一、固定球球閥密封原理

固定球球閥(圖1)的啟閉件是一個帶兩個支承軸的球體，中間有一個與管道通徑相等通道，兩側(cè)有兩個浮動的閥座，球體回轉(zhuǎn)時不偏離球體上支承軸的軸線，支承軸由上下兩滑動軸承支撐，閥座是浮動的，在介質(zhì)力作用下，推向球體產(chǎn)生一個接觸應(yīng)力，以獲得可靠的密封。同浮動球球閥一樣，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。

固定球球閥結(jié)構(gòu)

二、固定球球閥結(jié)構(gòu)特征

固定球球閥閥體由主閥體，左、右兩個副閥體組成，球體是一個上端有軸頸，下端有一軸孔的球體，閥體上部有一個填料箱，與球體軸頸相接處有一個滑動軸承，球體下端有一個軸孔，裝有滑動軸軸承套，閥體底部有一個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)動時不會產(chǎn)生偏移。球體兩側(cè)對稱地有兩個浮動的閥座組件，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O形圈和背面螺旋彈簧等組成。當(dāng)閥門關(guān)閉時，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O形橡膠圈密封。

固定球球閥的結(jié)構(gòu)比浮動球球閥復(fù)雜得多，其原理是介質(zhì)壓力推動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，閥座的組件是浮動的，所以稱之為固定球-浮動閥座結(jié)構(gòu)。由于介質(zhì)作用力是作用在一個環(huán)形面積上(圖3-14)，其介質(zhì)推力遠(yuǎn)小于浮動球球閥介質(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為150～2500，閥門通徑為NPS 2～60。對于采用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)計中仍然要滿足密封比壓q大于需要的密封比壓qb，小于材料的許用比壓[q]，即qb≤q≤[q]。

由此可見，與浮動球球閥比較，固定球球閥特征如下：

①球體和閥座組合后的尺寸是一個自由尺寸，并不像浮動球球閥結(jié)構(gòu)形成一個封閉尺寸鏈。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，比浮動球球閥介質(zhì)力作用在整個通道截面顯然要小得多，而且可以通過合理的設(shè)計來予以控制，所以這種結(jié)構(gòu)適用于NPS 60以下，壓力等級適用于2500以下的所有球閥規(guī)格，成為球閥發(fā)展中重要的一個結(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)比浮動球球閥小；

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

⑤可以設(shè)計成全通徑、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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