球閥是由旋塞演變而來的,它的啟閉件作為一個球體,,利用球體繞閥桿的軸線旋轉90度實現(xiàn)開啟和關閉的目的,。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向,,設計成V形開口的球閥還具有良好的流量調節(jié)功能,。
球閥不僅結構簡單、密封性能好,,而且在一定的公稱通徑范圍內(nèi)體積較小,、重量輕、材料耗用少,、安裝尺寸小,,并且驅動力矩小,操作簡便,、易實現(xiàn)快速啟閉,,是近十幾年來發(fā)展快的閥門品種之一。特別是在美,、日,、德、法,、意,、西,、英等工業(yè)發(fā)達國家,球閥的使用非常廣泛,,使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴大,,并向高溫、高壓,、大口經(jīng),、高密封性、長壽命,、優(yōu)良的調節(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均達到較高水平,并已部分取代閘閥,、截止閥,、節(jié)流閥。隨著球閥的技術進步,,在可以預見的短時見內(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)上將有更廣泛的應用,。此外,,在其他工業(yè)中的大中型口徑、中低壓力領域,,球閥也將會成為主導的閥門類型之一,。
球閥的工作原理是靠旋轉閥桿來使閥門暢通或閉塞。球閥開關輕便,,體積小,可以做成很大口徑,,密封可靠,,結構 簡單,維修方便,,密封面與球面常在閉合狀態(tài),,不易被介質沖蝕,在各行業(yè)得到廣泛的應用,。
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,,它具有以下優(yōu)點:
1. 流體阻力小,,其阻力系數(shù)與同長度的管段相等。
2. 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(tǒng)中也已廣泛使用,。?
4. 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. 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,。?
球閥已廣泛應用于石油、化工,、液化氣,、給排水、食品,、制藥,、發(fā)電、造紙,、城建,、礦產(chǎn)、鍋爐蒸汽系統(tǒng),、市政,、原子能、航空、火箭等各部門,,以及人們?nèi)粘I钪小?
球閥主要用于接通或阻斷管路介質,,尤以用在要求迅速開閉的部位更佳,如應急卸荷等處,。由于其具有結構簡單,,零件少,重量輕,,密封性能好等優(yōu)點,,應用日趨廣泛。結構:主要由閥體,、閥蓋,、密封閥座、球體和閥桿等組成,。帶孔的球體是球閥的問芯,,球體受閥桿的轉動來控制啟閉,旋轉即是全程的開關,。球閥可分為浮動球閥和固定球閥兩大類,。浮動球閥的特點是球體可以自由浮動。根據(jù)密封座結構不同又分為固定密封座和帶活動密封座兩種,。固定密封閥座的浮動球閥,,結構如圖所示,在閥體內(nèi)裝有兩個氟塑制成的固定密封閥座,,在兩間座之間夾緊一個由碳鋼或不銹鋼制成的浮動球,,球體上有圓形通孔,開后時,,通道打開,;當閥桿轉動時,球孔垂直于閥門的通道,,靠介質的壓力將球體緊壓在后面的閥座上,,保證閥門的密封。
球閥的主要選用原則
1,、石油、天然氣的輸送主管線,、需要清掃管線的,,又需埋設在地下的,選用全通徑,、全焊接結構的球閥,;埋設在地上的,選擇全通徑焊接連接或法蘭連接的球閥;支管,,選用法蘭連接,、焊接連接,全通徑或縮徑的球閥,。
2,、成品油的輸送管線和貯存設備,選用法蘭連接的球閥,。
3,、城市煤氣和天然氣的管路上,選用法蘭連接和內(nèi)螺紋連接的浮動球閥,。
4,、 冶金系統(tǒng)中的氧氣管路系統(tǒng)中,宜選用經(jīng)過嚴格脫脂處理,,法蘭連接的固定球球閥,。
5、 低溫介質的管路系統(tǒng)和裝置上,,宜選用加上閥蓋的低溫球閥,。
6、 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,。
7、 化工系統(tǒng)的酸堿等腐蝕性介質的裝置和管路系統(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。
8,、 冶金系統(tǒng),、電力系統(tǒng)、石化裝置,、城市供熱系統(tǒng)中的高溫介質的管路系統(tǒng)或裝置上,,可選用金屬對金屬密封球閥。
9,、 需要進行流量調節(jié)時,,可選用蝸輪蝸桿傳動的、氣動或電動的帶V形開口的調節(jié)球閥
球閥的主要基本參數(shù)
公稱壓力或壓力級:PN1.0-32.0MPa,、ANSI CLASS 150-900,、JIS10-20K
公稱通徑或口徑:DN6~900、NPS 1/4 ~36
連接方式:法蘭,、對焊,、螺紋,、承插焊等?
適用溫度:-196℃~540℃?
驅動方式:手動、蝸輪蝸桿傳動,、氣動,、電動、液動,、氣液聯(lián)動,、電液聯(lián)動?
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
球閥的分類
按形狀分類
球閥按形狀分類球閥按形狀分類有O型球閥和V型球閥之分。O型球閥采用浮動式結構,,球芯為精密鑄件,,外表鍍硬鉻處理,閥座采用增強聚四氟乙烯材料,,流道口與管道口徑相同,,流通能力極大,流阻極小,,關閉時無泄漏,,一般做開關閥使用,特別適用于高粘度,、含纖維,、顆粒狀介質V型球閥采用固定式結構,球芯上開有V型切口,,可實現(xiàn)比例調節(jié),,流量特性為近似等百分比。
按執(zhí)行機構分類
球閥按執(zhí)行機構分類根據(jù)工藝設備不同可選用氣動或電動執(zhí)行機構,,分別組成氣動球閥和電動球閥,,其中氣動球閥如要實現(xiàn)比例調節(jié)須配閥門定位器,電動球閥如要實現(xiàn)比例調節(jié)須選電子式電動執(zhí)行機構或配伺服放大器等,。
按結構形式分類?
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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)生移動。固定球球閥都帶有浮動閥座,,受介質壓力后,,閥座產(chǎn)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(xiàn)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(nèi)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(xiàn)很小的間隙,,可以減少密封面的摩擦和操作
球閥的適用場合
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的作用下,于塑料閥座之間相互壓緊來完成的(浮動球球閥),。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,故在選擇球閥的結構和性能上,,要考慮球閥的耐火和防火,,特別是在石油、化工,、冶金等部門,,在易燃、易爆介質的設備和管路系統(tǒng)中使用球閥,,更應注意耐火和防火,。
通常,在雙位調節(jié),、密封性能嚴格,、泥漿、磨損,、縮口通道,、啟閉動作迅速(1/4轉啟閉)、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構,、低壓截止(壓差?。⒏g性介質的管路系統(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)過嚴格脫脂處理的球閥,。
在輸油管線和輸氣管線中的主管線需埋設在地下時,需使用全通徑焊接式球閥,。
在要求具有調節(jié)性能時,,需選用帶V形開口的專用結構的球閥。
在石油,、石油化工,、化工、電力,、城市建設中,,工作溫度在200度以上的管路系統(tǒng)可選用金屬對金屬密封的球閥
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