固定球球閥的密封原理與結(jié)構(gòu)特征

浮動(dòng)球球閥的設(shè)計(jì)范圍受到通徑和壓力級(jí)的限 制，這樣就促進(jìn)固定球球閥結(jié)構(gòu)的發(fā)明。“固定球球 閥” 一詞的翻譯是不十分確切的，英文“trunnionmounted ball valve”準(zhǔn)確的譯文應(yīng)是“支軸球球閥”， 球體上帶有兩個(gè)支承軸的球閥。這一結(jié)構(gòu)的球閥，大大拓展了球閥的壓力等級(jí)和通徑。下面討論其結(jié)構(gòu)原理。

固定球球閥的密封原理與結(jié)構(gòu)特征

（1）固定球球閥密封原理

固定球球閥（圖3-14）的啟閉件是一個(gè)帶兩個(gè)支承軸的球體，中間有一個(gè)與管道通徑相等通道，兩側(cè)有兩個(gè)浮動(dòng)的閥座，球體回轉(zhuǎn)時(shí)不偏離球體上支承軸 的軸線，支承軸由上下兩滑動(dòng)軸承支撐，閥座是浮動(dòng) 的，在介質(zhì)力作用下，推向球體產(chǎn)生一個(gè)接觸應(yīng)力， 以獲得可靠的密封。同浮動(dòng)球球閥一樣，閥門從開啟至關(guān)閉，或者從關(guān)閉至開啟回轉(zhuǎn)90°角行程。

（2）固定球球閥結(jié)構(gòu)特征

固定球球閥閥體由主閥體，左、右兩個(gè)副閥體組 成，球體是一個(gè)上端有軸頸，下端有一軸孔的球體， 閥體上部有一個(gè)填料箱，與球體軸頸相接處有一個(gè)滑 動(dòng)軸承，球體下端有一個(gè)軸孔，裝有滑動(dòng)軸軸承套， 閥體底部有一個(gè)軸承插入球體下端的軸孔內(nèi)。這樣球 體被保持在回轉(zhuǎn)中線上，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生偏移。球體 兩側(cè)對(duì)稱地有兩個(gè)浮動(dòng)的閥座組件，這一閥座組件由 金屬座圈，鑲嵌在座圈內(nèi)PTFE密封環(huán)，外緣上的橡 膠0形圈和背面螺旋彈簧等組成。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)， 介質(zhì)力作用在密封座的組件上，使閥座與球體接觸， 產(chǎn)生接觸應(yīng)力，獲得有效的密封。閥桿與填料箱體由 〇形橡膠圈密封。

固定球球閥的結(jié)構(gòu)比浮動(dòng)球球閥復(fù)雜得多，其原 理是介質(zhì)壓力推動(dòng)閥座組件作用在球體上產(chǎn)生接觸應(yīng) 力來獲得密封，球體回轉(zhuǎn)中心軸線不發(fā)生偏移，閥座 的組件是浮動(dòng)的，所以稱之為固定球-浮動(dòng)閥座結(jié)構(gòu)。 由于介質(zhì)作用力是作用在一個(gè)環(huán)形面積上（圖3-14）， 其介質(zhì)推力遠(yuǎn)小于浮動(dòng)球球閥介質(zhì)的作用力，所以固 定球球閥結(jié)構(gòu)適用于高壓大口徑，其適用的范圍壓力 級(jí)為Classl50?2500，閥門通徑為NPS 2?60。對(duì)于采用PTFE、增強(qiáng)PTFE、尼龍、PEEK等高分子材 料作密封環(huán)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中仍然要滿足密封比壓q大于必需的密封比壓q_b，小于材料的許用比壓[q]，即q_b<=q<=[q]。

由此可見，與浮動(dòng)球球閥比較，固定球球閥特征如下：

①球體和閥座組合后的尺寸是一個(gè)自由尺寸， 并不像浮動(dòng)球球閥結(jié)構(gòu)形成一個(gè)封閉尺寸鏈。因此， 其密封性能在結(jié)構(gòu)上不受溫度和壓力波動(dòng)的影響；

②同樣是介質(zhì)自密封的原理，但固定球球閥的 介質(zhì)力是作用在閥座的環(huán)形面積上，比浮動(dòng)球球閥介 質(zhì)力作用在整個(gè)通道截面顯然要小得多，而且可以通 過合理的設(shè)計(jì)來予以控制，所以這種結(jié)構(gòu)適用于 NPS 60以下，壓力等級(jí)適用于Class2500以下的所

有球閥規(guī)格，成為球閥發(fā)展中重要的一個(gè)結(jié)構(gòu)形式；

③基于上述的同樣理由，球閥的操作力矩亦遠(yuǎn)比浮動(dòng)球球閥??；

④其結(jié)構(gòu)比浮動(dòng)球球閥復(fù)雜，重量大，價(jià)格也 比同規(guī)格浮動(dòng)球球閥貴；

⑤可以設(shè)計(jì)成全通徑、標(biāo)準(zhǔn)通徑和縮徑，具有較大的流通能力和較低的流阻系數(shù)。  

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