1、浅谈球阀的分类及特点摘要 随着海上石油平台的不断发展，阀门运用已经越来越广泛；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、目前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。 关键词：海洋平台、球阀、广泛应用 中图分类号：K928.44 文献标识码： A 概述 阀门是介质流通系统或压力系统中的一种设施，它用于调节介质的流量或压力其功能包括切断或接通介质，控制流量，改变介质流向，防止介质回流，控制压力或泄放压力，由于阀门的种类众多下面仅以球阀介绍阀门的分类及特点，球阀是近年来发展最快的阀门品种之一,它的启闭件为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转 9
2、0实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向、设计成 V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。 球阀的主要分类 球阀的种类很多，且有多种分类方法； 按结构形式主要分为： 浮动球球阀、固定球球阀、升降杆式球阀等； 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，在受到较高压力冲击时，球体可能会发生偏移。这种结构，一般用于中低压球阀。 固定球球阀 球阀的球体是固定的，受压后不产生
3、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。升降杆式球阀 这种球阀在开启和关闭时，球体先偏离阀座后再转动，消除了球体与阀座的摩擦，解决了传统球阀的阀座磨损问题；球阀的静态单阀座能保障双向零泄漏，避免了双阀座球阀的内腔压力升高问题、球体表面堆焊了一层硬质密封面材料，并经抛光处理，能满足在非常苛刻场合下的密封
4、性； V 型球阀 这种球阀属于固定球阀，也是单阀座密封球阀，调节性能是球阀中最佳的，流量特性是等百分比的，可调比达 100：1.它的 V 型切口与金属阀座之间具有剪切作用，特别适合含纤维、微小固体颗粒、料浆等介质。按密封副材质分类： 软密封球阀：密封副由金属材料对非金属软质材料构成； 金属密封球阀：密封副由金属材料对金属软质材料构成； 按工作压力分类： 真空球阀：工作压力低于标准大气压的球阀； 低压球阀：公称压力 PN 在 1.6MPa 以下的球阀、主要应用在介质为水等腐蚀性管路上； 高压球阀：公称压力 PN 在 10.080.0MPa 的球阀、主要应用在石油、天然气、液压油、工程机械等行业
5、球阀的密封原理 3.1 浮动球球阀 球体借助于阀杆可以自由的在阀座密封圈中旋转。在开启时，球孔与管道孔径对准，以保证管道工作介质阻力最小。当阀杆转动 1/4 圈时，球孔垂直于阀门的通道，靠加给两阀座密封圈的预紧力和介质压力将球体紧紧压在出口端的阀座密封圈上，从未保证阀门完全密封；这种球阀属单面强制密封。 为了保证浮动球球阀工作时的密封性和可靠性，必须达到以下几点要求： 为了获得密封，在球体和阀座的接触表面上，应有足够高的密封比压，但不得超过阀座材料的许用比压。 阀座在凹槽中的配合应是紧密的，否则即使阀座对球体的密封性很好，介质也会沿凹槽端面泄漏。 球体应有正确的几何形状和低的表面粗糙度值。通常
6、按 h6 或 h7 精度制造球体，其表面粗糙度值不大于 0.4，为了提高球体表面硬度和耐磨性，对球体表面应进行硬化处理； 密封阀座可用塑料制，并应保证紧密贴合，不得损坏球体的密封面。同时，材料应有足够的强度，以便能承受高的密封比压。聚四氟乙烯是制造阀座的一种最常用的材料； 3.2 固定球球阀 固定球球阀主要适用于高压大口径的球阀中。此外，支承作用力从阀座密封圈传递到球体的半轴上，将大大减少操纵阀门所需的转矩。在正确选择密封元件的条件下，这种形式的球阀还能保证在两个方向上完全密封。根据阀座密封圈的安装不桶，这种球阀可以有两种结构：球体前密封的阀座；球体后密封的阀座。 球体前密封的阀座，这种球阀密
7、封原理如下：和阀杆成为一个整体的球体可以在上下滑动轴承或滚动轴承中自由转动，阀座密封圈被安装在活动的套筒内，套筒在阀体中 O 形圈密封。阀座密封圈由一组安装在套筒中的弹簧预先压紧。进口端的阀座，在球阀关闭时，靠作用在进口端直径 D 和与阀体配合的套筒直径 D1 的圆周所限定的环形表面上的介质压力把阀座压向球体，从而起到进口密封作用，出口端的阀座不起密封作用。反向加压时，阀座的作用将起变化。 球体后密封阀座，这种球阀关闭件的根本特点在于，在关闭时密封是由安装在介质运动方向的球体后阀座来实现的。这种结构可以减少球体的支承轴承的载荷。与球体前密封相比，结构上的区别在于它有浮动的套筒，套筒上的密封知道
8、 D2 小于阀座的平均直径 DOP。为了保证这个条件，阀座的内径应大于球体的通孔直径 D。当在关闭状态加压时，因为介质压力使前阀座离开球体，故前阀座不起密封作用。相反，由于介质压力，球后阀座把球体压紧，则保证了球体完全密封。 球阀的优点 流体阻力小，球阀一般有缩径和不缩径通道两种结构。特别是不缩径的球阀，由于其通道直径等于管道内径，局部阻力损失只有同等长度管道的摩擦阻力，即在所有阀门中，这种球阀的流阻最小。 结构简单、体积小、重量轻。 紧密可靠、密封性好。它有两个密封面，而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种塑料，密封性好，能实现完全密封。在真空系统中也已广泛使用。 操作方便，开闭迅速，从全开到
9、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。 可靠性高球阀的可靠性高主要是因为：球体与阀座一对密封副不会发生擦伤、急剧磨损等故障；阀杆改为内装式后，消除了阀杆在流体压力作用下可能因填料压盖松开而飞出的事故隐患；采用防静电、耐火结构的球阀适用于输送石油、天然气、煤气等管线； 球阀所使用的场合 由于球阀通常用橡胶、尼龙和聚四氟乙烯作为阀座密封圈材料，因此它的使用温度受阀座密封圈材料的限
10、制，当操作温度在-2982之间时，大部分手动球阀适应于烃及公用系统的作业中，在 82以上使用的球阀，应用时要仔细考虑软密封材料的温度限制。球阀的阀座密封圈通常采用塑料制成，故在选择球阀的结构和性能上，要考虑球阀的耐火和防火。在易燃、易爆介质的设备和管路系统中使用球阀，更应注意耐火和防火。在阀门选择时应明确所选用阀门的用途、使用工况条件和操纵控制方式，工作介质的性质:工作压力、工作温度、腐蚀性能,是否含有固体颗粒,介质是否有毒,是否是易燃、易爆介质,介质的粘度等。 参考文献： 1、 球阀设计与选用, 2、 阀门设计手册北京 机械工业出版社 3、 石油化工工程师实用技术手册化学工业出版社 4、 阀门国内外最新标准及其工程技术用书银声音像出版社
