球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質(zhì)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(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。
3.緊密可靠,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(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°,便于遠距離的控制。
5.維修方便,球閥結(jié)構(gòu)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(zhì)隔離,介質(zhì)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(yīng)用。
球閥已廣泛應(yīng)用于石油、化工、發(fā)電、造紙、原子能、航空、火箭等各部門,以及人們?nèi)粘I钪小?/span>
主要分類
按結(jié)構(gòu)形式
一、浮動球球閥
球閥的球體是浮動的,在介質(zhì)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(jié)構(gòu)簡單,密封性好,但球體承受工作介質(zhì)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(zhì)的工作載荷。這種結(jié)構(gòu),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(zhì)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(zhì)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(zhì)。
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(guān)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(zhuǎn)動球體之前先松開楔形頭,球體隨之恢復(fù)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扭矩[1]。
按通道位置
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(zhì)與改變介質(zhì)的流向。
其他分類
球閥有O型球閥和V型球閥之分。O型球閥采用浮動式結(jié)構(gòu),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(guān)閉時無泄漏,一般做開關(guān)閥使用,特別適用于高粘度、含纖維、顆粒狀介質(zhì);V型球閥采用固定式結(jié)構(gòu),球芯上開有V型切口,可實現(xiàn)比例調(diào)節(jié),流量特性為近似等百分比。
根據(jù)工藝設(shè)備不同可選用氣動或電動,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(diào)節(jié)須配閥門定位器,電動球閥如要實現(xiàn)比例調(diào)節(jié)須選電子式電動執(zhí)行機構(gòu)或配伺服放大器等。
從材質(zhì)上,可以分為:碳鋼球閥,不銹鋼304球閥,316球閥和銅球閥。
用應(yīng)用上,可以分為:高壓球閥和低壓球閥。
高壓球閥:主要應(yīng)用在石油、天然氣、液壓油、工程機械等行業(yè)。
低壓球閥:主要應(yīng)用在介質(zhì)為水等非腐蝕性管路上。
主要外形尺寸與連接尺寸:
國標(GB)PN1.6MPa | |||||||
DN | L | D | D1 | D2 | b | Z-фd | H |
15 | 130 | 95 | 65 | 45 | 14 | 4-ф14 | 90 |
20 | 140 | 105 | 75 | 55 | 14 | 4-ф14 | 95 |
25 | 150 | 115 | 85 | 65 | 14 | 4-ф14 | 100 |
32 | 165 | 135 | 100 | 78 | 16 | 4-ф18 | 108 |
40 | 180 | 145 | 110 | 85 | 16 | 4-ф18 | 120 |
50 | 200 | 160 | 125 | 100 | 16 | 4-ф18 | 135 |
65 | 220 | 180 | 145 | 120 | 18 | 4-ф18 | 155 |
80 | 250 | 195 | 160 | 135 | 20 | 8-ф18 | 175 |
100 | 280 | 215 | 180 | 155 | 20 | 8-ф18 | 200 |
125 | 320 | 245 | 210 | 185 | 22 | 8-ф18 | 220 |
150 | 360 | 280 | 240 | 210 | 24 | 8-ф23 | 240 |
200 | 400 | 335 | 295 | 265 | 26 | 12-ф23 | 310 |
250 | 533 | 405 | 355 | 320 | 30 | 12-ф25 | 360 |
300 | 610 | 460 | 410 | 375 | 30 | 12-ф25 | 420 |
國標(GB)PN2.5MPa | |||||||
DN | L | D | D1 | D2 | b | Z-фd | H |
15 | 130 | 95 | 65 | 45 | 16 | 4-ф14 | 90 |
20 | 140 | 105 | 75 | 55 | 16 | 4-ф14 | 95 |
25 | 150 | 115 | 85 | 65 | 16 | 4-ф14 | 100 |
32 | 165 | 135 | 100 | 78 | 18 | 4-ф18 | 110 |
40 | 180 | 145 | 110 | 85 | 18 | 4-ф18 | 120 |
50 | 200 | 160 | 125 | 100 | 20 | 4-ф18 | 135 |
65 | 220 | 180 | 145 | 120 | 22 | 8-ф18 | 160 |
80 | 250 | 195 | 160 | 135 | 22 | 8-ф18 | 175 |
100 | 280 | 230 | 190 | 160 | 24 | 8-ф23 | 200 |
125 | 320 | 270 | 220 | 188 | 28 | 8-ф25 | 220 |
150 | 360 | 300 | 250 | 218 | 30 | 8-ф25 | 240 |
200 | 400 | 360 | 310 | 278 | 34 | 12-ф25 | 320 |
250 | 533 | 425 | 370 | 332 | 36 | 12-ф30 | 380 |
國標(GB)PN4.0MPa | |||||||
DN | L | D | D1 | D2 | b | Z-фd | H |
15 | 130 | 95 | 65 | 45 | 16 | 4-ф14 | 90 |
20 | 140 | 105 | 75 | 55 | 16 | 4-ф14 | 95 |
25 | 150 | 115 | 85 | 65 | 16 | 4-ф14 | 100 |
32 | 180 | 135 | 100 | 78 | 18 | 4-ф18 | 110 |
40 | 210 | 145 | 110 | 85 | 18 | 4-ф18 | 120 |
50 | 220 | 160 | 125 | 100 | 20 | 4-ф18 | 135 |
65 | 250 | 180 | 145 | 120 | 22 | 8-ф18 | 160 |
80 | 280 | 195 | 160 | 135 | 22 | 8-ф18 | 175 |
100 | 320 | 230 | 190 | 160 | 24 | 8-ф23 | 200 |
125 | 400 | 270 | 220 | 188 | 28 | 8-ф25 | 220 |
150 | 400 | 300 | 250 | 218 | 30 | 8-ф25 | 240 |
200 | 502 | 375 | 320 | 282 | 38 | 12-ф30 | 320 |
250 | 568 | 445 | 385 | 345 | 42 | 12-ф34 | 470 |
國標(GB)PN6.4MPa | |||||||
DN | L | D | D1 | D2 | b | Z-фd | H |
15 | 160 | 105 | 75 | 55 | 18 | 4-ф14 | 95 |
20 | 165 | 125 | 90 | 68 | 20 | 4-ф18 | 105 |
25 | 180 | 135 | 100 | 78 | 22 | 4-ф18 | 110 |
32 | 200 | 150 | 110 | 82 | 24 | 4-ф18 | 120 |
40 | 220 | 165 | 125 | 95 | 24 | 4-ф23 | 130 |
50 | 250 | 175 | 135 | 105 | 26 | 4-ф23 | 145 |
65 | 280 | 200 | 160 | 130 | 28 | 8-ф23 | 170 |
80 | 320 | 210 | 170 | 140 | 30 | 8-ф23 | 190 |
100 | 460 | 250 | 200 | 168 | 32 | 8-ф25 | 230 |
125 | 460 | 295 | 240 | 202 | 36 | 8-ф30 | 260 |
150 | 495 | 340 | 280 | 240 | 38 | 8-ф34 | 310 |
1.浮動球球閥
球閥的球體是浮動的,在介質(zhì)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(jié)構(gòu)簡單,密封性好,但球體承受工作介質(zhì)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(zhì)的工作載荷。這種結(jié)構(gòu),廣泛用于中低壓球閥。
2.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(zhì)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。
3.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(zhì)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(zhì)。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(guān)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(zhuǎn)動球體之前先松開楔形頭,球體隨之恢復(fù)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扭矩。
工作原理
1.在關(guān)閉位置,球體受閥桿的機械施壓作用,緊壓在閥座上。
2.當逆時針轉(zhuǎn)動手輪時,閥桿則反向運動,其底部角形平面使球體脫開閥座。
3.閥桿繼續(xù)提升,并與閥桿螺旋槽內(nèi)的導(dǎo)銷相互作用,使球體開始無摩擦地旋轉(zhuǎn)。
4.直至到全開位置,閥桿提升到極限位置,球體旋轉(zhuǎn)到全開位置。