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球閥 (ball valve ),啟閉件(球體)由閥杆帶動,並繞球閥軸線作旋轉運動的閥門。亦可用於流體的調節與控制,其中硬密封V型球閥其V型球芯與堆焊硬質合金的金屬閥座之間具有很強的剪切力,特別適用於含纖維、微小固體顆料等的介質。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質的合流、分流、及流向的切換,同時也可關閉任一通道而使另外兩個通道相連。本類閥門在管道中一般應當水平安裝。球閥按照驅動方式分為:氣動球閥,電動球閥,手動球閥。
- 中文名 球閥
- 外文名 Ball valve
- 拼 音 qiú fá
- 驅動方式 手動、電動、氣動、液動
- 應用領域 食品、化工、石油、電力等
- 工作原理 閥杆帶動繞球閥作旋轉運動
產品介紹
球閥(ball valve)問世於20世紀50年代,隨着科學技術的飛速發展,生產工藝及產品結構的不斷改進,在短短的40年時間裡,已迅速發展成為一種主要的閥類。在西方工業發達的國家,球閥的使用正在逐年不斷的上升。在我國,球閥被廣泛的應用在石油煉製、長輸管線、化工、造紙、製藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業,在國民經濟中占有舉足輕重的地位。它具有旋轉90度的動作,旋塞體為球體,有圓形通孔或通道通過其軸線。 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,它只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。球閥最適宜做開關、切斷閥使用,V型球閥。電動閥門除應注意管道參數外,尚應特別注意其使用的環境條件,由於電動閥門中的電動裝置是一機電設備,其使用狀態受其使用環境影響很大。通常狀態下,電動球閥、蝶閥在以下環境使用要特別注意。[1]
特點
- 耐磨;由於硬密封球閥的閥芯是合金鋼噴焊,密封圈是合金鋼堆焊,所以硬密封球閥在開關時不會產生太大的磨損。(它的硬度係數為65-70):
- 密封性能好;由於硬密封球閥的密封是採用人工研磨,直到閥芯與密封圈完全吻合才能使用。所以他的密封性能是可靠的。
- 開關輕;由於硬密封球閥的密封圈底部採用彈簧使密封圈與閥芯緊緊抱在一起,所以在外界力量超過彈簧的預緊力時開關非常輕。
- 使用壽命長:已廣泛應用於石油、化工、發電、造紙、原子能、航空、火箭等各部門,以及人們日常生活中。
- 氣動球閥結構簡單緊湊,密封可靠,維修方便,密封面與球面常在閉合狀態,不易被介質沖蝕,易於操作和維修,適用於水 、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質,主要用於截斷或接通管路中的介質,亦可用於流體的調節與控制。
氣動球閥的優點
氣動球閥與其它種類閥門相比,具有角行程輸出扭矩,開啟迅速、平穩可靠,適用廣泛,以及以下一些優點:
- 止推軸承減小閥杆摩擦力矩,可使閥杆長期操作平穩靈活。
- 防靜電功能:在球體、閥杆、閥體之間設置彈簧,能將開關過程中產生的靜電導出。
- 由於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,故氣動球閥的使用壽命長。
- 流體阻力小:氣動球閥是所有閥門分類中流體阻力最小的一種,即使是縮徑氣動球閥,其流體阻力也相當小。
- 閥杆密封可靠:由於閥杆只作轉動運動而不做升降運動,閥杆的填料密封不易破壞,且密封能力隨着介質壓力的增高而增大。
- 閥座密封性能好:採用聚四氟乙烯等彈性材料製成的密封圈,結構易於密封,而且氣動球閥的閥封能力隨着介質壓力的增高而增大。
- 流體阻力小,全通徑的球閥基本沒有流阻。
- 結構簡單、體積小、重量輕。
- 緊密可靠。它有兩個密封面,而且球閥的密封面材料廣泛使用各種塑料,密封性好,能實現完全密封。在真空系統中也已廣泛使用。
- 操作方便,開閉迅速,從全開到全關只要旋轉90°,便於遠距離的控制。
- 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。
- 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。
- 適用範圍廣,通徑從小到幾毫米,大到幾米,從高真空至高壓力都可應用。
- 由於球閥在啟閉過程中有擦拭性,所以可用於帶懸浮固體顆粒的介質中。
- 加工精度高,造價昂貴,高溫中不宜使用,如管道內有雜質,容易被雜質堵塞,導致閥門無法打開。
分類
功能分類
- 旁通閥:球閥一般為靜水開啟,故設旁通閥先平壓,即兩邊注滿水;
- 空氣閥:充水時,排除空氣服用浮筒自行關閥;排水時,補充空氣用,浮筒自行下降;
- 泄壓閥:開啟關閉活門時,排除活門及密封蓋之間的壓力水,以免磨損密封蓋;
- 排污閥:排出球殼體內下部的污水。
傳動分類
- 氣動球閥
- 電動球閥
- 液動球閥
- 氣液動球閥
- 電液動球閥
- 渦輪傳動球閥
球閥的優點和缺點
優點
- 具有最低的流阻(實際為0);
- 因在工作時不會卡住(在無潤滑劑時),故能可靠地應用於腐蝕性介質和低沸點液體中;
- 在較大的壓力和溫度範圍內,能實現完全密封;
- 可實現快速啟閉,某些結構的啟閉時間僅為0.05~0.1s,以保證能用於試驗台的自動化系統中。快速啟閉閥門時,操作無衝擊;
- 球形關閉件能在邊界位置上自動定位;
- 工作介質在雙面上密封可靠;
- 在全開和全閉時,球體和閥座的密封面與介質隔離,因此高速通過閥門的介質不會引起密封面的侵蝕;
- 結構緊湊、重量輕,可以認為它是用於低溫介質系統的最合理的閥門結構;
- 閥體對稱,尤其是焊接閥體結構,能很好地承受來自管道的應力;
- 關閉件能承受關閉時的高壓差。
- 焊接閥體的球閥,可以直埋於地下,使閥門內件不受浸蝕,最高使用壽命可達30年,是石油、天然氣管線最理想的閥門。
缺點
- 因為球閥最主要的閥座密封圈材料是聚四氟乙烯,它對幾乎所有的化學物質都有是惰性的,且具有摩擦係數小、性能穩定、不易老化、溫度適用範圍廣和密封性能優良的綜合性特點。但聚四氟乙烯的物理特性,包括較高的膨脹係數,對冷流的敏感性和不良的熱傳導性,要求閥座密封的設計必須圍繞這些特性進行。所以,當密封材料變硬時,密封的可靠性就受到破壞。而且,聚四氟乙烯的耐溫等級較低,只能在小於180℃情況下使用。超過此溫度,密封材料就會老化。而考慮長期使用的情況下,一般只會在120℃下使用;
- 它的調節性能相對於截止閥要差一些,尤其是氣動閥(或電動閥)。