球閥(Ball Valve)的動作原理與旋塞閥一樣,都是靠旋轉(zhuǎn)閥芯來使閥門打開或關閉。球閥的閥芯是一個帶孔的球,當該孔的中心軸線與閥門進出口的中心軸線重合時,閥門打開;當旋轉(zhuǎn)該球90°,使該孔的中心軸線與閥門進出口的中心軸線垂直時,閥門關閉。
1. 球閥的分類
球閥可分為兩大類:浮動球閥和固定球閥。
a. 浮動球閥(圖4-44)
球體有一定浮動量,在介質(zhì)壓力下,可向出口端位移,并壓緊密封圈。這種球閥結(jié)構(gòu)簡單,密封性好。但由于球體浮動,將介質(zhì)壓力全部傳遞給密封圈,使密封圈負擔很重;考慮到密封圈承載能力的限制,又考慮到大型球閥如采用這種結(jié)構(gòu)形式,勢必操作費力,所以只用于中、低壓小口徑閥門。
b. 固定球閥(圖4-45)
球體是固定的,不能移動。通常上、下支承處裝有滾動軸承或滑動軸承,開閉較輕便。這種結(jié)構(gòu)適合于制作高壓大口徑閥門。
閥座密封圈常用聚四氟乙烯制成,因為其摩擦因數(shù)小,耐腐蝕性能優(yōu)異,耐溫范圍寬(-180~+200℃)。也可用聚三氟氯乙烯,它比前者耐腐蝕性能稍差,但機械強度高。橡膠密封性能很好,但耐壓、耐溫性能較差,只用于溫度不高的低壓管道。大型球閥,可以制成機械傳動,還可以由電力、液力、氣力來操作。球閥與旋塞閥一樣,可以制成直角、三通、四通等形式。
2. 球閥的特點及選用
①. 球閥的最大特點是在眾多的閥門類型中其流體阻力最小,流動特性最好。
②. 對于要求快速啟閉的場合一般選用球閥。
③. 與蝶閥相比,其重量較大,結(jié)構(gòu)尺寸也比較大,故不宜用于直徑太大的管道。
④. 球閥與旋塞閥相比,開關輕便,相對體積小,所以可以制成很大口徑的閥門。
⑤. 球閥密封可靠,結(jié)構(gòu)簡單,維修方便,密封面與球面常處于閉合狀態(tài),不易被介質(zhì)沖蝕。
⑥. 與蝶閥一樣,長期影響它不能在石化生產(chǎn)裝置上應用的問題是熱脹或磨損后會造成密封不嚴。軟密封球閥雖有較好的密封性能,但當它用于易燃、易爆介質(zhì)管道上時,尚需進行火災安全試驗和防靜電試驗。因此,石化生產(chǎn)裝置上球閥應用不多。近年來,許多球閥生產(chǎn)廠開發(fā)出了一些新型結(jié)構(gòu)的球閥,如軌道球閥、偏心球閥等,一些球閥將閥座設置成金屬彈性閥座,使其在熱脹和磨損的情況下仍有良好的密封。因此,這些球閥已在石化生產(chǎn)裝置上開始應用。
⑦. 直通球閥用于截斷介質(zhì),三通球閥可改變介質(zhì)流動方向或進行分配。球閥啟閉迅速,便于實現(xiàn)事故緊急切斷。由于節(jié)流可能造成密封件或球體的損壞,一般不用球閥節(jié)流。全通道球閥不適于調(diào)節(jié)流量。
3. 球閥主要標準
①. GB/T 12237《石油、石化及相關工業(yè)用的鋼制球閥》
②. GB/T 15185《鐵制和銅制球閥》
③. GB/T 8464《內(nèi)螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥通用技術條件》
④. GB/T 8465.3《內(nèi)螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥 基本尺寸 鐵制球閥》
⑤. JB/T 53167《球閥產(chǎn)品質(zhì)量分等》
⑥. JB/Z 246《球閥 靜壓壽命試驗規(guī)程》