山東卓揚(yáng)旋轉(zhuǎn)閥門源頭工廠-氣力輸送系統(tǒng)

在工業(yè)生產(chǎn)中，流體控制是保障生產(chǎn)流程穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而球形閥門作為流體控制領(lǐng)域的重要設(shè)備，憑借其的結(jié)構(gòu)和的性能，在眾多行業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。

球形閥門的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

球形閥門主要由閥體、球體、閥座、閥桿、填料和操作器等部件組成。球體是球形閥門的核心啟閉件，它帶有一個圓形通孔，通過閥桿帶動繞球閥軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。當(dāng)球體旋轉(zhuǎn)到特定位置（通常是90°）時，其上的孔道會與閥體的通道對齊或錯開，從而實(shí)現(xiàn)流體的通斷。

在開啟狀態(tài)下，球體的圓形通孔與閥體通道對齊，流體可以順暢地通過閥門，此時閥門的流體阻力最小。而在關(guān)閉狀態(tài)下，球體旋轉(zhuǎn)90°，孔道與閥體通道垂直，球體在流體壓力的作用下被推向閥座，使閥座與球體緊密貼合，從而實(shí)現(xiàn)可靠的密封，阻止流體通過。

球形閥門的分類

按球體在閥體內(nèi)的運(yùn)動方式分類

• 浮動球閥：球體在介質(zhì)壓力作用下可以在閥座上自由移動，從而自動調(diào)整密封面，確保密封性能。這種球閥結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和維護(hù)，成本相對較低，啟閉迅速，流體阻力小，使用壽命長。但它也存在一些缺點(diǎn)，如球體與閥座之間的摩擦較大，長時間使用容易導(dǎo)致磨損和泄漏，且不適用于高溫高壓環(huán)境，耐壓性受限。浮動球閥一般適用于PN≤2.5MPa，DN≤150mm的閥門，當(dāng)球體采用鋁合金、鈦合金等輕質(zhì)材料或空心夾層金屬球，閥座采用彈性閥座，并在球體下方增設(shè)調(diào)節(jié)支撐螺釘，流體壓力較低時，其通徑范圍可以適當(dāng)擴(kuò)大，目前已成功地用于DN≤400mm，PN≤1.6MPa的場合。

• 固定球閥：球體被固定在閥體，通過旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)開關(guān)，操作靈活。球體與閥桿固定連接，閥門開啟和關(guān)閉時球體不發(fā)生位移。固定球閥具有密封性好、操作穩(wěn)定、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。它適用于各種腐蝕性和非腐蝕性介質(zhì)，以及高壓、大口徑的場合，工作溫度范圍也很廣，可適用于-196℃至350℃的環(huán)境。不過，固定球閥的靈活性較差，球體與閥桿為固定式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動靈活性相對較差，對操作者的要求較高，且在某些復(fù)雜工況下，其安裝和維修仍然需要一定的專業(yè)知識和技能。

按球體與閥座密封面的材料組合分類

• 軟密封球閥：球體與閥座間填充軟密封材料，如橡膠、聚四氟乙烯等，密封性好，但耐用性較差。軟密封球閥一般用于帶有腐蝕性介質(zhì)的常溫常壓管路中，可達(dá)到零泄露。

• 硬密封球閥：球體與閥座間通過金屬與金屬的接觸形成密封，耐磨、耐高溫、耐腐蝕，但加工難度較大，成本較高。硬密封球閥不僅能用于常溫常壓，也可用于低溫低壓及高溫高壓的管道。

按閥門的通道方式分類

• 直通式球閥：流體從閥門的一端進(jìn)入，另一端流出，閥門內(nèi)部通道直通無阻，適用于一般的流體通斷控制。

• 三通球閥：具有三個通道，可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的分流、合流和切換功能，在復(fù)雜的管道系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。

按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類

• V型球閥：采用V型切口設(shè)計(jì)，具有較好的流量調(diào)節(jié)性能，其V型球芯與堆焊硬質(zhì)合金的金屬閥座之間具有很強(qiáng)的剪切力，特別適用于含纖維、微小固體顆粒等的介質(zhì)。

• 軌道球閥：球體在閥體內(nèi)有專門的軌道約束其運(yùn)動，保證閥門的穩(wěn)定性和密封性。

• 特殊結(jié)構(gòu)球閥：如夾套保溫球閥、上裝式雙向密封偏心半球閥等，適用于特殊工況和需求。例如，對于介質(zhì)易于結(jié)晶的工況，通常需要采用保溫夾套球閥，通過在夾套中通蒸汽等保溫介質(zhì)來防止流經(jīng)球閥的介質(zhì)的結(jié)晶。

按驅(qū)動方式分類

• 手動球閥：通過手柄、手輪等手動操作機(jī)構(gòu)來驅(qū)動球體旋轉(zhuǎn)，適用于無需頻繁操作的場合，成本較低。

• 氣動球閥：通過氣源驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來驅(qū)動球體旋轉(zhuǎn)，具有開啟迅速、平穩(wěn)可靠，適用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。它還具有止推軸承減小閥桿摩擦力矩，可使閥桿長期操作平穩(wěn)靈活；防靜電功能，在球體、閥桿、閥體之間設(shè)置彈簧，能將開關(guān)過程中產(chǎn)生的靜電導(dǎo)出；由于聚四氟乙烯等材料具有良好的自潤滑性，與球體的摩擦損失小，故使用壽命長；閥桿密封可靠，由于閥桿只作轉(zhuǎn)動運(yùn)動而不做升降運(yùn)動，閥桿的填料密封不易破壞，且密封能力隨著介質(zhì)壓力的增高而增大；閥座密封性能好，采用聚四氟乙烯等彈性材料制成的密封圈，結(jié)構(gòu)易于密封，而且氣動球閥的閥封能力隨著介質(zhì)壓力的增高而增大等特點(diǎn)。

• 電動球閥：通過電機(jī)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來驅(qū)動球體旋轉(zhuǎn)，適用于需精確控制的場合，如電力、水處理等行業(yè)。

按連接方式分類

• 法蘭連接球閥：通過法蘭與管道進(jìn)行連接，安裝和拆卸都比較方便，適用于中大口徑的管道。

• 對夾連接球閥：將閥門夾在兩片法蘭之間，通過螺栓緊固，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于空間有限的場合。

球形閥門的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

• 密封性能好：球形閥門具有兩個密封面，且密封面材料廣泛使用各種塑料，能實(shí)現(xiàn)密封，在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用。

• 操作方便：開啟和關(guān)閉只需旋轉(zhuǎn)90°，操作迅速且方便，便于遠(yuǎn)距離的控制。

• 流體阻力小：全通徑的球閥基本沒有流阻，即使是縮徑球閥，其流體阻力也相當(dāng)小。

• 結(jié)構(gòu)簡單、維修方便：球閥結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，密封圈一般都是活動的，拆卸更換都比較方便。

• 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。由于球閥在啟閉過程中有擦拭性，所以可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中。

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