固定球球閥的結(jié)構(gòu)形式

（1）自動(dòng)泄放閥座

固定球球閥也是雙向的，從正和反兩個(gè)方向截?cái)嘟橘|(zhì)的流動(dòng)。圖3-15所示的閥座是前級(jí)密封，即進(jìn)口端閥座密封。因?yàn)槭请p向的閥門，所以出口端閥座與進(jìn)口端閥座是同一結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置。這樣，當(dāng)腔體壓力高于出口壓力存在壓差時(shí)，能自動(dòng)泄放。

進(jìn)口端閥座在進(jìn)口端壓力高于閥腔中壓力時(shí)，作 用在進(jìn)口端閥座上的介質(zhì)壓力形成一個(gè)進(jìn)口端壓力差 Ap,這一壓差乘以環(huán)形面積F=0. 785（4—4）即為閥座的密封力，該力推動(dòng)閥座使球閥密封，截?cái)噙M(jìn)口端介質(zhì)。

出口端閥座在閥腔中的壓力大于出口端壓力時(shí)， 作用在出口端閥座上的介質(zhì)壓力形成一個(gè)壓力差A(yù)p， 這一壓差乘以環(huán)形面積JF=0.785（名一4）即為作用于出口端閥座上的力，其方向推開(kāi)出口閥座，使腔體壓力泄放。

典型的自泄放閥座由閥座、密封環(huán)、彈簧、〇形

密封圈等組成。彈簧可以選用一組螺旋彈簧或一只碟形彈簧，可以設(shè)置在管線側(cè)閥座的底部，也可以設(shè)置在閥腔側(cè)閥座的背部。閥座與閥體側(cè)的密封，可以是〇形橡膠密封圈，也可以用由PTFE制成的V形碗。

（2）雙重密封閥座

圖3-16所示為雙重密封閥座的設(shè)計(jì)，只要調(diào)整密封環(huán)與0形橡膠密封圈的相對(duì)位置，或改變密封座尾部尺寸（圖3-16的辦）就可達(dá)到雙重密封功能， 又稱之為“雙活塞效應(yīng)”。

進(jìn)口端閥座在進(jìn)口端壓力高于閥腔中壓力時(shí)，作用在進(jìn)口端閥座上的介質(zhì)壓力形成一個(gè)壓力差該壓差乘以環(huán)形面積F=0.785（必2—山2）即為閥座的密封力，該力推動(dòng)閥座使球閥密封，截?cái)噙M(jìn)口端介質(zhì)。

出口端閥座在閥腔中的壓力大于出口端壓力時(shí)， 作用在出口端閥座上的介質(zhì)壓力形成一個(gè)壓力差A(yù)f， 該壓差乘以環(huán)形面積F=0.785（*2—A2）即為作用于出口端閥座上的力，該力也推動(dòng)閥座使球閥密封， 截?cái)嗲惑w壓力向出口端流動(dòng)，即前級(jí)密封后級(jí)也密封。

雙重密封閥座的兩個(gè)閥座都具備正和反兩個(gè)方向切斷流體的功能，稱之為隔離型閥座，而自泄放型閥座設(shè)計(jì)，就閥座本身而言是單向密封。

3. 3.3固定球球閥的結(jié)構(gòu)

（1） 球體

介紹了密封座的各種結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)之后，再來(lái)觀察固定球球閥的球體結(jié)構(gòu)。固定球球閥的zui重要特征是球體在開(kāi)關(guān)過(guò)程中不偏離球體的回轉(zhuǎn)中心，球體上支軸的設(shè)計(jì)有三種結(jié)構(gòu)形式：

①如圖3-14所示，球體上部有一個(gè)軸柄，下部 是一個(gè)軸孔，供一個(gè)固定軸插入，球體的結(jié)構(gòu)是一個(gè)軸，一個(gè)孔的結(jié)構(gòu)。

②如圖3-17 （a）和（b）所示，球體上是兩個(gè)上下的軸孔，分別由上軸和下軸插入，圖（a）所示 的結(jié)構(gòu)適用于小口徑，在球體上軸孔的插人深度短， 只能承受較小的介質(zhì)力，圖（b）所示的結(jié)構(gòu)，適用于大口徑，可承受較大的介質(zhì)力，而且支承軸頸和驅(qū) 動(dòng)軸分離，驅(qū)動(dòng)軸只承受轉(zhuǎn)矩的作用。

③如圖3-17 （c）所示，球體上是兩個(gè)外伸的 軸，垂直上下兩塊支撐板，介質(zhì)力通過(guò)軸頸和支撐板傳遞到閥體上，同樣，驅(qū)動(dòng)軸只承受單一的轉(zhuǎn)矩作用，分離了介質(zhì)力和操作力矩。

（2） 閥體

由于閥體是一個(gè)鍛造的筒體，沒(méi)有通常的閥頸， 閥頸被一個(gè)填料箱替代，填料箱體通過(guò)螺栓固定在閥體的平臺(tái)上，軸封則是采用0形橡膠圈，外部與執(zhí)行器的連接支板，也是通過(guò)填料箱體上的通孔，固定在閥體上，可知，這種圓筒狀結(jié)構(gòu)閥體，在軸頸部 分，閥體的強(qiáng)度被大大地削弱了。

至于閥體的結(jié)構(gòu)，與浮動(dòng)球球閥一樣，有側(cè)裝式和上裝式兩種。

側(cè)裝式可以分為兩段式，一個(gè)主閥體和一個(gè)副閥體結(jié)構(gòu)，也可以是三段式，一個(gè)主閥體和兩個(gè)副閥體結(jié)構(gòu)。

上裝式閥體是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，上部閥蓋用螺栓與 閥體組成一個(gè)完整的壓力邊界，球體是一個(gè)帶有上下支軸的球，下支承軸承嵌入閥體內(nèi)，上支承軸承置于閥蓋內(nèi)，上軸端加工一凹槽與軸頭部的凸緣相連接， 用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，介質(zhì)力作用在軸承上，驅(qū)動(dòng)軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，并設(shè)計(jì)成防吹出的結(jié)構(gòu)，閥座的設(shè)計(jì)存在裝配 或拆卸的困難，就是球體裝入閥腔時(shí)閥座要向兩側(cè)移動(dòng)，這樣就設(shè)計(jì)一個(gè)可以滑動(dòng)的背閥座，事先閥座縮人左右通道內(nèi)，待球體裝入后，通過(guò)背閥上的凸緣， 將閥座推向球體中心，然后用一個(gè)卡環(huán)，卡人背閥座的凹槽內(nèi)，拆卸時(shí)，則先取出卡環(huán)，然后將閥座推人 閥腔的左、右通道內(nèi)，球體即可從上部取出。因此， 上裝式結(jié)構(gòu)球存在可在線維修的優(yōu)點(diǎn)。

3.3.4閥體與密封座的壓力-溫度額定值

與浮動(dòng)球球閥一樣，閥體材料在使用中有一個(gè)壓力-溫度額定值，這一數(shù)值由標(biāo)準(zhǔn)ANSI B16. 34給出。 另外，不同密封材料，鑲嵌在金屬閥座中，也有一個(gè)壓力-溫度額定值。因?yàn)椋芊獠牧显谑褂弥械膲毫? 溫度額定值除了與壓力、溫度有關(guān)，而且與通徑和密 封材料的鑲嵌或結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。所以這一數(shù)值和浮動(dòng)球球閥不同，各個(gè)制造廠提供的數(shù)據(jù)也不盡相同。應(yīng)由閥門制造廠提供。圖3-18所示是閥體和密封材料的壓力-溫度額定值。

3.3.5固定球球閥的適用范圍與引用標(biāo)準(zhǔn)

浮動(dòng)球球閥適用范圍在Class 600級(jí)以下，通徑在NPS8以下。固定球球閥的適用范圍就沒(méi)有這個(gè)限制，這是由于設(shè)計(jì)中閥座上密封材料的比值能夠予以控制，因此，它適用于Class2500級(jí)以下，通徑 NPS60以下所有規(guī)格。

供參考的相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是API 6D-2008《管線閥門》等同的標(biāo)準(zhǔn)ISO14313—2007《石油天然氣工業(yè)一管線輸送系統(tǒng)一管線閥門》。其他的引用標(biāo)準(zhǔn)可參見(jiàn)3. 4. 8管線球閥的引用標(biāo)準(zhǔn)。

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