閥門的原理知識(shí)
當(dāng)前位置:首頁(yè) > 閥門的原理知識(shí)球閥是由旋塞演變而來(lái),它的啟閉件為一個(gè)球體,通過(guò)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)90度實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān),球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流向,設(shè)計(jì)成V型開口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)性能。
球閥啟閉迅速,密封性好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,低流阻,廣泛使用于現(xiàn)代工業(yè)場(chǎng)合。
球閥根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以分為固定式球閥、浮動(dòng)式球閥、軌道球閥、V型球閥、偏心半球閥、三通球閥、四通球閥等;根據(jù)連接方式,分為法蘭球閥、對(duì)夾球閥、內(nèi)螺紋球閥、外螺紋球閥、焊接球閥、卡箍球閥(一般是衛(wèi)生級(jí)球閥)、卡套式球閥等;按密封材料則可分為軟密封球閥和金屬硬密封球閥。
軟密封球閥一般適用于溫度小于150度左右的介質(zhì),150度以上的介質(zhì),則選用PPL密封或者金屬密封。
小口徑球閥,一般用浮動(dòng)式球閥,大口徑球閥,因?yàn)樾枰膯㈤]扭矩比較大,往往選擇固定式球閥,可以減小啟閉時(shí)所需要的扭矩,提高工作的可靠性。V型球閥和偏心半球閥,可以用來(lái)調(diào)節(jié)流量,三通球閥和四通球閥則用來(lái)對(duì)流體進(jìn)行換向。
球閥常用的材質(zhì)有碳鋼、304不銹鋼、316不銹鋼,對(duì)于腐蝕性特強(qiáng)的介質(zhì),選用閥體和球體全襯聚四氟乙烯。
球閥的驅(qū)動(dòng)方式主要有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、蝸輪傳動(dòng),小口徑的手動(dòng)球閥,一般都是用手柄來(lái)啟閉的。
固定式球閥都帶有浮動(dòng)閥座,受介質(zhì)壓力后,閥座產(chǎn)生移動(dòng),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(lái)又出現(xiàn)了油封球閥,既在密封面間壓注特制的潤(rùn)滑油,以形成一層油膜,即增強(qiáng)了密封性,又減少了操作扭矩,更適用高壓大口徑的球閥。固定球閥,法蘭閘閥,法蘭蝶閥和氧氣減壓閥是同屬一個(gè)類型的閥門,區(qū)別在它的關(guān)閉件是個(gè)球體,球體繞閥體中心線作旋轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到開啟、關(guān)閉的一種閥門。 球閥在管路中主要用來(lái)做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動(dòng)方向。
偏心半球閥是一種比較新型的球閥類別,它有著自身結(jié)構(gòu)所獨(dú)有的一些優(yōu)越性,如開關(guān)無(wú)摩擦,密封不易磨損,啟閉力矩小。這樣可減小所配執(zhí)行器的規(guī)格。配以多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)的調(diào)節(jié)和嚴(yán)密切斷。廣泛適用于石油、化工、城市給排水等要求嚴(yán)格切斷的工況。它是靠旋轉(zhuǎn)閥鏈來(lái)使閥門暢通或閉塞。球閥開關(guān)輕便,體積小,可以做成很大口徑,密封可靠,結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單,維修方便,密封面與球面常在閉合狀態(tài),不易被介質(zhì)沖蝕,在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。
這種球閥屬于固定球閥,也是單閥座密封球閥,調(diào)節(jié)性能是球閥中最佳的,流量特性是等百分比的,可調(diào)比達(dá)100:1。它的V型切口與金屬閥座之間具有剪切作用,特別適合含纖維、微小固體顆粒、料漿等介質(zhì)。
球閥它具有相同的旋轉(zhuǎn)90度的動(dòng)作,不同的是旋塞體是球體,有圓形通孔或通道通過(guò)其軸線。球閥在管路中主要用來(lái)做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動(dòng)方向,它只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。球閥最適宜做開關(guān)、切斷閥使用,但近來(lái)的發(fā)展已將球閥設(shè)計(jì)成使它具有節(jié)流和控制流量之用,如V型球閥。
軌道硬密封球閥的工作原理:凸輪的原理使得閥球在旋轉(zhuǎn)中與閥座密封面脫離,旋轉(zhuǎn)到位后再將閥球推向閥座實(shí)現(xiàn)密封。當(dāng)閥門處于全開位置時(shí),瞬時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,在閥桿螺母與止推軸承配合下,閥桿開始下降并帶動(dòng)球體開始旋轉(zhuǎn)。連接轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,閥桿上的精密螺旋曲線槽軌道,與嵌于其內(nèi)的導(dǎo)向銷相互作用,帶動(dòng)球體隨閥桿不停地按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)閥門將要關(guān)閉時(shí),閥桿帶動(dòng)球體在與閥座密封面完全無(wú)摩擦的情況下旋轉(zhuǎn)了90°。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,再次下降的閥桿通過(guò)閥桿下端的凸輪結(jié)構(gòu)機(jī)械地壓迫球體,使球體密封面與閥座密封面緊密接觸,從而達(dá)到密封的目的。軌道硬密封球閥處于全關(guān)位置時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,在閥桿螺母與止推軸承的配合下,閥桿開始上升,并帶動(dòng)球體開始旋轉(zhuǎn),。連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,閥桿會(huì)在向上升的同時(shí)帶動(dòng)球體趨向閥座。軌道硬密封球閥將要開啟時(shí),閥桿上的精密螺旋曲線槽軌道與嵌于其中的導(dǎo)向銷相互作用帶動(dòng)球體在與閥座密封面完全無(wú)摩擦的情況下不停地按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,當(dāng)閥桿升到極限位置時(shí),此時(shí)球也已隨閥桿倒轉(zhuǎn)了90°,閥門已處于全開位置。軌道硬密封球閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn):傳統(tǒng)的球閥,無(wú)論是浮動(dòng)式或固定式,球體與閥座始終接觸,開關(guān)扭矩大,密封面容易損傷,軌道球論著啟閉時(shí),球體先偏轉(zhuǎn)-δ角,然后轉(zhuǎn)動(dòng),開關(guān)全過(guò)程中球體與閥座脫離,故閥座不會(huì)被擦傷,并且啟閉扭矩小。
浮動(dòng)球閥的閥座多選用聚四氟乙烯、對(duì)位聚苯等高分子聚合材料,密封性能好,但材料相對(duì)較軟。由于材料較軟,但又要達(dá)到一定的密封比壓,勢(shì)必增加啟閉扭矩,為了盡量改善此種情況,本公司采用雙斜面彈性密封圈或V形槽彈性密封圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),利用管道內(nèi)壓力推動(dòng)球體,幫助密封。當(dāng)介質(zhì)壓力較小時(shí),密封圈與球體接觸面積較小,故有較大的密封比壓,確??煽棵芊?。介質(zhì)壓力較大時(shí),密封圈與球體接觸面積增大。故密封圈能承受較大的介質(zhì)推力而不會(huì)損壞。對(duì)于工作壓力很低的球閥,考慮到介質(zhì)壓力不能確保閥座可靠密封,而預(yù)緊力長(zhǎng)期使用后又會(huì)衰減,故對(duì)于低壓、超低壓或真空工況用球閥,采用彈簧加載的閥座密封結(jié)構(gòu),能確保球閥長(zhǎng)期可靠的密封。適用于經(jīng)常操作,啟閉迅速,輕便,流體阻力小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,相對(duì)體積小,重量輕,便于維修,密封性能好,不受安裝方向的限制,介質(zhì)的流向可任意,無(wú)振動(dòng),噪聲小。
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三通球閥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。L型流道的三通4面閥座球閥,采用2面閥座。主要用于流路的換向。
T型流道的三通4面閥座球閥,采用4面閥座,受力平衡,保證閉止通道上可靠密封。主要用于分流、混流、換向以及三通道的完全開放。
“LL”型四通球閥只需操作扳手或執(zhí)行器將球體轉(zhuǎn)動(dòng)90度,可同時(shí)對(duì)兩種介質(zhì)的流向進(jìn)行切換,既方便又迅速,實(shí)現(xiàn)一閥多用的效果。該四通換向球閥,一 閥實(shí)現(xiàn)正反供水切換,每轉(zhuǎn)90 ,供水方式切換一次,以前需四個(gè)閥門,供水時(shí)閥1、4 開啟,閥2、3關(guān)閉;反向供水時(shí)閥2、3開啟,閥1、4 關(guān)閉,現(xiàn)用一臺(tái)四通球閥替代,操作方便。
(以上屬于常規(guī)球閥的概括及原理)
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