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什么是球阀?球阀的应用及原理

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什么是球阀?球阀的应用及原理

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https://www.chem17.com/tech_news/detail/3741411.html

球阀是一种广泛应用于工业领域的阀门,其结构简单、操作方便且密封性能良好。本文将详细介绍球阀的定义、工作原理、结构组成以及不同类型和材质的选择依据,帮助读者全面了解这一重要的工业设备。

球阀是阀体呈球形(球形),中心有孔,夹在阀体(阀箱)内的阀座之间的阀门。

通过将阀球旋转90度,阻挡液体或气体等流体并关闭流路。 JIS B0100阀门术语表中对球阀的定义是“球形阀体在阀体内绕阀杆旋转的阀门的总称。阀体有全球体和半球体两种类型” 。”规定

由于阀门开启时阀体的球体不留在流道中,因此压力损失小,不用于流量调节,而是在全开或全关时使用。

球阀的应用

球阀操作方便、结构简单、紧凑,因此广泛应用于家庭和一般工业应用。一般情况下,使用球体处于中间开启位置的球阀时,流体会积聚在阀体(阀瓣)和球体(阀瓣)之间,因此应全开或全闭使用。因此,它是一种作为截止阀用于隔离目的的阀门。

球阀的球体(阀体)可通过将安装在阀杆(阀轴)上的手柄旋转90度来打开和关闭,因此具有操作性优良、操作时间短的优点。此外,由于阀门打开时流路中没有球残留,因此压力损失也减少了。

流路台阶少,因此可用于输送含有浆料或固体的流体。泥浆是固体和液体的混合物,与水和细磨的煤或矿石混合形成用于运输的泥浆。

球阀原理

球阀通过阀体(阀箱)内的球(阀瓣)和阀座(阀座)之间的表面接触来关闭流体。在这种状态下,球孔的中心位于与主体开口的中心成90度的位置。当球旋转 90 度时,球孔的中心与阀体开口的中心同心,从而允许流体流动。

这种打开/关闭操作所需的力与球体球面和阀座之间的摩擦阻力成正比。随着阀门公称直径的增加,打开和关闭阀门所需的力也会增加。因此,公称通径较大的阀门均采用装有齿轮操作装置(减速器)的旋转手柄。

球阀多为全通径阀门,阀体内部与进、出口管道之间的流路面积相差不大,流路几乎是直的,因此全开时的压力损失极小。

球阀结构

球阀主要由阀体(阀箱)、阀瓣(阀体)、阀杆(阀轴)、手柄等组成。球阀由手柄或执行器操作。

手柄连接在阀杆上,其作用是将旋转传递给阀杆。当阀门打开时,旋转手柄,球体旋转90度,关闭阀门时,球体沿相反方向旋转。

球阀的类型

1.按开闭操作方式分类

球阀主要有以下三种启闭操作及驱动方式。

  • 用手柄等手动
    旋转阀杆。

  • 气动
    气动执行器旋转阀杆

  • 电动操作:
    用电动执行器旋转阀杆

2.按孔形状分类

球阀有以下三种孔径形状。孔径是体内流路的内径。

  • 标准孔径
    孔径比阀门公称直径(管道内径)小一号。

  • 缩径
    孔径至少比阀门的公称直径(管道内径)小一号。

  • 全通径
    阀门公称直径(管道内径)与孔径几乎相同

3、按球支撑方式分类

球阀对于旋转球体的支撑方式有两种:

浮动式(浮球式)
浮动式的结构是,球体被安装在阀体内的阀座夹住并支撑。阀杆的方形端装入球的凹槽中,使球旋转。

全关闭时,球槽与流体流动方向平行,球体轻微滑动并靠流体压力压向密封件,保证密封严密。一般用于低压(JIS20K、CL300)和小口径(DN200)。

耳轴型(固定球型)
耳轴型具有旋转结构,球的上部由阀杆(阀轴)支撑,下部由耳轴(旋转轴)支撑。球的顶部和底部由旋转轴支撑,使其不易受到流体压力的影响,阀座由阀座支架内置的弹簧推动,与球接触并将其密封。一般用于高压(JIS30K、CL600以上)、大口径(DN250以上)。

4、按本体材质分类

  • 灰铸铁 JIS G5501 FC200

  • 球墨铸铁 JIS G5502 FCD400

  • 圧力容器用炭素钢锻钢品JIS G3202 SFVC 2A

  • 高温高压铸钢制品JIS G5151 SCPH2、SCPH21

  • 不锈钢铸件 JIS G5121 SCS13A、SCS14A

  • 铜及铜合金铸件 JIS H5120 CAC401 青铜铸件 1 级

  • 铜及铜合金棒 JIS H3250 C3771 锻造黄铜

本体材料根据以下要求进行选择。详情请参阅各制造商的目录。

  • 流体类型、压力、温度、流量、是否存在杂质

  • 耐腐蚀的必要性

  • 适用法律和标准

5、按板材材质分类

球阀阀座一般包括树脂或碳纤维制成的软密封件和金属阀座。

有软密封
聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)和填充碳基剂的聚四氟乙烯。单独PTFE的最高工作温度约为150℃,填充碳基剂的PTFE约为300℃。

PTFE阀座具有耐化学性、低摩擦阻力和优异的可操作性的特点。另外,还有一种由碳纤维制成的板材,最高工作温度约为500℃。

金属阀座
在碳钢或不锈钢材质的阀座球接触面上热喷涂高硬度镍合金。在这种情况下,对球进行相同的热喷涂。

金属板的最高工作温度约为500℃,适用于软板难以处理的高温流体、粉末、浆料和粘性流体。

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