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球阀的用途

时间:2008-7-30 10:48:11 来源:温州尼威阀门 浏览数:2684

  球阀是由旋塞阀演变而来的,它的启闭件为一个球体,利用球体饶阀杆的轴线旋转90°,实现开启和关闭阀门的目的。球阀在管路上主要是用于切断、分配和改变介质流动方向,设计成V形开口的球阀,还具有良好的流量调节功能。
  球阀不仅机构简单、密封性好,而且在一定公称尺寸范围内具有体积小、重量轻、材料消耗少、是近十几年来发展快的阀门品种之一。球阀的使用非常广泛,使用品种和数量仍在不断广大,并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能及一阀多功能方向发展。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平。随着球阀的发展,在可以预见的段时间内,特别是在石油与天然气输送管线、炼油裂化裂解装置、海洋石油、煤直接液化油、气装置上以及核工业方面将有更广泛的应用。
  球阀的优点如下:?具有低流阻;因在工作时不会被卡住;(在无润滑剂时)故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中;ƒ在较高的工作压力和较高的工作温度范围内,能实现完全密封;可实现快速启闭,某些机构的球阀,其启闭时间仅为0.5-1s,以保证能用于实验台的自动化系统中,快速启闭球阀时,操作无冲击;球阀关闭件能在边界上自动定位;双向密封,密封可靠;在全开和全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,因此高速通过阀门的介质不会对密封面侵蚀。体腔内的介质压力一旦搞过壳体材质在38时额定压力的1.33倍时,可自动泄放到出口管路或进口管路;可设计成具有防火密封功能;具有防静电功能;11.设计成V形开口球体的球阀,具有良好的流量调节功能,12.机构紧凑、质量轻,可以认为是用于低温介质系统合理的阀门机构;13.阀体对称,尤其是焊接阀体机构,能很好的承受来自管道的应力;14.关闭件能承受关闭时的高压差;15.全焊接球体球阀,可以直接埋于地下,使阀门的内件不受侵蚀,高使用寿命可达40年,是石油、天然气、输送管线理想的阀门。
  由于球阀有上述优点,所以使用范围广:1.公称尺寸从DN8-DN1600;2.公称压力从真空到PN420(CL2500);3.工作温度从-204-+816.
  球阀主要的发展密封材料就是聚四氟乙烯(PTFE),它几乎对所以化学物质都是惰性的,且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、使用温度范围广及密封性能优良的综合特点。但聚四氟乙烯的物理特性有较高的膨胀系数,对冷流的敏感性和不良的热传导性,要求阀座的密封面设计必须围绕这些特性进行。阀座的密封材料,聚四氟乙烯族和填料聚四氟乙烯、尼龙及其它材料,当密封材料变硬时密封的可靠性就受到破坏,特别是低压差的情况下。此外,像丁晴橡胶这样的合成橡胶,也可以用作阀座材料,但它所适应的介质和使用温度范围要受到限制,另外,无润滑情况下使用合成橡胶容易卡住球体。
  为了满足高温、高压、强冲刷、介质带悬浮颗粒、长寿命工况的使用要求,近年来金属密封球阀得到很大的发展。用于调节流量的V形球阀也有很快的发展。尤其在工业发达国家,球阀的机构在不断改进,如应用在石油、天然气输送管线上的支承板固定球机构的全焊球阀;高温球阀;V形开口调节球阀;金属密封上装式球阀等,从而使球阀的技术达到一个全新的水平。
  1.浮动球球阀
  这种球阀的球体是浮动的,由两个阀座支承,在介质压力的作用下,球体本身能产生一定量的移位,并紧紧压在出口端的阀座阀门圈上,保证出口端密封;如果标准要求为进口端密封,就要设计成带活动套筒的阀座,阀座背面有预紧弹簧的浮动球球阀。浮动球球阀根据阀体的机构形式分为一体式浮动球球阀(球阀只有一个阀体)如图2-15所示;两体式浮动球球阀(阀体又作左、右两体构成)如图2-16所示;带活动套筒阀座的浮动球球阀,如图2-17所示。
  浮动球球阀的机构简单,密封性能好。由于阀体所承受的工作介质压力全部传给了出口端阀座密封圈,密封比亚不易控制,因此,这种机构的球阀只适用于水中、低压阀门。
  浮动球球阀的缺点是:组装时预紧力不易控制,而且需要用不同厚度的垫片来调整,组装困难,制造精度要求高,同时操作力矩也较大。


 2.固定球阀
 球阀的球体是固定的,由两段与球体连接在一起的固定轴与球体上的润滑轴承支承;关闭时,在介质压力的作用下,球体不会产生移位,通常,与球体连接在一起的上、下阀杆的装有滑动轴承或滚动轴承,一减小启、闭阀杆与阀体间的摩擦力,从而减小操作力矩,这种固定球阀适用于高压的和大口径阀门。
 固定球球阀通常设有活动阀座密封圈,在介质压力的作用下,阀座密封圈能够产生移位,在阀座密封圈的底部,设在球体上。当有介质压力时,介质压力使阀座密封圈紧紧压在阀体上。从而保证球阀的密封性能。固定球球阀根据阀体的机构分为两体式固定球球阀,如图2-18所示;三体式固定球球阀,如图2-19所示;上装式固定球球阀如图2-20所示;全焊接式固定球球阀,如图2-21所示。
  另外为保证固定球球阀的密封性能,在初次密封失效后,可使用一张合适于高压、大口径固定球球阀的注脂阀,就是在两体式、三体式、上装式、全焊接式固定球球阀的阀体阀座密封圈部位和填料部位安装注脂阀。可在两个阀座密封圈和阀杆填料处入特制的密封脂,该密封脂要保证在50时不熔化,保持原有的性能。该密封脂在两个密封面上和阀杆填料处形成一层油脂膜,既增强了密封性能,有降低了操作力矩,带注脂阀的固定球球阀,要求按一定的时间间隔向固定球球阀内注脂。


 3.弹性球球阀
 这种球的阀体是弹性的,如图2-22所示,适用于高温、高压介质。在球体上开有一个弹性曹,通常阀座密封圈采用金属制造,为了保证密封,需要很大的密封压力,紧靠介质本身的压力已达到密封要求,因而,必须对阀体密封圈和球体的接触面上加外力。
 弹性球体是在球体过水孔内壁的上、下端开一窄槽,从而使球体获得弹性。这种结构,在开启和关闭时可以减少两 密封面间的摩擦,同时也就降低了操作力矩,使开启货关闭省力。
 4.双联球阀
  该种球阀的机构如图2-23所示,为双联L形浮动三通球阀。该种球阀用一个手柄或蜗轮蜗杆手动装置操纵两个L形三通球阀两个动作必须完全同步,使一个出于开启状态,另一个则出于关闭状态。阀座密封圈采用聚四氟乙烯(PTFE)制造用螺栓压紧阀盖,实现密封。阀体与阀盖连接处设有调整垫片,以调整预紧力,阀座底部设有蝶形弹簧,齿轮箱与一球阀用支架固定连接,与另一个球阀用活动接头连接,要保证两个球阀阀杆同轴,两个球阀阀杆连接方向成180°
  该阀主要应用于罐式过滤器两过滤罐的清洗,要保证一过滤罐在清洗,另一过滤罐在工作状态。

 5.形球球阀
   其机构如图2-24所示。它在球体上开有一个V形通道口,随着球体的旋转,开口的面积不断发生变化,但开口面的形状始终保持为三角形;当V形开口旋转到和阀体上的密封圈紧密接触时,达到关闭密封;开、关的角度范围是90°
   这种球阀的特点如下:1.V形开口于球阀密封面之间有剪切作用,可以切断纤维状的流体,如纸浆、纤维、含颗粒的介质,密封性能好,2.流体能力大,比相同公称尺寸DN的普通阀门高一倍;3.流量特性近似于等百分比特性,可调比大,可高达300:14.机构简单,维修方便,工作温度、工作压力范围广,可用于腐蚀性介质。
 6.升降杆式球阀
    该种球阀多为金属密封球阀,为单阀座机构。阀座密封面堆焊硬质合金,球体与阀座的接触面也堆焊硬质合金,也有在球体表面采用超音速喷涂炭化钨粉末,或采用热喷涂基纳米金属粉末的,一种机构是阀杆上开有S形导槽,在阀盖上设有导销,导销与导槽配合,使阀杆升降时带动球体先离开闸阀密封面,再旋转90°,达到开启位置,关闭时,先使球体旋转90°,然后再压向阀座密封面,如图2-25所示。

  另一种机构是在阀杆的下部铣有螺旋扁,当阀杆升降时,螺旋扁先带动球体脱落阀座密封面,然后在旋转90°开启。当关闭时,阀杆带动球体旋转90°,达到关闭位置后,再压向阀座密封面,如图2-26所示。这种球阀在启闭过程中,没有摩擦,适用于高温、高压、介质带有悬浮颗粒、强腐蚀工况。

 7.金属密封半球阀
   该种球阀的球体为部分球面,也有制成偏心的半球,球体表面喷碳化钨(WC),也有喷基纳米粉末,使球体表面硬度达到62HRC以上。阀座采用金属制成,在阀座密封面处堆焊硬质合金。关闭时,阀杆逆时针旋转90°,使半球逐渐压向阀座密封面,达到密封。开启时阀杆顺时针旋转90°,使半球依靠偏心,逐渐脱离阀座密封面。该种机构的球阀,在开启或关闭的瞬间有点摩擦,随后球体就会完全脱离阀座密封全。该种球阀的机构如图2-27所示。它使用与高温工况或介质中带有固体颗粒的场合,如电站或钢厂的除灰系统。

  以上所诉是根据球体或球阀的机构形式来分类的。另外,根据球阀通道的位置又可分为直通式,如图2-16所示,三通式,如图2-28所示,直角式,如图2-29所示等,后两种球阀也有浮动球球阀和固定球球阀之分,主要是用于分配介质和改变介质流动的场合。

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