什么是球阀？球阀的应用及原理
什么是球阀？球阀的应用及原理
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。