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球閥的結構形式

  • 發布日期:2015/6/5      瀏覽次數:1716
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                                 球閥的結構形式

                           上海申弘閥門有限公司

    在做球閥設計時,應該如何確定球閥的總體結構型式呢?主要應從以下幾方面考慮:
    上海申弘閥門有限公司主營閥門有:減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥保溫閥低溫閥球閥截止閥閘閥、止回閥、蝶閥過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。球閥(ball valve 在海工和船舶領域應為截止閥),標準GB/T21465-2008《閥門術語》中定義為:啟閉件(球體)由閥桿帶動,并繞球閥軸線作旋轉運動的閥門。亦可用于流體的調節與控制,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,特別適用于含纖維、微小固體顆料等的介質。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。球閥分類:氣動球閥,電動球閥,手動球閥。

    球閥和旋塞閥是同屬一個類型的閥門,只有它的關閉件是個球體,球體繞閥體中心線作旋轉來達到開啟、關閉的一種閥門。球閥已廣泛應用于石油、化工、發電、造紙、原子能、、火箭等各部門,以及人們日常生活中。


    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。球閥是近年來被廣泛采用的一種新型閥門,球閥具有以下優點:

    1.球閥流體阻力小,其阻力系數與同長度的管段相等。

    2.球閥結構簡單、體積小、重量輕。

    3.緊密可靠,目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料、密封性好,在真空系統中也已廣泛使用。

    4.球閥操作方便,開閉迅速,從全開到全關只要旋轉90°,便于遠距離的控制。

    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.球閥適用范圍廣,通徑從小到幾毫米,大到幾米,從高真空至高壓力都可應用。

    球閥按結構形式可分:

    一、浮動球球閥

    球閥的球體是浮動的,在介質壓力作用下,球體能產生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上,保證出口端密封。

    浮動球球閥的結構簡單,密封性好,但球體承受工作介質的載荷全部傳給了出口密封圈,因此要考慮密封圈材料能否經受得住球體介質的工作載荷。這種結構,廣泛用于中低壓球閥。

    二、固定球球閥

    球閥的球體是固定的,受壓后不產生移動。固定球球閥都帶有浮動閥座,受介質壓力后,閥座產生移動,使密封圈緊壓在球體上,以保證密封。通常在與球體的上、下軸上裝有軸承,操作扭距小,適用于高壓和大口徑的閥門。

    為了減少球閥的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年來又出現了油封球閥,既在密封面間壓注特制的潤滑油,以形成一層油膜,即增強了密封性,又減少了操作扭矩,更適用高壓大口徑的球閥。

    三、彈性球球閥

    球閥的球體是彈性的。球體和閥座密封圈都采用金屬材料制造,密封比壓很大,依靠介質本身的壓力已達不到密封的要求,必須施加外力。這種閥門適用于高溫高壓介質。

    彈性球體是在球體內壁的下端開一條彈性槽,而獲得彈性。當關閉通道時,用閥桿的楔形頭使球體漲開與閥座壓緊達到密封。在轉動球體之前先松開楔形頭,球體隨之恢復原原形,使球體與閥座之間出現很小的間隙,可以減少密封面的摩擦和操作扭矩。

    球閥按其通道位置可分為直通式,三通式和直角式。后兩種球閥用于分配介質與改變介質的流向。

    球閥(ball valve)問世于20世紀50年代,隨球閥球閥分有:浮動球球閥、固定球球閥、軌道球閥、V型球閥、三通球閥、不銹鋼球
    閥門浮動球球閥
    閥門浮動球球閥
    閥、鑄鋼球閥、鍛鋼球閥、卸灰球閥、抗硫球閥、氣動球閥、電動球閥、卡套球閥、焊接球閥。
    按殼體/主體材料分類,球閥可分為:
    1. 金屬材料閥門:如碳鋼閥門、合金鋼閥門、不銹鋼閥門、鑄鐵閥門、鈦合金閥門、蒙乃爾閥門、銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門等。
    2. 金屬閥體襯里閥門:如襯膠閥門、襯氟閥門、襯鉛閥門、襯塑閥門、襯搪瓷閥門。
    3. 非金屬材料閥門:如陶瓷閥門、玻璃閥門、塑料閥門。
    國內生產球閥的廠家比較多,連接尺寸也大多不統一。主要分以下幾個大類:
    球閥的球體是浮動的,在介質壓力作用下,球體能產生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上,保證出口端密封。
    球閥
    著科學技術的飛速發展,生產工藝及產品結構的不斷改進,在短短的40年時間里,已迅速發展成為一種主要的閥類。在西方工業發達的國家,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制、長輸管線、化工、造紙、制藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業,在國民經濟中占有舉足輕重的地位。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。球閥適宜做開關、切斷閥使用,V型球閥。電動閥門除應注意管道參數外,尚應特別注意其使用的環境條件,由于電動閥門中的電動裝置是一機電設備,其使用狀態受其使用環境影響很大。通常狀態下,電動球閥、蝶閥在以下環境使用要特別注意。


    1. 對球閥結構的確定:
    一般如果壓力不高,DN≤150時,可優先采用浮動式結構,其優點是:結構簡單。
    如果浮動式球閥結構滿足不了需要時,應采用固定式球閥結構或其它結構型式(如半球、撐開式…)
    2. 對球閥密封的材料的確定
    由于球閥的使用受溫度的影響很大,因此,密封的材料的選定很關鍵:
    ① 對使用溫度≤300℃時,密封面材料可選擇塑料類材料(如聚四氟乙烯、增強聚四氟乙烯、尼龍、對位聚苯)
    ② 當使用溫度超過300℃或者介質代顆粒狀時,密封面材料應選金屬密封。
    3.對球閥使用要求的確定 
    主要確定球閥是否具有防火、防靜電要求。
    4.對球閥閥體型式確定
    由于球閥公稱通徑適用的范圍很廣,其閥體型式也較為多樣,一般分為以下三種:
    ① 整體式閥體
    一般用于DN≤50的小通徑閥門,此時,其材料多用棒材或厚壁管材直接加工擊來,而對口徑較大時,多采用二體式、三體式或全焊接結構。
    ② 二體式結構由左右不對稱的二個閥體組成,多采用鑄造工藝方法。
    ③ 三體式結構由主閥體和左右對稱的二個閥體組成,可采用鑄造或鍛造工藝方法。
    5.閥門通道數量(直通、三通、四通…)
    6.選擇彈性元件的形式。
      浮動球閥的閥座多選用聚四氟乙烯、對位聚苯等高分子聚合材料,密封性能好,耐高溫性能差。由于材料相對較軟要達到一定的密封比壓,勢必增加啟閉扭矩,為了盡量改善此種狀況,利用管道內壓力幫助密封,采用斜面彈性密封環結構,集密封可靠、啟閉輕松于一體。還可根據需要增加防沖刷結構,更好地保護閥座不受沖蝕,延長使用壽命。
    1、公稱壓力或壓力級:PN1.0-32.0MPa、ANSI CLASS 150-900、JIS10-20K;
    2、公稱通徑或口徑:DN6~900、NPS 1/4 ~36;
    3、連接方式:法蘭、對焊、螺紋、承插焊等;
    4、適用溫度:-196℃~540℃;
    5、驅動方式:手動、蝸輪蝸桿傳動、氣動、電動、液動、氣液聯動、電液聯動;
    6、閥體材料:WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8(304)、CF3(304L)、CF8M(316)、CF3M (316L)、Ti。選用不同的材質,可分別適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介質、尿素等多種介質。
     
            固定球閥的閥座密封形式有三種:進口密封、出口密封、進出口雙向密封。利用介質壓力以及D、D1的面積差產生輔助密封力,加之以蝶形彈簧的預緊力,實現可靠密封。密封面材料有聚四氟乙烯、增強聚四氟乙烯、對位聚苯、合金鋼、硬質合金等,適合不同工況條件。本文相關的論文有:中國閥門產值遞增

     
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