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球阀是由旋塞阀演变而来,它具有相同的旋转 90 度提动作。球阀只需要用旋转 90 度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。

球阀的主要特点是本身结构紧凑,易于操作和维修,适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质,而且还适用于工作条件恶劣的介质,如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的,也可以是组合式的。

球阀的关闭件是个球体,它是球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。球阀在管路中主要用来切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门。其有众多优点,如下:

  1. 具有最低的流阻(实际为 0);
  2. 因在工作时不会卡住(在无润滑剂时),故能应用于腐蚀性介质和低沸点液体中;
  3. 在较大的压力和温度范围内,能实现完全密封;
  4. 可实现快速启闭,某些结构的启闭时间仅为 0.05~0.1s,以保证能用于试验台的自动化系统中。快速启闭阀门时,操作无冲击;
  5. 球形关闭件能在边界位置上自动定位;
  6. 在全开和全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀;
  7. 结构紧凑、重量轻,可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构;
  8. 阀体对称,尤其是焊接阀体结构,能很好地承受来自管道的压力;
  9. 关闭件能承受关闭时的高压差;
  10. 全焊接阀体的球阀,可以直埋于地下,使阀门内件不受浸蚀,最高使用寿命可达 30 年,是石油、天然气管线最理想的阀门。

球阀按结构形式可分为:

1. 浮动球球阀

球体是浮动的,在介质压力作用下,球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上,保证出口端密封。

浮动球球阀的结构简单,密封性好,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构,广泛用于中低压球阀。

2. 固定球球阀

球体是固定的,受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座,受介质压力后,阀座产生移动,使密封圈紧压在球体上,以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承,操作扭距小,适用于高压和大口径的阀门。

为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年来又出现了油封球阀,既在密封面间压注特制的润滑油,以形成一层油膜,即增强了密封性,又减少了操作扭矩,更适用高压大口径的球阀。

3. 弹性球球阀

球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造,密封比压很大,依靠介质本身的压力已达不到密封的要求,必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。

弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽,而获得弹性。当关闭通道时,用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头,球体随之恢复原原形,使球体与阀座之间出现很小的间隙,可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。

球阀按其通道位置可分为:直通式、三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。

其众多特点使得球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门,以及人们日常生活中。


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