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固定球球閥的密封原理與結(jié)構(gòu)特征

發(fā)表時(shí)間：2022-7-26, 編寫人:上海川滬閥門有限公司

（1）固定球球閥密封原理

固定球球閥（圖1）的啟閉件是一個(gè)帶兩個(gè)支承軸的球體,中間有一個(gè)與管道通徑相等通道,兩側(cè)有兩個(gè)浮動(dòng)的閥座,球體回轉(zhuǎn)時(shí)不偏離球體上支承軸的軸線,支承軸由上下兩滑動(dòng)軸承支撐,閥座是浮動(dòng)的,在介質(zhì)力作用下,推向球體產(chǎn)生一個(gè)接觸應(yīng)力,以獲得可靠的密封。同浮動(dòng)球球閥一樣,閥門從開啟至關(guān)閉,或者從關(guān)閉至開啟回轉(zhuǎn)90°角行程。

圖1：固定球球閥結(jié)構(gòu)

（2）固定球球閥結(jié)構(gòu)特征

固定球球閥閥體由主閥體,左、右兩個(gè)副閥體組成,球體是一個(gè)上端有軸頸,下端有一軸孔的球體,閥體上部有一個(gè)填料箱,與球體軸頸相接處有一個(gè)滑動(dòng)軸承,球體下端有一個(gè)軸孔,裝有滑動(dòng)軸軸承套,閥體底部有一個(gè)軸承插入球體下端的軸孔內(nèi)。這樣球體被保持在回轉(zhuǎn)中線上,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生偏移。球體兩側(cè)對(duì)稱地有兩個(gè)浮動(dòng)的閥座組件,這一閥座組件由金屬座圈,鑲嵌在座圈內(nèi)PTFE密封環(huán),外緣上的橡膠O形圈和背面螺旋彈簧等組成。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí),介質(zhì)力作用在密封座的組件上,使閥座與球體接觸,產(chǎn)生接觸應(yīng)力,獲得有效的密封。閥桿與填料箱體由O形橡膠圈密封。

固定球球閥的結(jié)構(gòu)比浮動(dòng)球球閥復(fù)雜得多,其原理是介質(zhì)壓力推動(dòng)閥座組件作用在球體上產(chǎn)生接觸應(yīng)力來獲得密封,球體回轉(zhuǎn)中心軸線不發(fā)生偏移,閥座的組件是浮動(dòng)的,所以稱之為固定球-浮動(dòng)閥座結(jié)構(gòu)。由于介質(zhì)作用力是作用在一個(gè)環(huán)形面積上（圖1）,其介質(zhì)推力遠(yuǎn)小于浮動(dòng)球球閥介質(zhì)的作用力,所以固定球球閥結(jié)構(gòu)適用于高壓大口徑,其適用的范圍壓力級(jí)為Class150~2500,閥門通徑為NPS 2~60。對(duì)于采用PTFE、增強(qiáng)PTFE、尼龍、PEEK等高分子材料作密封環(huán)的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)中仍然要滿足密封比壓q大于必需的密封比壓qb ,小于材料的許用比壓[q],即qb ≤q≤[q]。

由此可見,與浮動(dòng)球球閥比較,固定球球閥特征如下:

①球體和閥座組合后的尺寸是一個(gè)自由尺寸,并不像浮動(dòng)球球閥結(jié)構(gòu)形成一個(gè)封閉尺寸鏈。因此,其密封性能在結(jié)構(gòu)上不受溫度和壓力波動(dòng)的影響;

②同樣是介質(zhì)自密封的原理,但固定球球閥的介質(zhì)力是作用在閥座的環(huán)形面積上,比浮動(dòng)球球閥介質(zhì)力作用在整個(gè)通道截面顯然要小得多,而且可以通過合理的設(shè)計(jì)來予以控制,所以這種結(jié)構(gòu)適用于NPS 60以下,壓力等級(jí)適用于Class2500以下的所有球閥規(guī)格,成為球閥發(fā)展中重要的一個(gè)結(jié)構(gòu)形式;

③基于上述的同樣理由,球閥的操作力矩亦遠(yuǎn)比浮動(dòng)球球閥小;

④其結(jié)構(gòu)比浮動(dòng)球球閥復(fù)雜,重量大,價(jià)格也比同規(guī)格浮動(dòng)球球閥貴;

⑤可以設(shè)計(jì)成全通徑、標(biāo)準(zhǔn)通徑和縮徑,具有較大的流通能力和較低的流阻系數(shù)。

圖2：固定式球閥

上海川滬閥門生產(chǎn)的氣動(dòng)固定式球閥、電動(dòng)固定式球閥，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況不同，選擇合適的閥門密封面和閥體材質(zhì)，組合驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制效果。