球閥是由旋塞演變而來的,它的啟閉件為一個球體,利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn)90度實現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動方向,設(shè)計成V形開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)簡單,密封性好,而且在一定的公稱通徑范圍內(nèi)體積較、重量輕、材料耗閥門品種之一。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、大口徑、高密封性、長壽命、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(shù)進步,在可以預見的短時間內(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(lǐng)域,球閥也將會成為主導的閥門類型之一。
球閥的優(yōu)點是:
(1)具有zui低的流阻(實際上為零)。
(2)因在工作時不會卡住(在無潤滑劑時),故能可靠地應用于腐蝕性介質(zhì)和低沸點液體中。
(3)在較大的壓力和溫度范圍內(nèi),能實現(xiàn)*密封。
(4)可實現(xiàn)快速啟閉,某些結(jié)構(gòu)的啟閉時間僅為0.05~0.1s,以保證能用于試驗臺的自動化系統(tǒng)中??焖賳㈤]閥門時,操作無沖擊。
(5)球形關(guān)閉件能在邊界位置上自動定位。
(6)工作介質(zhì)在雙面上密封可靠。
(7)在全開和全閉時,球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離,因此高速通過閥門的介質(zhì)不會引起密封面的侵蝕。
(8)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕,可以認為它是用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)的zui合理的閥門結(jié)構(gòu)。
(9)閥體對稱,尤其是焊接閥體結(jié)構(gòu),能很好地承受來自管道的應力。
(10)關(guān)閉件能承受關(guān)閉時的高壓差。
(11)全焊接閥體的球閥,可以直埋于地下,使閥門內(nèi)件不受浸蝕,zui高使用壽命可達30年,是石油、天然氣管線的閥門。
由于球閥的以上優(yōu)點,所以適用范圍很廣,球閥可適用于:
(1)公稱通徑從8mm到1200mm。
(2)公稱壓力從真空到42MPa。
(3)工作溫度從 -204 C 到 815 C。
球閥的選用原則
1) 石油、天然氣的輸送主管線,需要清掃管線的,又需埋設(shè)在地下的,選用全通徑、全焊接結(jié)構(gòu)的球閥;埋設(shè)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(shè)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)螺紋連接的浮動球球閥。
4) 冶金系統(tǒng)中的氧氣管路系統(tǒng)上,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(zhì)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(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。
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(zhì)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(diào)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(diào)節(jié)球閥。
技術(shù)特點及注意事項
1)球閥在*開啟時,流阻很小,幾乎等于零,因此等徑球閥廣泛應用于石油天然氣管線中,因為容易清掃管線。
2)由于球閥的球體在開啟過程中帶有擦拭性,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)。
3)不能用作節(jié)流。
球閥分類(球閥按結(jié)構(gòu)形式分)
. 浮動球球閥
. 固定球球閥
. 帶浮動球和彈性活動套筒閥座的球閥、升降桿式球閥
球閥原理分析
浮動球球閥的閥體內(nèi)有兩個閥座密封圈,在它們之間夾緊一個球體,球體上有通孔,通孔的直徑等于管道的內(nèi)徑,稱全徑球閥;通孔的直徑略小于管道的內(nèi)徑,稱縮徑球閥。球體借助于閥桿可以自由地在閥座密封圈中旋轉(zhuǎn)。在開啟時,球孔與管道孔徑對準,以保證管道工作介質(zhì)阻力zui小。當閥桿轉(zhuǎn)動1/4圈時,球孔垂直于閥門的通道,靠加給兩閥座密封圈的預緊力和介質(zhì)壓力將球體緊緊壓在出口端的閥座密封圈上,從而保證閥門*密封。這種球閥屬單面強制密封。
正向旋轉(zhuǎn)1/4圈(90度)時,閥關(guān)斷。反向旋轉(zhuǎn)1/4圈(90度)時,閥開啟。
安裝相關(guān)數(shù)據(jù)
浮動球球閥還應著重考慮其閥座材料能否經(jīng)得住球體的載荷,因為球體除本身的自重外還承受工作介質(zhì)的全部載荷并傳給閥座。此外,還應考慮大口徑的浮球閥在操作時需要較大的力。
為了保證浮動球球閥工作時的密封性和可靠性,必須達到以下幾點要求:
1)為了獲得密封,在球體和閥體的接觸表面上,應有足夠高的密封比壓,但不得超過閥座材料的許可比壓。
2)閥座的凹槽中的配合應是緊密的,否則即使閥座對球體的密封性很好,介質(zhì)也會沿凹槽端面滲漏。為了滿足這一要求,建議在凹槽端面上開幾條頂角為60 度、深為1-2mm的三角形同心槽。
3)球體應有正確的幾何形狀和低的表面粗糙度值。通常按h6或h7精度制造球體,其表面粗糙度值不大于Ra0.4,為了提高球體表面硬度和耐磨性,對球體表面應進行硬化處理。
4)密封閥座可用塑料制,并應保證緊密貼合,不得損壞球體的密封面。同時,材料應有足夠的強度,以便能承受高的密封比壓。聚四氟乙烯是制造閥座的一種zui常用的材料。
5)銘牌標有球閥在zui大和zui小操作溫度下所允許的zui大操作壓力。
球閥安裝說明
1)不受安裝方向的限制,介質(zhì)的流向可任意。
2)要留有閥柄(6)旋轉(zhuǎn)的空間。
3)帶傳動機構(gòu)的球閥應直立安裝。
4) 高壓球閥、硬密封球閥是有安裝方向要求的,如果方向不對會有內(nèi)漏。
球閥拆卸說明
1)使閥處于半開位置,沖洗、清除閥體內(nèi)外可能存在的危險物質(zhì).
2)關(guān)閉球閥,拆掉兩邊法蘭上的連接螺栓和螺母,然后將閥由管線上*移除。
3)依序拆卸驅(qū)動裝置-手柄(6)、定位片卡簧、定位片(7)、壓蓋(8)
拆卸體蓋連接螺栓和螺母,將閥蓋(1)與閥體分離,并拿掉閥蓋墊圈。
確認閥球(3)在“關(guān)斷”位置,這可以將其較容易的從閥體拿出,隨后取出閥座。
由閥體中孔向下輕推閥桿(4)直到*取出,然后取出O型圈及閥桿下填料(5)
注意:請謹慎操作,以避免擦傷閥桿表面及閥體填料函密封部位。
(來源:上海沃中閥門制造有限公司)
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