金屬硬密封固定式球閥改進(jìn)方案、概述
球閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊，密封可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，密封面與球面常在閉合狀態(tài)，不易被介質(zhì)沖蝕，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、*、甲烷和乙烯等，在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。由于球閥具有流阻小、啟閉速度快和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),因此使用非常廣泛,如石油、化工、電站和石油、天燃?xì)忾L(zhǎng)輸管線(xiàn)等。球閥的密封是通過(guò)在球體和閥座之間預(yù)先設(shè)定的預(yù)緊力加上流體壓力在閥座密封面上引起的作用力形成的,一般球閥的預(yù)緊力采用在閥座與閥體配合部位之間設(shè)置彈性元件,如碟形彈簧和柱狀彈簧等來(lái)形成。球閥在啟閉過(guò)程中,預(yù)緊力始終作用在密封副的表面上,致使球閥的啟閉力矩大于其他類(lèi)型閥門(mén)。同時(shí)預(yù)緊力也加大了密封件的磨損,影響了球閥的使用壽命。為了克服上述缺點(diǎn),在球體與閥座之間設(shè)計(jì)了螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
主要零件材料：
1）硬密封固定式球閥采用固定球設(shè)計(jì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位均采用磨擦系數(shù)極小自潤(rùn)滑材料，因而操作扭矩小，此外密封潤(rùn)滑脂的長(zhǎng)期密封，使得操作更加靈活。
2）閥門(mén)采用高平臺(tái)結(jié)構(gòu)，ISO5211連接標(biāo)準(zhǔn)，能使安裝電/氣動(dòng)執(zhí)行器更為專(zhuān)業(yè)化。
3）Q47H固定式球閥 采用全通徑或縮徑設(shè)計(jì)，流通阻力小。
4）金屬硬密封固定式球閥采用雙向金屬可動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，具有自動(dòng)補(bǔ)償及自潔功能，密封性能*。
5）固定式球閥 采用固定球設(shè)計(jì)，并增加了預(yù)緊力彈簧，使得球閥具有自動(dòng)泄壓功能。
6）每個(gè)球閥都有兩個(gè)可動(dòng)密封座，兩個(gè)方向都能密封，因而安裝時(shí)不須考慮介質(zhì)的流向。
7）具有防火防靜電結(jié)構(gòu)，在閥桿與閥體及閥桿與球體之間設(shè)置導(dǎo)電彈簧，避免靜電打火點(diǎn)燃易燃介質(zhì)。
8）可選氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、及氣動(dòng)調(diào)節(jié)型、電動(dòng)調(diào)節(jié)型。具體請(qǐng)參閱本書(shū)執(zhí)行器及調(diào)節(jié)閥部份。 
2、金屬硬密封固定式球閥改進(jìn)方案工作原理
球閥由閥體、閥蓋、球體、閥座和閥桿等組成(圖1) 。閥座在閥體內(nèi)沿軸線(xiàn)移動(dòng)是由螺線(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成的。具體是在球體上下各安裝一個(gè)圓形傳動(dòng)盤(pán),在傳動(dòng)盤(pán)上設(shè)有螺線(xiàn)槽,傳動(dòng)盤(pán)隨球體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在閥座上下各設(shè)置傳動(dòng)銷(xiāo),傳動(dòng)銷(xiāo)與傳動(dòng)盤(pán)上的螺線(xiàn)槽相嚙合。當(dāng)啟閉閥門(mén)時(shí),球體轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)傳動(dòng)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí),傳動(dòng)盤(pán)上的螺線(xiàn)槽通過(guò)閥座上的傳動(dòng)銷(xiāo)拉動(dòng)閥座向球體運(yùn)動(dòng),在關(guān)閉瞬間與球體緊密接觸,實(shí)現(xiàn)密封。在開(kāi)啟瞬間,螺線(xiàn)槽通過(guò)閥座上的傳動(dòng)銷(xiāo)推動(dòng)閥座脫離球體,實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦操作。根據(jù)固定球閥的閥桿力矩計(jì)算式
金屬硬密封固定式球閥改進(jìn)方案的主要優(yōu)點(diǎn)
1．流體阻力小，全通徑的球閥基本沒(méi)有流阻。
2．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。
3．緊密可靠。它有兩個(gè)密封面，而且目前球閥的密封面材料廣泛使用各種塑料，密封性好，能實(shí)現(xiàn)*密封。在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用。
4．操作方便，開(kāi)閉迅速，從全開(kāi)到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠(yuǎn)距離的控制。
5．維修方便，球閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封圈一般都是活動(dòng)的，拆卸更換都比較方便。
6．在全開(kāi)或全閉時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過(guò)時(shí)，不會(huì)引起閥門(mén)密封面的侵蝕。
7．適用范圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，從高真空至高壓力都可應(yīng)用。
8．由于球閥在啟閉過(guò)程中有擦拭性，所以可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中
由于閥座的沿軸線(xiàn)移動(dòng)是采用螺線(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),閥門(mén)在啟閉過(guò)程中,閥座與球體間不受力,因此式(1)簡(jiǎn)化為的計(jì)算可以得出,閥桿力矩大大的減小。
3、金屬硬密封固定式球閥改進(jìn)方案螺線(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
閥座上下各設(shè)有2個(gè)傳動(dòng)銷(xiāo)與傳動(dòng)盤(pán)上的4條螺線(xiàn)槽相嚙合,螺線(xiàn)槽的螺距為1mm。螺線(xiàn)槽的位置,在閥門(mén)開(kāi)位時(shí)閥座上傳動(dòng)銷(xiāo)的位置為起始點(diǎn),逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°為螺線(xiàn)槽終點(diǎn)(圖2) 。傳動(dòng)盤(pán)通過(guò)鍵與閥桿聯(lián)在一起并隨球體轉(zhuǎn)動(dòng)。在啟閉閥門(mén)時(shí),球體和傳動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)傳動(dòng)盤(pán)上的螺線(xiàn)槽將動(dòng)力傳到閥座上,使閥座沿軸線(xiàn)產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
操作使用說(shuō)明：
1）操作前須確認(rèn)管路和閥已被沖洗過(guò)；
2）閥的操作按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入信號(hào)大小帶動(dòng)閥桿旋轉(zhuǎn)完成：正向旋轉(zhuǎn)1/4圈（90°）時(shí)，閥關(guān)斷。反向旋轉(zhuǎn)1/4圈（90°）時(shí)，閥開(kāi)啟；
3）當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方向指示箭頭與管線(xiàn)平行時(shí)，閥門(mén)為開(kāi)啟狀態(tài)；指示箭頭與管線(xiàn)垂直時(shí)，閥門(mén)為關(guān)閉狀態(tài)；
4、金屬硬密封固定式球閥改進(jìn)方案結(jié)語(yǔ)
本硬密封球閥與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單,體積小和質(zhì)量輕等特點(diǎn),此結(jié)構(gòu)還具有雙向密封、防火、防靜電功能。主要的是實(shí)現(xiàn)了球體與閥座之間基本無(wú)摩擦,延長(zhǎng)了閥門(mén)的使用壽命,減小了閥門(mén)的啟閉力矩。該結(jié)構(gòu)特別適用大口徑電動(dòng)球閥,節(jié)能效果非常顯著。
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