉動90度即可完成閥門的啟閉，便于遠距離控制。
⑤維修方便，閥座密封圈一般都是活動的，拆換方便，如果采用上裝式結構，可在線更換。
⑥閥門在全開或者全關位置，密封副與介質完全隔離，高速通過的介質不會沖蝕密封副。
⑦球體在啟閉時是旋轉擦拭的過程，所以多數結構的球閥可以用于帶懸浮固體顆粒的介質，選用合適的耐磨的閥座密封材料，也可用于粉狀介質。
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和改變介質流向、V型可做節流用。
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，致球閥實際使用壓力、溫度、介質受其限制。
②閥座密封圈等材料采用非金屬時，應考慮球閥的耐火，防靜電結構性能。
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、結焦、粘性介質充塞進活動的密封圈內時，會影響閥座位移，進而影響密封，所以不宜用于結焦、粘度大的介質。
三.球閥的結構選型
1.球閥球體型式
(1).浮動球與固定球結構型式和性能比較圖如圖所示。
浮動球可以自由地在閥座中浮動，因此具有結構簡單，重量輕等優點，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。
固定球的閥球不會移動，整體渾然天成，因此扭矩小，密封性能好，適用大口徑高壓環境，但是結構復雜，工藝繁瑣，價格高。
【浮動球固定球性能比較圖】
(2).固定球的幾種結構型式和性能如圖所示。
①進口端密封：閥門關閉時填料和大部分閥體不受內壓，缺點是閥體轉矩大且閥桿軸承受壓力大。
②出口端密封：如果進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閉時內腔都處于介質壓力作用下。
③前后雙密封：兩閥座前后端獨立切斷，關閉時進出口端同時受壓，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部沉積物，但是中腔有介質且應設置防止異常升壓裝置。
④油封式：在密封面間壓注特制的潤滑油，形成一層油膜，增強密封性能且減小扭矩摩擦。但是結構復雜。
⑤軌道式球閥：閥桿上有導軌和導向銷的相互作用，但閥座結構單向密封，適用于惡劣工況，壽命長但是加工成本太高。非惡劣工況不考慮。
⑥偏心半球閥(V型球閥)：有側裝和上裝兩種，可以具有調節流量的作用，密封可靠壽命長而且通用性強，截斷型可以取代閘閥、截止閥，調節型可以取代調節閥和控制閥。但是受結構限制，壓力和通徑不宜過大。
將進出口端閥座密封圈設計成不同的直徑，流道截面積不等，利用活塞效應，可設計成進口密封(閥前密封)、出口密封(閥后密封)和雙向密封(前后端都密封)。
【固定球式各結構比較】
(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，閥門整體結構縮小，節省材料，環保節約。但是流道阻力會增加。
【全通徑與縮徑比較圖】
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