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球閥的作用和使用

發(fā)布時(shí)間:2017-03-10   點(diǎn)擊次數(shù):11039次

球閥是由旋塞閥演變而來的,它的啟閉件為一個(gè)球體,利用球體饒閥桿的軸線旋轉(zhuǎn)90°,實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉閥門的目的。球閥在管路上主要是用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向,設(shè)計(jì)成V形開口的球閥,還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。
  球閥不僅機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好,而且在一定公稱尺寸范圍內(nèi)具有體積小、重量輕、材料消耗少、是近十幾年來發(fā)展最快的閥門品種之一。球閥的使用非常廣泛,使用品種和數(shù)量仍在不斷廣大,并向高溫、高壓、大口徑、高密封性、長(zhǎng)壽命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能及一閥多功能方向發(fā)展。其可靠性及其他性能指標(biāo)均達(dá)到較高水平。隨著球閥的發(fā)展,在可以預(yù)見的段時(shí)間內(nèi),特別是在石油與天然氣輸送管線、煉油裂化裂解裝置、海洋石油、煤直接液化油、氣裝置上以及核工業(yè)方面將有更廣泛的應(yīng)用。
  球閥的優(yōu)點(diǎn)如下:?具有最低流阻;因在工作時(shí)不會(huì)被卡住;(在無潤(rùn)滑劑時(shí))故能可靠地應(yīng)用于腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體中;ƒ在較高的工作壓力和較高的工作溫度范圍內(nèi),能實(shí)現(xiàn)完全密封;可實(shí)現(xiàn)快速啟閉,某些機(jī)構(gòu)的球閥,其啟閉時(shí)間僅為0.5-1s,以保證能用于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)中,快速啟閉球閥時(shí),操作無沖擊;球閥關(guān)閉件能在邊界上自動(dòng)定位;雙向密封,密封可靠;在全開和全閉時(shí),球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離,因此高速通過閥門的介質(zhì)不會(huì)對(duì)密封面侵蝕。體腔內(nèi)的介質(zhì)壓力一旦搞過殼體材質(zhì)在38時(shí)額定壓力的1.33倍時(shí),可自動(dòng)泄放到出口管路或進(jìn)口管路;可設(shè)計(jì)成具有防火密封功能;具有防靜電功能;11.設(shè)計(jì)成V形開口球體的球閥,具有良好的流量調(diào)節(jié)功能,12.機(jī)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕,可以認(rèn)為是用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)最合理的閥門機(jī)構(gòu);13.閥體對(duì)稱,尤其是焊接閥體機(jī)構(gòu),能很好的承受來自管道的應(yīng)力;14.關(guān)閉件能承受關(guān)閉時(shí)的高壓差;15.全焊接球體球閥,可以直接埋于地下,使閥門的內(nèi)件不受侵蝕,最高使用壽命可達(dá)40年,是石油、天然氣、輸送管線最理想的閥門。
  由于球閥有上述優(yōu)點(diǎn),所以使用范圍廣:1.公稱尺寸從DN8-DN1600;2.公稱壓力從真空到PN420(CL2500);3.工作溫度從-204-+816.
  球閥最主要的發(fā)展密封材料就是聚四氟乙烯(PTFE),它幾乎對(duì)所以化學(xué)物質(zhì)都是惰性的,且具有摩擦系數(shù)小、性能穩(wěn)定、不易老化、使用溫度范圍廣及密封性能優(yōu)良的綜合特點(diǎn)。但聚四氟乙烯的物理特性有較高的膨脹系數(shù),對(duì)冷流的敏感性和不良的熱傳導(dǎo)性,要求閥座的密封面設(shè)計(jì)必須圍繞這些特性進(jìn)行。閥座的密封材料,聚四氟乙烯族和填料聚四氟乙烯、尼龍及其它材料,當(dāng)密封材料變硬時(shí)密封的可靠性就受到破壞,特別是低壓差的情況下。此外,像丁晴橡膠這樣的合成橡膠,也可以用作閥座材料,但它所適應(yīng)的介質(zhì)和使用溫度范圍要受到限制,另外,無潤(rùn)滑情況下使用合成橡膠容易卡住球體。
  為了滿足高溫、高壓、強(qiáng)沖刷、介質(zhì)帶懸浮顆粒、長(zhǎng)壽命工況的使用要求,近年來金屬密封球閥得到很大的發(fā)展。用于調(diào)節(jié)流量的V形球閥也有很快的發(fā)展。尤其在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,球閥的機(jī)構(gòu)在不斷改進(jìn),如應(yīng)用在石油、天然氣輸送管線上的支承板固定球機(jī)構(gòu)的全焊球閥;高溫球閥;V形開口調(diào)節(jié)球閥;金屬密封上裝式球閥等,從而使球閥的技術(shù)達(dá)到一個(gè)全新的水平。
  1.浮動(dòng)球球閥
  這種球閥的球體是浮動(dòng)的,由兩個(gè)閥座支承,在介質(zhì)壓力的作用下,球體本身能產(chǎn)生一定量的移位,并緊緊壓在出口端的閥座閥門圈上,保證出口端密封;如果標(biāo)準(zhǔn)要求為進(jìn)口端密封,就要設(shè)計(jì)成帶活動(dòng)套筒的閥座,閥座背面有預(yù)緊彈簧的浮動(dòng)球球閥。浮動(dòng)球球閥根據(jù)閥體的機(jī)構(gòu)形式分為一體式浮動(dòng)球球閥(球閥只有一個(gè)閥體)如圖2-15所示;兩體式浮動(dòng)球球閥(閥體又作左、右兩體構(gòu)成)如圖2-16所示;帶活動(dòng)套筒閥座的浮動(dòng)球球閥,如圖2-17所示。
  浮動(dòng)球球閥的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,密封性能好。由于閥體所承受的工作介質(zhì)壓力全部傳給了出口端閥座密封圈,密封比亞不易控制,因此,這種機(jī)構(gòu)的球閥只適用于水中、低壓閥門。
  浮動(dòng)球球閥的缺點(diǎn)是:組裝時(shí)預(yù)緊力不易控制,而且需要用不同厚度的墊片來調(diào)整,組裝困難,制造精度要求高,同時(shí)操作力矩也較大。

2.固定球閥
 球閥的球體是固定的,由兩段與球體連接在一起的固定軸與球體上的潤(rùn)滑軸承支承;關(guān)閉時(shí),在介質(zhì)壓力的作用下,球體不會(huì)產(chǎn)生移位,通常,與球體連接在一起的上、下閥桿的裝有滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承,一減小啟、閉閥桿與閥體間的摩擦力,從而減小操作力矩,這種固定球閥適用于高壓的和大口徑閥門。
 固定球球閥通常設(shè)有活動(dòng)閥座密封圈,在介質(zhì)壓力的作用下,閥座密封圈能夠產(chǎn)生移位,在閥座密封圈的底部,設(shè)在球體上。當(dāng)有介質(zhì)壓力時(shí),介質(zhì)壓力使閥座密封圈緊緊壓在閥體上。從而保證球閥的密封性能。固定球球閥根據(jù)閥體的機(jī)構(gòu)分為兩體式固定球球閥,如圖2-18所示;三體式固定球球閥,如圖2-19所示;上裝式固定球球閥如圖2-20所示;全焊接式固定球球閥,如圖2-21所示。
  另外為保證固定球球閥的密封性能,在初次密封失效后,可使用一張合適于高壓、大口徑固定球球閥的注脂閥,就是在兩體式、三體式、上裝式、全焊接式固定球球閥的閥體閥座密封圈部位和填料部位安裝注脂閥。可在兩個(gè)閥座密封圈和閥桿填料處入特制的密封脂,該密封脂要保證在50時(shí)不熔化,保持原有的性能。該密封脂在兩個(gè)密封面上和閥桿填料處形成一層油脂膜,既增強(qiáng)了密封性能,有降低了操作力矩,帶注脂閥的固定球球閥,要求按一定的時(shí)間間隔向固定球球閥內(nèi)注脂。

3.彈性球球閥
 這種球的閥體是彈性的,如圖2-22所示,適用于高溫、高壓介質(zhì)。在球體上開有一個(gè)彈性曹,通常閥座密封圈采用金屬制造,為了保證密封,需要很大的密封壓力,緊靠介質(zhì)本身的壓力已達(dá)到密封要求,因而,必須對(duì)閥體密封圈和球體的接觸面上加外力。
 彈性球體是在球體過水孔內(nèi)壁的上、下端開一窄槽,從而使球體獲得彈性。這種結(jié)構(gòu),在開啟和關(guān)閉時(shí)可以減少兩 密封面間的摩擦,同時(shí)也就降低了操作力矩,使開啟貨關(guān)閉省力。
 4.雙聯(lián)球閥
  該種球閥的機(jī)構(gòu)如圖2-23所示,為雙聯(lián)L形浮動(dòng)三通球閥。該種球閥用一個(gè)手柄或蝸輪蝸桿手動(dòng)裝置操縱兩個(gè)L形三通球閥兩個(gè)動(dòng)作必須完全同步,使一個(gè)出于開啟狀態(tài),另一個(gè)則出于關(guān)閉狀態(tài)。閥座密封圈采用聚四氟乙烯(PTFE)制造用螺栓壓緊閥蓋,實(shí)現(xiàn)密封。閥體與閥蓋連接處設(shè)有調(diào)整墊片,以調(diào)整預(yù)緊力,閥座底部設(shè)有蝶形彈簧,齒輪箱與一球閥用支架固定連接,與另一個(gè)球閥用活動(dòng)接頭連接,要保證兩個(gè)球閥閥桿同軸,兩個(gè)球閥閥桿連接方向成180°
  該閥主要應(yīng)用于罐式過濾器兩過濾罐的清洗,要保證一過濾罐在清洗,另一過濾罐在工作狀態(tài)。

 5.形球球閥
   其機(jī)構(gòu)如圖2-24所示。它在球體上開有一個(gè)V形通道口,隨著球體的旋轉(zhuǎn),開口的面積不斷發(fā)生變化,但開口面的形狀始終保持為三角形;當(dāng)V形開口旋轉(zhuǎn)到和閥體上的密封圈緊密接觸時(shí),達(dá)到關(guān)閉密封;開、關(guān)的角度范圍是90°。
   這種球閥的特點(diǎn)如下:1.V形開口于球閥密封面之間有剪切作用,可以切斷纖維狀的流體,如紙漿、纖維、含顆粒的介質(zhì),密封性能好,2.流體能力大,比相同公稱尺寸DN的普通閥門高一倍;3.流量特性近似于等百分比特性,可調(diào)比大,可高達(dá)300:1;4.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,工作溫度、工作壓力范圍廣,可用于腐蝕性介質(zhì)。
 6.升降桿式球閥
    該種球閥多為金屬密封球閥,為單閥座機(jī)構(gòu)。閥座密封面堆焊硬質(zhì)合金,球體與閥座的接觸面也堆焊硬質(zhì)合金,也有在球體表面采用超音速噴涂炭化鎢粉末,或采用熱噴涂基納米金屬粉末的,一種機(jī)構(gòu)是閥桿上開有S形導(dǎo)槽,在閥蓋上設(shè)有導(dǎo)銷,導(dǎo)銷與導(dǎo)槽配合,使閥桿升降時(shí)帶動(dòng)球體先離開閘閥密封面,再旋轉(zhuǎn)90°,達(dá)到開啟位置,關(guān)閉時(shí),先使球體旋轉(zhuǎn)90°,然后再壓向閥座密封面,

 

 


 

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