机械原理基本概念 球阀 球阀-基本信息,球阀-机械原理

球阀(ball valve 在海工和船舶领域应为截止阀),标准GB/T21465-2008《阀门术语》中定义为:启闭件(球体)由阀杆带动,并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。亦可用于流体的调节与控制,其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力,特别适用于含纤维、微小固体颗料等的介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换,同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。本类阀门在管道中一般应当水平安装。球阀分类:气动球阀,电动球阀,手动球阀。

球阀_球阀 -基本信息


电动球阀

球阀的主要特点是本身结构紧凑,易于操作和维修,适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质,而且还适用于工作条件恶劣的介质,如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的,也可以是组合式的。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门,流体阻力小,其阻力系数与同长度的管段相等。


球阀结构简单、体积小、重量轻。紧密可靠,目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好,在真空系统中也已广泛使用。操作方便,开闭迅速,从全开到全关只要旋转90°,便于远距离的控制。维修方便,球阀结构简单,密封圈一般都是活动的,拆卸更换都比较方便。在全开或全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,介质通过时,不会引起阀门密封面的侵蚀。适用范围广,通径从小到几毫米,大到几米,从高真空至高压力都可应用。球阀的结构与旋塞阀相似,也有人称它为球形旋塞阀。它由一个球体和两个阀座(密封圈)组成密封副。阀座最常用的材料为聚四氟乙烯塑料。在各种阀门中球阀的流体阻力最小,它又具有开关迅速、密封性好的优点,因而已成为发展最快的一类阀门。它的适用范围很广:工作压力从高真空到高压(压力已达40兆帕),工作温度为-253~+150℃,最大口径已达3000毫米。球阀的主要缺点是工作温度不高。人们正在研制碳、石墨等密封圈材料,以提高球阀的使用温度。

球阀_球阀 -机械原理

球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转90度提动作,不同的是旋塞体是球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。


机械原理及结构

球面和通道口的比例应该是这样的,即当球旋转90度时,在进、出口处应全部呈现球面,从而截断流动。球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。
球阀的工作原理是靠旋转阀恋来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便,体积小,可以做成很大口径,密封可靠,结构 简单,维修方便,密封面与球面常在闭合状态,不易被介质冲蚀,在各行业得到广泛的应用。球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门,只有它的关闭件是个球体,球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。球阀内部是一个带孔的钢球,表面非常光洁,两边有聚四氟乙烯的密封件,与球体接触部分为圆弧面,通过阀体上的螺栓或压母压紧产生密封作用,球体的顶部开一个直槽,用于传递手柄的扭力。阀门打开时,球体上的孔与阀门的轴心线平行,形成一个通道;阀门关闭时,通过手柄将球体旋转90°,将通道阻断。

球阀_球阀 -机械分类


一片式带锁球阀按密封结构原理,球阀分为浮动球球阀和固定球球阀。前者主要靠流体压力将球体压紧在出口端的阀座上,形成浮动状的密封,因而使用的压力和口径受到限制。而后者的球体由安装在阀体上的上下两个轴承支持,球体的位置固定,密封作用是靠弹簧和流体压力使阀座压向球体而实现的,因而启闭力矩比浮动球球阀小得多,适用于高压和大口径场合。普通的直通式球阀主要用于截断流体,不宜用于调节流量,以免密封圈被冲蚀。三通式和四通式球阀用于流体换向。

浮动球球阀

球阀的球体是浮动的,在介质压力作用下,球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上,保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单,密封性好,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构,广泛用于中低压球阀。
【性能参数】
型号 Q41F-16C
Q41F-25C Q41F-16P
Q41F-25P
工作压力(MPa) 1.6~2.5
适用温度(℃) ≤180
适用介质 水、蒸汽、油品 弱腐蚀性介质
材料 阀体、阀盖 碳素钢铸钢 铬镍系不锈钢
球体、阀杆 铬/铬镍/铬镍钼系不锈钢 铬镍系不锈钢
密封圈 柔性石墨垫圈/316+柔性石墨垫圈
填料 聚四氟乙烯


PN1.6MPa主要连接尺寸及重量
公称通径DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200
L 130 140 150 165 180 200 220 250 280 320 360 400
H 59 63 75 85 95 107 142 152 178 252 272 342
W 130 130 160 180 230 230 400 400 650 1050 1050 1410
Wt(Kg) 2.5 3 5 6 7 10 15 19 33 58 93 160
PN2.5MPa主要连接尺寸及重量
公称通径DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200
L 130 140 150 165 180 200 220 250 320 400 400 550
H 59 63 75 97 107 142 152 178 252 272 342 345
W 130 130 160 230 230 400 400 700 1100 1100 1500 1500
Wt(Kg) 2.5 3 5 6 7.5 10 15 20 33 60 93 175
PN4.0MPa主要连接尺寸及重量
公称通径DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200
L 130 140 150 180 200 220 250 280 320 400 400 400
H 59 63 75 85 95 107 142 152 178 252 272 342
W 130 130 160 230 230 400 400 700 1100 1100 1500 1500
Wt(Kg) 3 4 5 7 9 12 18 28 46 75 106 190
PN6.4MPa主要连接尺寸及重量
公称通径DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200
L 165 190 216 229 241 292 330 356 432 508 559 660
H 59 63 75 97 107 142 152 178 252 272 305 398
W 130 130 160 230 230 400 400 700 1100 1100 1500 1800
Wt(Kg) 6.5 7 8 12 14 18 28 40 65 98 140 250
PN10MPa主要连接尺寸及重量
公称通径DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200
L 165 190 216 229 241 292 330 356 432 508 559 660
H 59 63 75 97 107 142 152 178 252 272 305 398
W 130 130 160 230 230 400 400 700 1100 1100 1500 1800
Wt(Kg) 6.5 7 10 15 18 25 32 46 75
注:客户需要其它型号规格,请将型号规格传真至保特律阀门销售部!

固定球球阀

球阀的球体是固定的,受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座,受介质压力后,阀座产生移动,使密封圈紧压在球体上,以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承,操作扭距小,适用于高压和大口径的阀门。为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年来又出现了油封球阀,既在密封面间压注特制的润滑油,以形成一层油膜,即增强了密封性,又减少了操作扭矩,更适用高压大口径的球阀。

弹性球球阀

球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造,密封比压很大,依靠介质本身的压力已达不到密封的要求,必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽,而获得弹性。当关闭通道时,用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头,球体随之恢复原原形,使球体与阀座之间出现很小的间隙,可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。


球阀按其通道位置可分为直通式,三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。球阀温度和压力限制。使用PTFE或RTFE材质的阀座和密封件,操作温度应在-290C到 2000C之间。其他类型的阀座和密封件的操作温度,应受到KI工厂的检核。阀的公称压力等级 (PN),可表明阀在正常温度状态下的最大工作压力。(例如:PN40,表明其操作温度在-290C~380C时的最大工作压力为40 Bar)。

电动V型调节球阀

它是一种芯阀座采用金属,或金属对聚四氟乙烯密封配合的旋转球阀,它将球阀和蝶阀的最佳控制特性结合成一体,既可用作控制调节阀,又可作关断切断阀。不带任何管接头的整体式阀体,因此不受管道或螺栓应力影响,并且由于阀体无任何管接头,故耐压壳体不会受压力“突变”的影响;具有一个V型阀体,即使在小流量或高粘度介质的情况下,也可在整个量程范围内,保证控制的精确性;防漏耐用的阀座在其外径处衬有带不锈钢内芯PTFE杯形或是O型密封圈,阀座用截面较大的钨钴硬质合金制成,通过一个合金的波纹弹簧进一步增强了阀座的结构;当阀门关闭时,V型缺口与阀座之间产生楔形剪切作用,并既具有自洁功能又可防止球芯卡死,特别适用于管线结垢冻结或含有纤维和颗粒固体场合。

气动球阀

是一种直角回转结构,它与阀门定位器配套使用,可实现比例调节;V型阀芯最适用于各种调节场合,具有额定流量系数大,可调比大,密封效果好,调节性能零敏,体积小,可竖卧安装。适用于控制气体、蒸汽、液体等介质。由V型阀体、气动执行机构、定位器及其他附件组成;有一个近似等百比的固有流量特性;采用双轴承结构,启动扭矩小,具有极好的灵敏度和感应速度;超强的剪切能力。气动活塞执行机构采用压缩空气作动力源,通过活塞的运动带动曲臂进行90度回转,达到使阀门自动启闭。它的组成部分为:调节螺栓、执行机构箱体、曲臂、气缸体、气缸轴、活塞、连杆、万向轴。气动调节阀由执行机构和调节机构组成。执行机构是调节阀的推力部件,它按控制信号压力的大小产生相应的推力,推动调节机构动作。阀体是气动调节阀的调节部件,它直接与调节介质接触,调节该流体的流量。

球阀_球阀 -机械安装

机械原理基本概念 球阀 球阀-基本信息,球阀-机械原理

气动不锈钢球阀1.取掉法兰端两边的保护盖,在阀完全打开的状态下进行冲洗清洁。
2.安装前应按规定的信号(电或气)进行整机测试(防止因运输产生振动影响使用性能),合格后方可上线安装(接线按电动执行机构线路图)。
3.准备与管道连接前,须冲洗和清除干净管道中残存的杂质(这些物质可能会损坏阀座和球)。
4.在安装期间,请不要用阀的执行机构部分作为起重的吊装点,以避免损坏执行机构及附件。.
5.本类阀应安装在管道的水平方向或垂直方向。
6.安装点附近的管道不可有低垂或者承受外力的现象,可以用管道支架或者支撑物来消除管线的偏离。
7.与管道连接后,请用规定的扭矩交叉锁紧法兰连接螺栓。

球阀_球阀 -操作和使用

1.操作前须确认管路和阀已被冲洗过。
2.阀的操作按执行机构输入信号大小带动阀杆旋转完成:正向旋转1/4圈(900)时,阀关断。反向旋转1/4圈(900)时,阀开启。
3.当执行机构方向指示箭头与管线平行时,阀门为开启状态;指示箭头与管线垂直时,阀门为关闭状态。


低温球阀

球阀_球阀 -机械维修


不锈钢快装球阀

球阀拥有较长的使用寿命和免维修期,将依赖以下几个因素,正常的工作条件、保持和谐的温度/压力比,以及合理的腐蚀数据。


球阀在关闭状态下,阀体内部依旧存在受压流体。维修前,解除管线压力并使阀门处于打开位置;维修前,断开电源或气源;维修前,将执行机构与支架脱离。填料处得再锁紧,若填料涵处有微泄发生,须再锁紧阀杆螺母。注意不要锁太紧,通常再锁1/4圈~1圈,泄露即会停止。更换阀座和密封件。使阀处于半开位置,冲洗、清除阀体内外可能存在的危险物质。关闭球阀,拆掉两边法兰上的连接螺栓和螺母,然后将阀由管线上完全移除。依序拆卸驱动装置-执行机构、连接支架、防松垫圈、阀杆螺母、蝶形弹片、格南、耐磨片、阀杆填料,拆卸体盖连接螺栓和螺母,将阀盖与阀体分离,并拿掉阀盖垫圈。确认阀球在“关断”位置,这可以将其较容易的从阀体拿出,随后取出阀座。由阀体中孔向下轻推阀杆直到完全取出,然后取出O型圈及阀杆下填料。注意,请谨慎操作,以避免擦伤阀杆表面及阀体填料函密封部位。


清洗和检查拆下零件,强烈推荐用备用零件包更换其阀座及阀盖垫圈等密封件。按拆卸的相反顺序进行组装。用规定的扭矩,交叉锁紧法兰连接螺栓。用规定的扭矩,锁紧阀杆螺母,安装执行机构后,输入相应的信号通过旋转阀杆带动阀芯旋转,使阀门至打开和关闭位置。如有可能,请在回装管道前,按相关标准对阀进行压力密封测试和性能测试。

球阀_球阀 -应用


低温球阀

通常认为球阀最适宜直接做开闭使用,但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑,易于操作和维修,适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质,而且还适用于工作条件恶劣的介质,如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的,也可以是组合式的。


球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门,以及人们日常生活中。球阀在灌溉系统中应用较广泛,主要用在支管进口处。球阀结构简单,体积小,对水流的阻力也小,缺点是开启或关闭太快,会在管道中产生水锤(管道内水流速度突然变化时压力会升高)。因此在主干管上不宜采用球阀,可用在在干、支管上或其末端作冲冼之用,冲洗排污效果好。用带圆形通孔的球体作启闭件,球体随阀杆转动,以实现启闭动作的阀门。

球阀_球阀 -优点与缺点


优点:①具有最低的流阻(实际为0);②因在工作时不会卡住(在无润滑剂时),故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中;③在较大的压力和温度范围内,能实现完全密封;④可实现快速启闭,某些结构的启闭时间仅为0.05~0.1s,以保证能用于试验台的自动化系统中。快速启闭阀门时,操作无冲击。⑤球形关闭件能在边界位置上自动定位;⑥工作介质在双面上密封可靠;⑦在全开和全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀;⑧结构紧凑、重量轻,可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构;⑨阀体对称,尤其是焊接阀体结构,能很好地承受来自管道的应力;⑩关闭件能承受关闭时的高压差。⑾全焊接阀体的球阀,可以直埋于地下,使阀门内件不受浸蚀,最高使用寿命可达30年,是石油、天然气管线最理想的阀门。


缺点:①因为球阀最主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯,它对几乎所有的化学物质都有是惰性的,且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点。但聚四氟乙烯的物理特性,包括较高的膨胀系数,对冷流的敏感性和不良的热传导性,要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。所以,当密封材料变硬时,密封的可靠性就受到破坏。而且,聚四氟乙烯的耐温等级较低,只能在小于180℃情况下使用。超过此温度,密封材料就会老化。而考虑长期使用的情况下,一般只会在120℃不使用。②它的调节性能相对于截止阀要差一些,尤其是气动阀(或电动阀)。

  

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