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球阀的优点及选型和分类


发布日期:[2012-03-01] 共阅[2465]次

球阀是由旋塞演变而来的,它的启闭件为一个球体,利用球体绕阀杆的轴线旋转90度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。
球阀不仅结构简单,密封性好,而且在一定的公称通径范围内体积较、重量轻、材料耗阀门品种之一。特别是在美、日、德、法、意、西、英等工业发达国家,球阀的使用非常广泛,使用品种和数量仍在继续扩大,并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能以及一阀多功能方向发展,其可靠性及其他性能指标均达到较高水平,并已部分取代闸阀、截止阀、节流阀。随着球阀的技术进步,在可以预见的短时间内,特别是在石油天然气管线上、炼油裂解装置上以及核工业上将有更广泛的应用。此外,在其他工业中的大中型口径、中低压力领域,球阀也将会成为主导的阀门类型之一。

球阀的优点是:
1)具有zui低的流阻(实际上为零)。
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zui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。
11)全焊接阀体的球阀,可以直埋于地下,使阀门内件不受浸蚀,zui高使用寿命可达30年,是石油、天然气管线zui理想的阀门。

由于球阀的以上优点,所以适用范围很广,球阀可适用于:
1)公称通径从8mm1200mm
2)公称压力从真空到42MPa
3)工作温度从 -204 C 815 C

球阀的选用原则
1
) 石油、天然气的输送主管线,需要清扫管线的,又需埋设在地下的,选用全通径、全焊接结构的球阀;埋设在地上的,选择全通径焊接连接或法兰连接的球阀;支管,选用法兰连接,焊接连接,全通径或缩径的球阀。
2
) 成品油的输送管线和贮存设备,选用法兰连接的球阀。
3
) 城市煤气和天然气的管路上,选用法兰连接和内螺纹连接的浮动球球阀。
4
) 冶金系统中的氧气管路系统上,宜选用经过严格脱脂处理,法兰连接的固定球球阀。
5
) 低温介质的管路系统和装置上,宜选用加上阀盖的低温球阀。
6
) 炼油装置的催化裂化装置的管路系统上,可选用升降杆式球阀。
7
) 化工系统的酸碱等腐蚀性介质的装置和管路系统中,宜选用奥氏体不锈钢制造的,聚四氟乙烯为阀座密封圈的全不锈钢球阀。
8
) 冶金系统、电力系统、石化装置、城市供热系统中的高温介质的管路系统或装置上,可选用金属对金属密封球阀。
9
) 需要进行流量调节时,可选用蜗轮蜗杆传动的、气动或电动的带V形开口的调节球阀。

技术特点及注意事项
1
)球阀在完全开启时,流阻很小,几乎等于零,因此等径球阀广泛应用于石油天然气管线中,因为容易清扫管线。
2
)由于球阀的球体在开启过程中带有擦拭性,故大多数球阀可用于带悬浮固体颗粒的介质中,依据密封圈的材料也可用于粉状和颗粒状的介质。
3
)不能用作节流。
 
球阀分类(球阀按结构形式分)
.
浮动球球阀
.
固定球球阀
.
带浮动球和弹性活动套筒阀座的球阀、升降杆式球阀
 
球阀原理分析
浮动球球阀的阀体内有两个阀座密封圈,在它们之间夹紧一个球体,球体上有通孔,通孔的直径等于管道的内径,称全径球阀;通孔的直径略小于管道的内径,称缩径球阀。球体借助于阀杆可以自由地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zui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,从而保证阀门完全密封。这种球阀属单面强制密封。

正向旋转1/4(90时,阀关断。反向旋转1/4(90时,阀开启。
安装相关数据
浮动球球阀还应着重考虑其阀座材料能否经得住球体的载荷,因为球体除本身的自重外还承受工作介质的全部载荷并传给阀座。此外,还应考虑大口径的浮球阀在操作时需要较大的力。
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:
1
)为了获得密封,在球体和阀体的接触表面上,应有足够高的密封比压,但不得超过阀座材料的许可比压。
2
)阀座的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渗漏。为了满足这一要求,建议在凹槽端面上开几条顶角为60 度、深为1-2mm的三角形同心槽。
3
)球体应有正确的几何形状和低的表面粗糙度值。通常按h6h7精度制造球体,其表面粗糙度值不大于Ra0.4,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。
4
)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zui常用的材料。
5
)铭牌标有球阀在zui大和zui小操作温度下所允许的zui大操作压力。

球阀安装说明
1
)不受安装方向的限制,介质的流向可任意。
2
)要留有阀柄(6)旋转的空间。
3
)带传动机构的球阀应直立安装。
4)
高压球阀、硬密封球阀是有安装方向要求的,如果方向不对会有内漏。
球阀拆卸说明
1
)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.
2
)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。
3
)依序拆卸驱动装置-手柄(6)、定位片卡簧、定位片(7)、压盖(8)
拆卸体盖连接螺栓和螺母,将阀盖(1)与阀体分离,并拿掉阀盖垫圈。
确认阀球(3)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(4)直到完全取出,然后取出O型圈及阀杆下填料(5)
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。

 

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