球閥的結構與工作原理分析

   時間:2014-03-12 16:36:06
球閥的結構與工作原理分析簡介
球閥的結構:球閥是由旋塞閥演變而來的,它的啟閉件作為一個球體,利用球體繞閥桿的軸線旋轉 90 度實現開啟和關閉的目的。球閥的作用:球閥在管道上主要……
球閥的結構與工作原理分析正文

  球閥的結構:
球閥是由旋塞閥演變而來的,它的啟閉件作為一個球體,利用球體繞閥桿的軸線旋轉 90 度實現開啟和關閉的目的。
球閥的作用:
球閥在管道上主要用於切斷、分配和改變介質流動方向,設計成 V 形開口的球閥還具有良好的流量調節功能。
球閥不僅結構簡單、密封性能好,而且在一定的公稱通經範圍內體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小,並且驅動力矩小,操作簡便、易實現快速啟閉,是近十幾年來發展最快的閥門品種之一。特別是在美、日、德、法、意、西、英等工業發達國家,球閥的使用非常廣泛,使用品種和數量仍在繼續擴大,並向高溫、高壓、大口經、高密封性、長壽命、優良的調節性能以及一閥多功能方向發展,其可靠性及其他性能指標均達到較高水平,並已部分取代閘閥、截止閥、調節閥。
隨著球閥的技術進步,在可以預見的短時見內,特別是在石油天然氣管線上、煉油裂解裝置上以及核工業上將有更廣泛的應用。此外,在其他工業中的大中型口徑、中低壓力領域,球閥也將會成為主導的閥門類型之一。
球閥的優點:
1.具有最低的流阻(實際上為零)。2.因在工作時不會卡住(在無潤滑劑時),故能可靠地應用與腐蝕性介質和低沸點液體中。3.在較大地壓力和溫度範圍內,能實現完全密封。4.可實現快速啟閉,某些結構的啟閉時間僅為 0.05~0.1s,以保證能用於試驗台的自動化系統中。快速啟閉閥門時,操作無衝擊。5.球型關閉件能在位置上自動定位。6.工作介質在雙面上密封可靠。7.在全開和全閉時,球體和閥座的密封面與介質隔離,因此高速通過閥門的介質不會引起密封面的侵蝕。8.結構緊湊、重量輕,可以認為它時用於低溫介質系統的最合理的閥門結構。9.閥體對稱,尤其時焊接閥體結構,能很好地承受來自管道的應力。10.關閉件能承受關閉時的高壓差。11.全焊接閥體的球閥,可以直埋於地下,使閥門內件不受侵蝕,最高使用壽命可達 30 年,是石油、天然氣管線最理想的閥門。
高壓球閥簡介:
高壓球閥在GB/T21465-2008《閥門術語》中定義為:啟閉件(球體)由閥桿帶動,並繞閥桿的軸線作旋轉運動的閥門。
高壓球閥問世於20世紀50年代,隨著科學技術的飛速發展,生產工藝及產品結構的的不斷改進,在短短的40年時間裡,已迅速發展成為一種主要的閥類。在西方國家工業發達的國家,高壓球閥的使用正在逐年不斷的上升,在我國,球閥被廣泛的應用在石油煉製、長輸管線、化工、造紙、製藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業,在國民經濟中佔有舉足輕重的地位。
高壓球閥主要用於截斷或接通管路中的介質,亦可用於流體的調節與控制,其中硬密封V型球閥其V型球芯與堆焊硬質合金的金屬閥座之間具有很強的剪切力,特別適用於含纖維、微小固體顆料等介質。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質的合流、分流、及流向的切換,同時也可關閉任一通道而使另外兩個通道相連。本類閥門在管道中一般應當水平安裝。
高壓球閥的工作原理:
高壓球閥它具有旋轉90度的動作,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、分配和改變介質的流動方向,它只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。球閥最適宜做開關、切斷閥使用,但近來的發展已將球閥設計成使它具有節流和控制流量之用,如V型球閥。
高壓球閥的主要特點是本身結構緊湊,密封可靠,結構簡單,維修方便,密封面與球面常在閉合狀態,不易被介質沖蝕,易於操作和維修,適用於水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質,而且還適用於工作條件惡劣的介質,如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等,在各行業得到廣泛的應用。球閥閥體可以是整體的,也可以是組合式的。
高壓球閥的優點:
1.流體阻力小,全通徑的球閥基本沒有流阻。2.結構簡單、體積小、重量輕。3.緊密可靠。它有兩個密封面,而且目前球閥的密封面材料廣泛使用各種塑料,密封性好,能實現完全密封。在真空系統中也已廣泛使用。4.操作方便,開閉迅速,從全開到全關只要旋轉90°,便於遠距離的控制。5.維修方便,球閥結構簡單,密封圈一般都是活動的,拆卸更換都比較方便。6.在全開或全閉時,球體和閥座的密封面與介質隔離,介質通過時,不會引起閥門密封面的侵蝕。7.適用範圍廣,通徑從小到幾毫米,大到幾米,從高真空至高壓力都可應用。8.由於球閥在啟閉過程中有擦拭性,所以可用於帶懸浮固體顆粒的介質中。
球閥應用範圍:
由於球閥的閥座密封圈通常採用塑料製成,故在選擇球閥的結構和性能上,要考慮球閥的耐火和防火,特別是在石油、化工、冶金等部門,在易燃、易爆介質的設備和管種系統中使用球閥,更應注意耐火和防火。
   通常,在雙位調節、密封性能嚴格、泥漿、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速(1/4 轉啟閉)、高壓截止(壓差大)、低雜訊、有氣穴和氣化現象、向大氣少量滲漏,操作力矩小、流體阻力小的管路系統中,推薦使用球閥。
球閥的選型方法:
球閥的工作原理是靠旋轉球體來使閥門暢通或閉塞。球閥開關輕便,體積小,可以做成很大口徑,密封可靠,結構簡單,維修方便,密封面與球面常在閉合狀態,不易被介質沖蝕,在各行業得到廣泛的應用。
球閥大致可分19大類,有浮動球閥、固定球閥、金屬硬密封球閥、V型球閥、對夾式球閥、保溫球閥、管線球閥、軌道球閥、上裝式球閥、清管閥、高壓鍛造球閥、三通(四通)球閥、內螺紋球閥、整體式球閥、低溫球閥、波紋管球閥、偏心半球閥、全焊接球閥、特種球閥等。
O型球閥採用浮動式結構,球芯為精密鑄件,外表鍍硬鉻處理,閥座採用金屬或增強聚四氟乙烯材料,流道口與管道口徑相同,流通能力極大,流阻極小,關閉時無泄漏,一般做開關閥使用,特別適用於高粘度、含纖維、顆粒狀介質。
V型球閥採用固定式結構,球芯上開有V型切口,可實現比例調節,流量特性為近似等百分比。
球閥的適用範圍很廣,球閥可適用於:
1、公稱通徑從8mm到1200mm。2、公稱壓力從真空到42MPa。3、工作溫度從-204℃~815℃。
特別是在石油、化工、冶金等部門,在易燃、易爆介質的設備和管路系統中使用軟密封球閥,更應注意耐火和防火。通常,在雙位調節、密封性能嚴格、泥漿、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速(1/4轉啟閉)、高壓截止(壓差大)、低雜訊、有氣穴和氣化現象、向大氣少量滲漏,操作力矩小、流體阻力小的管路系統中,推薦使用球閥。球閥也適用於輕型結構、低壓截止(壓差小)、腐蝕性介質的管路系統中。在低溫(深冷)裝置和管路系統中也可選用球閥。在要求具有調節性能時,需選用帶V形開口的專用結構的球閥。在石油、石油化工、化工、電力、城市建設中,工作溫度在200℃以上的管路系統可選用金屬對金屬密封的球閥。在冶金行業的氧氣管路系統中,需使用經過嚴格脫脂處理的球閥。在輸油管線和輸氣管線中的主管線需埋設在地下時,需使用全通徑焊接式球閥。球閥在灌溉系統中應用較廣泛,主要用在支管進口處。球閥結構簡單,體積小,對水流的阻力也小,缺點是開啟或關閉太快,會在管道中產生水錘(管道內水流速度突然變化時壓力會升高)。因此在主幹管上不宜採用球閥,可用在在干、支管上或其末端作沖冼之用,沖洗排污效果好。   

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