球閥的簡(jiǎn)介及球閥的作用

2021-12-17 16:02:56 96

1 球閥結(jié)構(gòu)

球閥是由旋塞閥演變而來(lái)的

，它的啟閉件作為一個(gè)球體

，利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn)90度實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和關(guān)閉的目的

。

2 作用

球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向

，設(shè)計(jì)成V形開(kāi)口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能

。

球閥不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

、密封性能好

，而且在一定的公稱(chēng)通經(jīng)范圍內(nèi)體積較小

、重量輕

、材料耗用少

、安裝尺寸小

，并且驅(qū)動(dòng)力矩小

，操作簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)快速啟閉

，是近十幾年來(lái)發(fā)展最快的閥門(mén)品種之一

。特別是在美

、日

、德、法

、意

、西、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家

，球閥的使用非常廣泛

，使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴(kuò)大，并向高溫

、高壓

、大口經(jīng)、高密封性

、長(zhǎng)壽命

、優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能以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

，并已部分取代閘閥

、截止閥、調(diào)節(jié)閥

。

隨著球閥的技術(shù)進(jìn)步

，在可以預(yù)見(jiàn)的短時(shí)見(jiàn)內(nèi)

，特別是在石油天然氣管線上、煉油裂解裝置上以及核工業(yè)上將有更廣泛的應(yīng)用

。此外

，在其他工業(yè)中的大中型口徑、中低壓力領(lǐng)域

，球閥也將會(huì)成為主導(dǎo)的閥門(mén)類(lèi)型之一

。

3 球閥的優(yōu)點(diǎn)

具有最低的流阻（實(shí)際上為零）。

因在工作時(shí)不會(huì)卡?div id="4qifd00" class="flower right">

。ㄔ跓o(wú)潤(rùn)滑劑時(shí)）

，故能可靠地應(yīng)用與腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體中。

在較大地壓力和溫度范圍內(nèi)

，能實(shí)現(xiàn)完全密封

。

可實(shí)現(xiàn)快速啟閉，某些結(jié)構(gòu)的啟閉時(shí)間僅為0.05~0.1s

，以保證能用于試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)中

?div id="jfovm50" class="index-wrap">？焖賳㈤]閥門(mén)時(shí)

，操作無(wú)沖擊。

球型關(guān)閉件能在位置上自動(dòng)定位

。

工作介質(zhì)在雙面上密封可靠。

在全開(kāi)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(guò)閥門(mén)的介質(zhì)不會(huì)引起密封面的侵蝕。

結(jié)構(gòu)緊湊

、重量輕

，可以認(rèn)為它時(shí)用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)的最合理的閥門(mén)結(jié)構(gòu)。

閥體對(duì)稱(chēng)

，尤其時(shí)焊接閥體結(jié)構(gòu)

，能很好地承受來(lái)自管道的應(yīng)力。

關(guān)閉件能承受關(guān)閉時(shí)的高壓差

。

全焊接閥體的球閥

，可以直埋于地下，使閥門(mén)內(nèi)件不受侵蝕

，最高使用壽命可達(dá)30年

，是石油、天然氣管線最理想的閥門(mén)

。

由于球閥有上述優(yōu)點(diǎn)

，所以適用范圍很廣

，球閥可適用于：

公稱(chēng)通經(jīng)從8mm到1200mm。

公稱(chēng)壓力從真空到42MPa

。

工作溫度從-204℃~815℃。

4 球閥密封性

球閥最主要的閥座密封圈材料就是聚四氟乙烯（PTFE）

，它對(duì)幾乎所有的化學(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

、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)良的綜合性特點(diǎn)。但聚四氟乙烯的物理特性

，包括較高的膨脹系數(shù)

，對(duì)冷流的敏感性和不良的熱傳導(dǎo)性，要求閥座密封的設(shè)計(jì)必須圍繞這些特性進(jìn)行

。閥座密封的塑性材料也包括填充聚四氟乙烯、尼龍和其他許多材料

。但是

，當(dāng)密封材料變硬時(shí)，密封的可靠性就要受到破壞

，特別是在低壓差的情況下

。此外，像丁青橡膠這樣的合成橡膠也可用作閥座密封材料

，但它所適用的介質(zhì)和使用的溫度范圍藥受到限制

。另外，如果介質(zhì)不潤(rùn)滑

，使用合成橡膠容易卡住球體

。

為了滿(mǎn)足高溫、高壓

、強(qiáng)沖蝕

、長(zhǎng)壽命等工業(yè)應(yīng)用的使用要求，近十幾年來(lái)

，金屬密封球閥得到了很大的發(fā)展

。尤其在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如美國(guó)

、意大利

、德國(guó)、西班牙

、荷蘭等

，對(duì)球閥的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)

，出現(xiàn)全焊接閥體直埋式球閥、升降式球閥

、使球閥在長(zhǎng)輸管線

、煉油裝置等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，出現(xiàn)了大口徑（3050mm）

、高壓力（70MPa）、寬溫度范圍（-196~815℃）的球閥

，從而使球閥的技術(shù)達(dá)到一個(gè)全新的水平

。

5 球閥設(shè)計(jì)與制造

由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）以及柔性制造系統(tǒng)（FMS）在閥門(mén)行業(yè)的應(yīng)用，使球閥的設(shè)計(jì)和制造達(dá)到一個(gè)全新的水平

。不但全面革新了閥門(mén)的設(shè)計(jì)計(jì)算方式

，減輕了專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員繁重的重復(fù)性常規(guī)設(shè)計(jì)工作，使技術(shù)人員有更多的精力用于改進(jìn)

、提高產(chǎn)品性能和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

，縮短新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)周期、全面提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

，而且在升降桿式金屬密封球閥的研制開(kāi)發(fā)過(guò)程中

，由于CAD/CAM的應(yīng)用，出現(xiàn)了由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

、由計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控機(jī)床加工制造的閥桿螺旋扁

，使金屬密封球閥在啟閉過(guò)程中無(wú)任何擦傷和磨損，從而使球閥的密封性和使用壽命大大提高

。球閥在完全開(kāi)啟時(shí)

，流阻很小，幾乎等于零

，因此等徑球閥廣泛應(yīng)用于石油天然氣管線中

，因?yàn)槿菀浊鍜吖芫€。由于球閥的球體在啟閉過(guò)程中帶有擦拭性

，故大多數(shù)球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中

，依據(jù)密封圈的材料也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)。

6 球閥適用場(chǎng)合

由于球閥通常用橡膠

、尼龍和聚四氟乙烯作為閥座密封圈材料

，因此它的使用溫度受到閥座密封圈材料的限制。球閥的截止作用是靠金屬球體在介質(zhì)的作用下

，于塑料閥座之間相互壓緊來(lái)完成的（浮動(dòng)球球閥）

。閥座密封圈在一定的接觸壓力作用下，局部地區(qū)發(fā)生彈塑變形。這一變形可以補(bǔ)償球體的制造精度和表面粗糙度

，保證球閥的密封性能

。

又由于球閥的閥座密封圈通常采用塑料制成，故在選擇球閥的結(jié)構(gòu)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(mén)

，在易燃、易爆介質(zhì)的設(shè)備和管路系統(tǒng)中使用球閥

，更應(yīng)注意耐火和防火

。

通常，在雙位調(diào)節(jié)

、密封性能?chē)?yán)格

、泥漿、磨損

、縮口通道

、啟閉動(dòng)作迅速（1/4轉(zhuǎn)啟閉）、高壓截止（壓差大）

、低噪聲

、有氣穴和氣化現(xiàn)象

、向大氣少量滲漏，操作力矩小

、流體阻力小的管路系統(tǒng)中

，推薦使用球閥。

球閥也適用于輕型結(jié)構(gòu)

、低壓截止（壓差?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。⒏g性介質(zhì)的管路系統(tǒng)中

。

在低溫（深冷）裝置和管路系統(tǒng)中也可選用球閥

。

在冶金行業(yè)的氧氣管路系統(tǒng)中，需使用經(jīng)過(guò)嚴(yán)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(shè)在地下時(shí)

，需使用全通徑焊接式球閥。

在要求具有調(diào)節(jié)性能時(shí)

，需選用帶Ｖ形開(kāi)口的專(zhuān)用結(jié)構(gòu)的球閥

。

在石油、石油化工、化工

、電力

、城市建設(shè)中，工作溫度在200℃以上的管路系統(tǒng)可選用金屬對(duì)金屬密封的球閥

。

7 球閥適用原則

石油

、天然氣的輸送主管線、需要清掃管線的

，又需埋設(shè)在地下的

，選用全通經(jīng)、全焊接結(jié)構(gòu)的球閥

；埋設(shè)在地上的

，選擇全通經(jīng)焊接連接或法蘭連接的球閥

；支管

，選用法蘭連接、焊接連接

，全通經(jīng)或縮徑的球閥

。

成品油的輸送管線和貯存設(shè)備，選用法蘭連接的球閥

。

城市煤氣和天然氣的管路上

，選用法蘭連接和內(nèi)螺紋連接的浮動(dòng)球閥。

冶金系統(tǒng)中的氧氣管路系統(tǒng)中

，宜選用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格脫脂處理

，法蘭連接的固定球球閥。

低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上

，宜選用加上閥蓋的低溫球閥

。

煉油裝置的催化裂化裝置的管路系統(tǒng)上，可選用升降桿式球閥

。

化工系統(tǒng)的酸堿等腐蝕性介質(zhì)的裝置和管路系統(tǒng)中

，宜選用奧氏體不銹鋼制造的、聚四氟乙烯為閥座密封圈的全不銹鋼球閥

。

冶金系統(tǒng)

、電力系統(tǒng)、石化裝置

、城市供熱系統(tǒng)中的高溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)或裝置上

，可選用金屬對(duì)金屬密封球閥。

需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí)

，可選用蝸輪蝸桿傳動(dòng)的

、氣動(dòng)或電動(dòng)的帶V形開(kāi)口的調(diào)節(jié)球閥。

福建捷斯特閥門(mén)制造有限公司

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