球閥,是應用較為廣泛的閥門之一,它出現很早,推廣使用較晚。它的工作原理與旋塞閥一樣,都是靠旋轉閥芯來使閥門啟閉的,但比旋塞閥開關輕便,相對體積小,可以做成大口徑閥門。球閥密封可靠,結構簡單,維修方便,密封面與球體常在閉合狀態,不易被介質沖蝕。目前,國外球閥口徑已達3050cm,在石油、化工、冶金、輕紡、食品、原子能、航空等部門廣泛使用。 1、球閥的分類 球閥分為兩大類:浮動式、固定式(見圖1)
a、浮動式球閥 b、固定式球閥
圖1 浮動式、固定式球閥結構
1.1、浮動式球球閥
球閥的球體是浮動的,在介質壓力作用下,球體能產生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上,保證球閥的密封。浮動球球閥的結構簡單,密封性好,但球體承受工作介質的載荷全部傳給了出口密封圈,因此要考慮密封圈材料能否經受得住球體介質的工作載荷。這種結構,廣泛用于中低壓球閥。
1.2、固定球球閥
球閥的球體是固定的,受壓后不產生移動。固定球球閥都帶有浮動閥座,受介質壓力后,閥座產生移動,使密封圈緊壓在球體上,以保證密封。通常在與球體的上、下軸上裝有軸承,操作扭距小,適用于高壓和大口徑的閥門。為了減少球閥的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年來又出現了油封球閥,既在密封面間壓注特制的潤滑油,以形成一層油膜,即增強了密封性,又減少了操作扭矩,更適用高壓大口徑的球閥。
本文主要對浮動式大口徑球閥的密封性啟閉力矩等作粗淺的探討,希望能對球閥的應用有所幫助。
2、浮動球閥的密封
浮動球球閥的結構簡單,密封性好,但球體承受工作介質的載荷全部傳給了出口密封圈,因此密封圈材料能否經受得住球體介質的工作載荷是關鍵。一般說來, 密封圈都是用聚四氟乙烯等彈性材料制造,金屬與非金屬材料組成密封副,也就是通常稱為軟密封。軟密封的密封性容易保證,而且對密封表面的加工精度與表面粗糙度要求也不很高。在介質的壓力下,球體向出口端位移并壓緊閥座,這時,球體壓在閥座上的力QMJ為:
式中:DMW—閥座密封面外徑 DMN—閥座密封面內徑 P—介質工作壓力
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