提升管線球閥的國(guó)產(chǎn)化使用率——上篇球閥基本原理篇（球閥的技術(shù)特點(diǎn)）

時(shí)間：2022-06-28作者：上海良工閥門(mén)廠有限公司瀏覽：144

一、球閥的技術(shù)特點(diǎn)

球閥用帶圓形通孔的球體作啟閉件,球體隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作的閥門(mén)。球閥是由旋塞閥演變而來(lái)，又稱(chēng)球形旋塞閥。球閥的啟閉件作為一個(gè)球體，利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn) 90° 實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和關(guān)閉的目的。

球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向，設(shè)計(jì)成 V 形開(kāi)口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。球閥只需要用旋轉(zhuǎn) 90° 的操作和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。完全平等的閥體內(nèi)腔為介質(zhì)提供了阻力很小、直通的流道。球閥不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性能好，而且在一定的公稱(chēng)通經(jīng)范圍內(nèi)體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小，并且驅(qū)動(dòng)力矩小，操作簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)快速啟閉，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過(guò)氧化氫、甲烷和乙烯等。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。

球閥是本世紀(jì) 50 年代問(wèn)世的，在短短的 30 多年里，是近十幾年來(lái)發(fā)展較快的閥門(mén)品種之一。特別是在美、德、日、法、意、西、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，球閥的使用非常廣泛，使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴(kuò)大，并向高溫、高壓、大口徑、高密封性、**命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能以及一閥多功能方向發(fā)展，其可靠性及其他性能指標(biāo)均達(dá)到較高水平，并已部分取代閘閥、截止閥、節(jié)流閥。它在航天、石油化工、長(zhǎng)輸管線、輕工食品、建筑等許多方面都得到了廣泛的應(yīng)用。這是因?yàn)椋蜷y與其它閥類(lèi)相比，具有許多**的優(yōu)點(diǎn)，主要特點(diǎn)如下：

1、球閥流體阻力小，具有較低的流阻（實(shí)際上為零）

球閥一般有縮徑和不縮徑通道兩種結(jié)構(gòu)。無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)，球閥的流阻系數(shù)都比較小。特別是所謂全流量型，即不縮徑的球閥，由于其通道直徑等于管道內(nèi)徑，局部阻力損失只有同等長(zhǎng)度管道的摩擦阻力，即在所有閥門(mén)中，這種球閥的流阻較小。在火箭**及其試驗(yàn)系統(tǒng)中，要求輸送管道的阻力越小越好。

減少管路系統(tǒng)的阻力有兩個(gè)途徑：一是降低流體流速，為此需要增大管徑和閥門(mén)通徑，這對(duì)于管路系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性往往會(huì)產(chǎn)生不利的影響，特別對(duì)低溫輸送系統(tǒng)（液氫）是較為不利的；一是減小閥門(mén)的局部阻力，因此，球閥自然就成了較佳選擇。

2、球閥啟閉開(kāi)關(guān)迅速、方便。

由于球閥在一般情況下只需手柄轉(zhuǎn)動(dòng) 90° 就完成了全開(kāi)或全關(guān)動(dòng)作，很容易實(shí)現(xiàn)快速啟閉。可實(shí)現(xiàn)的快速啟閉，某些結(jié)構(gòu)的啟閉時(shí)間僅為 0.05～0.1s，以保證能用于試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)中。快速啟閉閥門(mén)時(shí)，操作無(wú)沖擊。

3、球閥密封性能好。

目前，絕大多數(shù)球閥的閥座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的密封副，通常稱(chēng)為軟密封。一般說(shuō)來(lái)，軟密封的密封性容易保證，而且對(duì)密封表面的加工精度與表面粗糙度要求也不很高。

4、球閥使用壽命長(zhǎng)。

由于聚四氟乙烯有良好的自潤(rùn)滑性，與球體的磨擦磨損小，而且由于球體加工工藝的改進(jìn)，使粗糙度降低，從而提高了球閥的使用壽命。據(jù)報(bào)道，美國(guó) W-K-M 公司在試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)球閥進(jìn)行壽命試驗(yàn)，開(kāi)關(guān)次數(shù)**過(guò) 10 萬(wàn)次。

5、球閥可靠性高主要是因?yàn)椋?/p>

①球體與閥座一對(duì)密封副不會(huì)發(fā)生擦傷、急劇磨損等故障，在工作時(shí)不會(huì)卡?。ㄔ跓o(wú)潤(rùn)滑劑時(shí)），故能可靠地應(yīng)用腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體中；

②內(nèi)裝式閥桿結(jié)構(gòu)，消除了閥桿在流體壓力作用下可能因填料壓蓋松開(kāi)而飛出的事故隱患；

③采用防靜電、耐火結(jié)構(gòu)的球閥，適用于輸送石油、天然氣、煤氣的管線。

6、閥體內(nèi)通道平整光滑較適于輸送粘性流體．漿液，以及固體顆粒。

7、因在工作時(shí)不會(huì)卡?。ㄔ跓o(wú)潤(rùn)滑劑時(shí)），故能可靠地應(yīng)用腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體中。

8、球型關(guān)閉件能在位置上自動(dòng)定位，并能承受關(guān)閉時(shí)的高壓差。

9、在較大的壓力和溫度范圍內(nèi)，能實(shí)現(xiàn)完全雙向密封。

10、在全開(kāi)和全閉時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，因此高速通過(guò)閥門(mén)的介質(zhì)不會(huì)引起密封面的侵蝕。

11、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，可以認(rèn)為它是用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)的較合理的閥門(mén)結(jié)構(gòu)。

12、閥體對(duì)稱(chēng)，尤其是焊接閥體結(jié)構(gòu)，能很好地承受來(lái)自管道的應(yīng)力。

13、全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下，使閥門(mén)內(nèi)件不受侵蝕，較高使用壽命可達(dá) 30 年，是石油、天然氣管線較理想的閥門(mén)。


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