球閥結(jié)構(gòu) 球閥是由旋塞閥演變而來的，它的啟閉件是一個(gè)球體，利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn) 90 °實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。 球閥作用 球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向，設(shè)計(jì)成 V 形開口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。 球閥不僅結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好，而且在一定的公稱通經(jīng)范圍內(nèi)體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小，并且驅(qū)動(dòng)力矩小，操作簡便、易實(shí)現(xiàn)快速啟閉，是近十幾年來發(fā)展最快的閥門品種之一。特別是在美、日、德、法、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，球閥的使用非常廣泛，使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴(kuò)大，并向高壓、高溫、大口經(jīng)、高密封性、長壽命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能以及一閥多功能方向發(fā)展，其可靠性及其他性能指標(biāo)均達(dá)到較高水平，并已部分可以取代閘閥、截止閥、調(diào)節(jié)閥。 隨著球閥的技術(shù)進(jìn)步，在可以預(yù)見的短時(shí)見內(nèi)，特別是在石油天然氣管線上、煉油的裂解裝置上以及核工業(yè)上將有更廣泛的應(yīng)用。此外，在其他工業(yè)中的大中型口徑、中低壓力領(lǐng)域，球閥也將會(huì)成為主導(dǎo)的閥門類型之一。 球閥的優(yōu)點(diǎn)： 具有最低的流阻（實(shí)際上為零）。 在無潤滑劑時(shí)工作不會(huì)卡住，故能可靠地應(yīng)用與腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體中。 在較大地壓力和溫度范圍內(nèi)，能實(shí)現(xiàn)百分百密封。 可實(shí)現(xiàn)超快速啟閉，某些結(jié)構(gòu)的啟閉時(shí)間僅為 0.05~0.1s，以保證能用于試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)中�？焖賳㈤]閥門時(shí)，操作無沖擊。 球型關(guān)閉件能在位置上自動(dòng)定位。 工作介質(zhì)在雙面上密封可靠。 在全開和全閉時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，因此高速通過閥門的介質(zhì)不會(huì)引起密封面的侵蝕。 結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，可以認(rèn)為它時(shí)用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)的最合理的閥門結(jié)構(gòu)。 閥體對(duì)稱，尤其時(shí)焊接閥體結(jié)構(gòu)，能很好地承受來自管道的應(yīng)力。 關(guān)閉件能承受關(guān)閉時(shí)的高壓差。 全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下，使閥門內(nèi)件不受侵蝕，最高使用壽命可達(dá) 30 年，是石油、天然氣管線最理想的閥門。 由于球閥有上述優(yōu)點(diǎn)，所以適用范圍很廣，球閥可適用于： 公稱通經(jīng)從 8mm 到 1200mm。 公稱壓力從真空到 42MPa。 工作溫度從 -204℃~815℃。 球閥密封性 球閥最主要的閥座密封圈材料就是聚四氟乙烯（PTFE），它對(duì)幾乎所有的化學(xué)物質(zhì)都是惰性的，且具有摩擦系數(shù)小、性能穩(wěn)定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)良的綜合性特點(diǎn)。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹系數(shù)，對(duì)冷流的敏感性和不良的熱傳導(dǎo)性，要求閥座密封的設(shè)計(jì)必須圍繞這些特性進(jìn)行。閥座密封的塑性材料也包括填充聚四氟乙烯、尼龍和其他許多材料。但是，當(dāng)密封材料變硬時(shí)，密封的可靠性就要受到破壞，特別是在低壓差的情況下。此外，像丁青橡膠這樣的合成橡膠也可用作閥座密封材料，但它所適用的介質(zhì)和使用的溫度范圍藥受到限制。另外，如果介質(zhì)不潤滑，使用合成橡膠容易卡住球體。 為了滿足高溫、高壓、強(qiáng)沖蝕、長壽命等工業(yè)應(yīng)用的使用要求，近十幾年來，金屬密封球閥得到了很大的發(fā)展。尤其在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，如美國、意大利、德國、西班牙、荷蘭等，對(duì)球閥的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，出現(xiàn)全焊接閥體直埋式球閥、升降式球閥、使球閥在長輸管線、煉油裝置等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，出現(xiàn)了大口徑（3050mm）、高壓力（70MPa）、寬溫度范圍（-196~815℃）的球閥，從而使球閥的技術(shù)達(dá)到一個(gè)全新的水平。 球閥設(shè)計(jì)與制造 由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）以及柔性制造系統(tǒng)（FMS）在閥門行業(yè)的應(yīng)用，使球閥的設(shè)計(jì)和制造達(dá)到一個(gè)全新的水平。不但全面革新了閥門的設(shè)計(jì)計(jì)算方式，減輕了專業(yè)技術(shù)人員繁重的重復(fù)性常規(guī)設(shè)計(jì)工作，使技術(shù)人員有更多的精力用于改進(jìn)、提高產(chǎn)品性能和新產(chǎn)品開發(fā)，縮短新產(chǎn)品的研究開發(fā)周期、全面提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且在升降桿式金屬密封球閥的研制開發(fā)過程中，由于 CAD/CAM 的應(yīng)用，出現(xiàn)了由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、由計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控機(jī)床加工制造的閥桿螺旋扁，使金屬密封球閥在啟閉過程中無任何擦傷和磨損，從而使球閥的密封性和使用壽命大大提高。球閥在完全開啟時(shí)，流阻很小，幾乎等于零，因此等徑球閥廣泛應(yīng)用于石油天然氣管線中，因?yàn)槿菀浊鍜吖芫�。由于球閥的球體在啟閉過程中帶有擦拭性，故大多數(shù)球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中，依據(jù)密封圈的材料也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)。 球閥適用場合 由于球閥通常用橡膠、尼龍和聚四氟乙烯作為閥座密封圈材料，因此它的使用溫度受到閥座密封圈材料的限制。球閥的截止作用是靠金屬球體在介質(zhì)的作用下，于塑料閥座之間相互壓緊來完成的（浮動(dòng)球球閥）。閥座密封圈在一定的接觸壓力作用下，局部地區(qū)發(fā)生彈塑變形。這一變形可以補(bǔ)償球體的制造精度和表面粗糙度，保證球閥的密封性能。 又由于球閥的閥座密封圈通常采用塑料制成，故在選擇球閥的結(jié)構(gòu)和性能上，要考慮球閥的耐火和防火，特別是在石油、化工、冶金等部門，在易燃、易爆介質(zhì)的設(shè)備和管路系統(tǒng)中使用球閥，更應(yīng)注意耐火和防火。 通常，在雙位調(diào)節(jié)、密封性能嚴(yán)格、泥漿、磨損、縮口通道、啟閉動(dòng)作迅速（1/4 轉(zhuǎn)啟閉）、高壓截止（壓差大）、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象、向大氣少量滲漏，操作力矩小、流體阻力小的管路系統(tǒng)中，推薦使用球閥。 球閥也適用于輕型結(jié)構(gòu)、低壓截止（壓差小）、腐蝕性介質(zhì)的管路系統(tǒng)中。 在低溫（深冷）裝置和管路系統(tǒng)中也可選用球閥。 在冶金行業(yè)的氧氣管路系統(tǒng)中，需使用經(jīng)過嚴(yán)格脫脂處理的球閥。 在輸油管線和輸氣管線中的主管線需埋設(shè)在地下時(shí)，需使用全通徑焊接式球閥。 在要求具有調(diào)節(jié)性能時(shí)，需選用帶Ｖ形開口的專用結(jié)構(gòu)的球閥。 在石油、石油化工、化工、電力、城市建設(shè)中，工作溫度在 200℃ 以上的管路系統(tǒng)可選用金屬對(duì)金屬密封的球閥。 球閥適用原則 石油、天然氣的輸送主管線、需要清掃管線的，又需埋設(shè)在地下的，選用全通經(jīng)、全焊接結(jié)構(gòu)的球閥；埋設(shè)在地上的，選擇全通經(jīng)焊接連接或法蘭連接的球閥；支管，選用法蘭連接、焊接連接，全通經(jīng)或縮徑的球閥。 成品油的輸送管線和貯存設(shè)備，選用法蘭連接的球閥。 城市煤氣和天然氣的管路上，選用法蘭連接和內(nèi)螺紋連接的浮動(dòng)球閥。 冶金系統(tǒng)中的氧氣管路系統(tǒng)中，宜選用經(jīng)過嚴(yán)格脫脂處理，法蘭連接的固定球球閥。 低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上，宜選用加上閥蓋的低溫球閥。 煉油裝置的催化裂化裝置的管路系統(tǒng)上，可選用升降桿式球閥。 化工系統(tǒng)的酸堿等腐蝕性介質(zhì)的裝置和管路系統(tǒng)中，宜選用奧氏體不銹鋼制造的、聚四氟乙烯為閥座密封圈的全不銹鋼球閥。 冶金系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、石化裝置、城市供熱系統(tǒng)中的高溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)或裝置上，可選用金屬對(duì)金屬密封球閥。 需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí)，可選用蝸輪蝸桿傳動(dòng)的、氣動(dòng)或電動(dòng)的帶Ｖ形開口的調(diào)節(jié)球閥。 電動(dòng)球閥適用于兩位切斷、調(diào)節(jié)的場合。閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接采用直連方式,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)置伺服系統(tǒng),無須另配伺服放大器,輸入4-20mA信號(hào)及220VAC電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)。具有連線簡單,結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕、阻力小、動(dòng)作穩(wěn)定可靠。 氣動(dòng)球閥采用新型系列GT型氣動(dòng)執(zhí)行器,有雙作用式和單作用式彈簧復(fù)位,齒輪齒條傳動(dòng),安全可靠；大口徑閥門采用系列AW型氣動(dòng)執(zhí)行器拔叉式傳動(dòng),結(jié)構(gòu)合理,輸出扭矩大,有雙作用式和單作用式。 三通球閥有T型和L型,T型能使三條正交的管道相互聯(lián)通和切斷第三條通道,起分流、合流作用,L型只能連接相互正交的兩條管道,不能同時(shí)保持第三條管道的相互連通,只起分配作用 四通球閥流體阻力�。呵蝮w和閥體的連接管道截面相等,且球體通道采用圓弧連接,介質(zhì)通過球體時(shí),流體阻力小。密封性能,閥座采用具有一定彈性變形和高強(qiáng)度的PTFE材料,達(dá)到良好密封性能保證了閥門的穩(wěn)定性。使用壽命長,閥門的閥芯和光頸材料采用奧氏不銹鋼,閥座材料選用PTFE, 能達(dá)到良好的抗腐蝕性作用,延長了閥門使用壽命。 保溫球閥具有良好的保溫保冷特性，且閥門的通徑與管徑一致，同時(shí)又能有效降低管路中介質(zhì)熱量損失。主要用于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統(tǒng)中，以輸送常溫下會(huì)凝固的高粘度介質(zhì)。 固定球閥系將閥體在兩閥座部位沿與閥門通道軸線相垂直的截面分為三部分，整臺(tái)閥門沿閥桿中心軸左右對(duì)稱，它在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向。它的大樞軸結(jié)構(gòu)保證在高壓下準(zhǔn)確的球體中心位置，保證了閥門良好的操作性能，標(biāo)準(zhǔn)閥座采用彈簧結(jié)構(gòu)，將閥座推向球體，保證了良好的進(jìn)出口雙向密封性能，利用自帶的排放閥，閥體中腔可向外排放，樞軸采用防吹出保護(hù)結(jié)構(gòu)，有效地防止泄漏，低磨擦系數(shù)的軸承，使得扭矩減少到最小，便于閥門啟閉；閥桿與閥體有效的接觸，使防靜電接地裝置性能優(yōu)越等。 浮動(dòng)球閥用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，選用不同的材質(zhì)，可分別適用于水、蒸汽、油品、液化氣、天然氣、煤氣、硝酸、醋酸、氧化性介質(zhì)、尿素等多種介質(zhì)，在各種閥門中，球閥的流動(dòng)阻力最小，全徑球閥打開時(shí)，球體通道、閥體通道和連接管徑相等并成一直徑，介質(zhì)幾乎可以毫無損失的流過。