《球阀基础知识.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《球阀基础知识.pptx（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1球阀基础知识球阀基础知识球阀基础知识球阀基础知识球阀基础知识球阀基础知识n n球阀即以球体作为启闭件的阀门。球阀即以球体作为启闭件的阀门。球阀即以球体作为启闭件的阀门。球阀即以球体作为启闭件的阀门。随着加工技术、检测技术与智随着加工技术、检测技术与智能控制技术的突飞猛进，以及各种密封新材料的不断涌现，球阀能控制技术的突飞猛进，以及各种密封新材料的不断涌现，球阀产品将得到越来越广泛的应用。目前球阀产品不仅在一般工业管产品将得到越来越广泛的应用。目前球阀产品不仅在一般工业管道得到了应用，而且在西气东输、煤制油工程以及核工业、宇航道得到了应用，而且在西气东输、煤制油工程以及核工业、宇航工业输
2、送管线上得到普遍应用。工业输送管线上得到普遍应用。n n早在早在1919世纪世纪8080年代美国就开始设计球阀，但是当时缺乏适当的密封年代美国就开始设计球阀，但是当时缺乏适当的密封圈材料，限制了球阀产品的发展。直到本世纪圈材料，限制了球阀产品的发展。直到本世纪5050年代，聚四氟乙年代，聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现以及机床工业的发展才使球阀产品的发烯等弹性密封材料的出现以及机床工业的发展才使球阀产品的发展出现转机并得到飞速发展。展出现转机并得到飞速发展。第1页/共35页n n制技术的突飞猛进，以及各种密封新材料的不断涌现，球阀产品制技术的突飞猛进，以及各种密封新材料的不断涌现，球阀产品将得到
3、越来越广泛的应用。目前球阀产品不仅在一般工业管道得将得到越来越广泛的应用。目前球阀产品不仅在一般工业管道得到了应用，而且在西气东输、煤制油工程以及核工业、宇航工业到了应用，而且在西气东输、煤制油工程以及核工业、宇航工业输送管线上得到普遍应用。输送管线上得到普遍应用。n n早在早在1919世纪世纪8080年代美国就开始设计球阀，但是当时缺乏适当的密封年代美国就开始设计球阀，但是当时缺乏适当的密封圈材料，限制了球阀产品的发展。直到本世纪圈材料，限制了球阀产品的发展。直到本世纪5050年代，聚四氟乙年代，聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现以及机床工业的发展才使球阀产品的发烯等弹性密封材料的出现以及机床工
4、业的发展才使球阀产品的发展出现转机并得到飞速发展。展出现转机并得到飞速发展。第2页/共35页第3页/共35页n n二、球阀分类二、球阀分类n n球阀的结构型式和品种规格极其繁多，而且新产品新结构仍然在不断涌现。根据球阀的特点和用途，球阀可分为若干种类型。n n（一）按球体的支撑方式分类（一）按球体的支撑方式分类：可分为浮动球球阀和固定球球浮动球球阀和固定球球阀阀n n1、浮动球球阀：、浮动球球阀：其主要特点是球体无支撑轴，球体系藉阀门进、出口两端的阀座予以支撑，阀杆与球体为活动连接，见图91。这种球阀的球体被两阀座夹持其中而呈“浮动状态”。球体通过阀杆借助于手柄或其他驱 第4页/共35页n n
5、动装置可以自由地在两阀座之间旋转。当球体的流道孔动装置可以自由地在两阀座之间旋转。当球体的流道孔与阀门通道孔对准时，球阀呈开启状态，流体畅通，阀与阀门通道孔对准时，球阀呈开启状态，流体畅通，阀门的流体阻力最小。当将球体转动门的流体阻力最小。当将球体转动9090时，球体的流道时，球体的流道孔与阀门通道孔相垂直，球阀处于关闭状态，球体在流孔与阀门通道孔相垂直，球阀处于关闭状态，球体在流体压力的作用下，被推向阀门出口端（简称阀后）阀座，体压力的作用下，被推向阀门出口端（简称阀后）阀座，使之压紧并保证密封。使之压紧并保证密封。n n浮动球阀的主要优点：结构简单、制造方便、成本低廉、浮动球阀的主要优点：
6、结构简单、制造方便、成本低廉、工作可靠。浮动球阀的密封性能与流体压力有关。在其工作可靠。浮动球阀的密封性能与流体压力有关。在其他条件相同的情况下，一般来说压力越高越容易密封。他条件相同的情况下，一般来说压力越高越容易密封。但是应考虑到阀座材料能否经受得住球体传递给它的载但是应考虑到阀座材料能否经受得住球体传递给它的载荷，因为流体压力在球体上所产生的作用力将全部传递荷，因为流体压力在球体上所产生的作用力将全部传递给阀后阀座。此外，对于较大尺寸的浮动球阀，当压力给阀后阀座。此外，对于较大尺寸的浮动球阀，当压力较高时，操作转矩增大，而且球体自重也较大，自重在较高时，操作转矩增大，而且球体自重也较大，
7、自重在阀座密封面上所产生的压力分布是不均匀的，一般来说阀座密封面上所产生的压力分布是不均匀的，一般来说沿通道直径水平面上半圈压力较小，下半圈压力较大，沿通道直径水平面上半圈压力较小，下半圈压力较大，导致阀座磨损不均匀而发生渗漏。因此浮动球阀一般适导致阀座磨损不均匀而发生渗漏。因此浮动球阀一般适用于用于 PN10PN10，DN200DN200的阀门。的阀门。第5页/共35页n n为了使浮动球阀在较低的工作压力下具有良好的密封性能，球体为了使浮动球阀在较低的工作压力下具有良好的密封性能，球体与阀座之间必须施加一定的预紧力。预紧力不足，不能保证密封，与阀座之间必须施加一定的预紧力。预紧力不足，不能保
8、证密封，而过大的预紧力又会使摩擦转矩增加，还可能导致阀座材料产生而过大的预紧力又会使摩擦转矩增加，还可能导致阀座材料产生塑性变形而破坏密封性能。对于低压球阀，可通过调整中法兰之塑性变形而破坏密封性能。对于低压球阀，可通过调整中法兰之间的密封垫片的厚度来限制其间的密封垫片的厚度来限制其动球阀工作时的密封性与可靠性，动球阀工作时的密封性与可靠性，动球阀工作时的密封性与可靠性，动球阀工作时的密封性与可靠性，设计时应注意：设计时应注意：设计时应注意：设计时应注意：预紧力。预紧力。n n为为为为保保保保证证证证浮浮浮浮动动动动球球球球阀阀阀阀工工工工作作作作时时时时的的的的密密密密封封封封性性性性与与与
9、与可可可可靠靠靠靠性性性性，设设设设计计计计时时时时应应应应注意：注意：注意：注意：n n a.a.球球球球体体体体和和和和阀阀阀阀座座座座的的的的接接接接触触触触面面面面上上上上应应应应具具具具有有有有足足足足够够够够的的的的密密密密封封封封比比比比压压压压，但要满足密封条件。但要满足密封条件。但要满足密封条件。但要满足密封条件。n n b.b.阀座与阀体凹槽底面的密封比压应与球体接触面阀座与阀体凹槽底面的密封比压应与球体接触面阀座与阀体凹槽底面的密封比压应与球体接触面阀座与阀体凹槽底面的密封比压应与球体接触面上的密封比压相当。如密封比压不足可减小阀座底面上的密封比压相当。如密封比压不足可减
10、小阀座底面上的密封比压相当。如密封比压不足可减小阀座底面上的密封比压相当。如密封比压不足可减小阀座底面外径或加大内径，也可在底面开几条顶角为外径或加大内径，也可在底面开几条顶角为外径或加大内径，也可在底面开几条顶角为外径或加大内径，也可在底面开几条顶角为6060、深、深、深、深1-1-2mm2mm的三角形同心圆槽。的三角形同心圆槽。的三角形同心圆槽。的三角形同心圆槽。n n c.c.球体应有正确的几何形状及合适的表面粗糙度。球体应有正确的几何形状及合适的表面粗糙度。球体应有正确的几何形状及合适的表面粗糙度。球体应有正确的几何形状及合适的表面粗糙度。n n d.d.合理选用密封材料合理选用密封材
11、料合理选用密封材料合理选用密封材料第6页/共35页n n目前较理想的施加预紧力的方法是采用弹性阀座的球阀，目前较理想的施加预紧力的方法是采用弹性阀座的球阀，弹性阀座能大大增加阀座本身的弹性变形范围，使之在弹性阀座能大大增加阀座本身的弹性变形范围，使之在低压或高压下都能保持良好的密封性能。只要在弹性阀低压或高压下都能保持良好的密封性能。只要在弹性阀座有弹性变形范围之内工作，就能基本保持其密封比压座有弹性变形范围之内工作，就能基本保持其密封比压恒定，使阀座不至因过载而损坏。弹性阀座的结构示例恒定，使阀座不至因过载而损坏。弹性阀座的结构示例如下：如下：第7页/共35页n n2 2、固固定定球球球球阀
12、阀：球球体体与与上上、下下阀阀杆杆连连成成一一体体，或或制制成成整整体体连连轴轴式式球球，即即球球体体与与上上、下下阀阀杆杆锻锻（焊焊）成成一一体体装装在在轴轴承承上上，球球体体可可沿沿与与阀阀门门通通道道相相垂垂直直的的轴轴线线自自由由转转动动，但但不不能能沿沿通通道道轴轴线线移移动动。因因此此，固固定定球球阀阀工工作作时时，阀阀前前流流体体压压力力在在球球体体上上所所产产生生的的作作用用力力全全部部传传递递给给轴轴承承，不不会会使使球球体体向向阀阀后后阀阀座座移移动动，因因而而阀阀座座不不会会承承受受过过大大的的压压力力，所所以以固固定定球球阀阀的的转转矩矩小小、阀阀座座变变形形小小，密密
13、封封性性能能稳稳定，使用寿命长，适用于高压、大通径的场合。定，使用寿命长，适用于高压、大通径的场合。n n 第8页/共35页第9页/共35页n n固定球球阀的密封关键在于正确选用弹性密封阀座的结构形式，合理设计阀固定球球阀的密封关键在于正确选用弹性密封阀座的结构形式，合理设计阀座的各部份尺寸，巧妙地借助于流体压力或弹簧作用力来达到密封要求。座的各部份尺寸，巧妙地借助于流体压力或弹簧作用力来达到密封要求。n n（二）按球体安装方式分类（二）按球体安装方式分类（二）按球体安装方式分类（二）按球体安装方式分类n n可分为顶装式可分为顶装式(上装式上装式)、侧装式、斜装式等。对于侧装式球阀，根据使用场
14、合、侧装式、斜装式等。对于侧装式球阀，根据使用场合的不同以及通径的大小，阀体有整体式与分体式两种，分体式又分为二分体的不同以及通径的大小，阀体有整体式与分体式两种，分体式又分为二分体（两片式）与三分体（三片式）。（两片式）与三分体（三片式）。n n1 1、上装式球阀、上装式球阀、上装式球阀、上装式球阀n n上装式球阀的结构特点是阀体做成整体，其上部设有阀盖，球体、密封圈、上装式球阀的结构特点是阀体做成整体，其上部设有阀盖，球体、密封圈、阀座均从阀体上部装入。上装式球阀的优点：检修或更换阀座时，不必将球阀座均从阀体上部装入。上装式球阀的优点：检修或更换阀座时，不必将球阀从管线上拆下来，仅打开阀盖
15、，将球体吊出即可，这给地下管线，特别是阀从管线上拆下来，仅打开阀盖，将球体吊出即可，这给地下管线，特别是原子能工业用球阀带来很大方便。对于三通、四通及多通球阀，因其球体较原子能工业用球阀带来很大方便。对于三通、四通及多通球阀，因其球体较大，从任何一端通道装入或取出都不方便，而且多通球阀的阀体中腔本身就大，从任何一端通道装入或取出都不方便，而且多通球阀的阀体中腔本身就很大，采用上装式比侧装式更为优越。很大，采用上装式比侧装式更为优越。n n上装式球阀的缺点是阀体体积大，重量重，因此，一般不用于高压场合。上装式球阀的缺点是阀体体积大，重量重，因此，一般不用于高压场合。n n上装式球阀图例如下：上装
16、式球阀图例如下：n n 图例图例9 94 4 四通球阀（上装式）四通球阀（上装式）图例图例9 95 5 上装式固定球阀上装式固定球阀n n2 2、侧装式球阀、侧装式球阀、侧装式球阀、侧装式球阀n n（1 1）侧装整体式球阀）侧装整体式球阀n n球体从阀体一端装入，用螺套将阀座与球体固定并压紧。这种球阀结构简单，球体从阀体一端装入，用螺套将阀座与球体固定并压紧。这种球阀结构简单，零件数量少，制造及安装方便，适用于较小通径的场合，特别是对于粘稠或零件数量少，制造及安装方便，适用于较小通径的场合，特别是对于粘稠或易结晶的介质，如尿素等需要将阀体作成保温夹套的场合几乎都是采用侧装易结晶的介质，如尿素等
17、需要将阀体作成保温夹套的场合几乎都是采用侧装整体式结构。见图整体式结构。见图9 96 6。第10页/共35页图例94 四通球阀（上装式）图例95 上装式固定球阀第11页/共35页n n2 2、侧装式球阀、侧装式球阀、侧装式球阀、侧装式球阀n n（1 1）侧装整体式球阀）侧装整体式球阀n n球体从阀体一端装入，用螺套将阀座与球体固定并压紧。球体从阀体一端装入，用螺套将阀座与球体固定并压紧。这种球阀结构简单，零件数量少，制造及安装方便，适这种球阀结构简单，零件数量少，制造及安装方便，适用于较小通径的场合，特别是对于粘稠或易结晶的介质，用于较小通径的场合，特别是对于粘稠或易结晶的介质，如尿素等需要将
18、阀体作成保温夹套的场合几乎都是采用如尿素等需要将阀体作成保温夹套的场合几乎都是采用侧装整体式结构。侧装整体式结构。第12页/共35页n n（2 2）侧装二分体式球阀（两片式球阀）侧装二分体式球阀（两片式球阀）n n将阀体沿通道轴线相垂直的截面分为不对称的左右两半，将阀体沿通道轴线相垂直的截面分为不对称的左右两半，球体从截分面孔装入，左右两半阀体用法兰连接或螺纹球体从截分面孔装入，左右两半阀体用法兰连接或螺纹连接的球阀。连接的球阀。n n由于阀体分为两半，与整体式相比，半个阀体单件重量由于阀体分为两半，与整体式相比，半个阀体单件重量较轻，铸造（锻造）及机械加工方便，这种球阀适于推较轻，铸造（锻造
19、）及机械加工方便，这种球阀适于推广。图广。图9 91 1、9 92 2均为侧装二分体式球阀。均为侧装二分体式球阀。n n（3 3）侧装三分体式球阀（三片式球阀）侧装三分体式球阀（三片式球阀）n n对于公称尺寸较大的球阀，为方便加工制造及装配，常对于公称尺寸较大的球阀，为方便加工制造及装配，常采用侧装三分体式结构，即将阀体在两阀座部位沿与通采用侧装三分体式结构，即将阀体在两阀座部位沿与通道轴线相垂直的截面分为三部分，整台阀门沿阀杆中心道轴线相垂直的截面分为三部分，整台阀门沿阀杆中心轴线左右对称，线条流畅，外形美观，制造方便，适宜轴线左右对称，线条流畅，外形美观，制造方便，适宜于用小设备制造大阀门
20、。这种结构的缺点是增加了一对于用小设备制造大阀门。这种结构的缺点是增加了一对大法兰，阀体总重量有所增加。大法兰，阀体总重量有所增加。第13页/共35页图97 侧装三分体式球阀 第14页/共35页n n（三）按球体结构分类（三）按球体结构分类（三）按球体结构分类（三）按球体结构分类n n1 1、整体球球阀、整体球球阀n n整体球球阀是球阀启、闭件最常用的结构形式。所谓整整体球球阀是球阀启、闭件最常用的结构形式。所谓整体球，即是在一只完整的球体上加工出直通、三通及多体球，即是在一只完整的球体上加工出直通、三通及多通圆孔流道。此外，整体球的流道还可加工成圆锥形孔通圆孔流道。此外，整体球的流道还可加工
21、成圆锥形孔或其他形状的流通截面，这种特殊截面形状的球阀一般或其他形状的流通截面，这种特殊截面形状的球阀一般作为节流阀用。作为节流阀用。n n直通式球阀直通式球阀n n流体通过阀门后不改变流动方向，通过驱动装置操纵球流体通过阀门后不改变流动方向，通过驱动装置操纵球体，使之截断或接通管道中的流体。直通式球阀是最基体，使之截断或接通管道中的流体。直通式球阀是最基本、最普通，也是使用最广泛的一种球阀。图本、最普通，也是使用最广泛的一种球阀。图9 91 1、9 92 2均为直通式球阀。均为直通式球阀。n n直角式球阀直角式球阀n n其特点是进、出口通道成其特点是进、出口通道成9090相交，球体的流道呈相
22、交，球体的流道呈L L形。形。流体通过直角式球阀后，要产生流体通过直角式球阀后，要产生9090转弯。转弯。n nL L形三通球阀形三通球阀n n如下图如下图9 98 8所示，所示，L L形三通球阀的阀体分三个通道，其中形三通球阀的阀体分三个通道，其中B B、C C通道共轴，通道共轴，A A通道与通道与B B、C C相垂直。相垂直。第15页/共35页T形三通球阀T形三通球阀的球体加工成相互垂直的T形，其他结构原理与L形三同相同。见图99所示。第16页/共35页第17页/共35页n nY Y形三通球阀形三通球阀n n2 2、半球体球阀、半球体球阀n n球阀往往是依靠阀前或阀后球阀往往是依靠阀前或阀
23、后阀座达到单向密封，只有极阀座达到单向密封，只有极个别特殊场合才使用阀前、个别特殊场合才使用阀前、阀后双向密封。因此，在通阀后双向密封。因此，在通常情况下只有一半球面起密常情况下只有一半球面起密封作用，于是产生了如图所封作用，于是产生了如图所示的半球体球阀。示的半球体球阀。n n半球体球阀的主要特点上重半球体球阀的主要特点上重量轻、球体精加工表面积小，量轻、球体精加工表面积小，因此这种结构球阀近年来逐因此这种结构球阀近年来逐步受到重视。步受到重视。n nV V形球阀属半球体球阀，但其形球阀属半球体球阀，但其设计构思与用途却不同，主设计构思与用途却不同，主要用输送纤维、纸浆等粘稠要用输送纤维、纸
24、浆等粘稠性介质。球体上的性介质。球体上的V V形口能起形口能起切断机作用，以避免纤维物切断机作用，以避免纤维物料在球体、阀体和阀座之间。料在球体、阀体和阀座之间。此外，此外，V V形球阀还可广泛用来形球阀还可广泛用来调节流体流量。调节流体流量。第18页/共35页n n（四）按球阀用途分（四）按球阀用途分（四）按球阀用途分（四）按球阀用途分n n上述介绍了按结构形式分类的各种普通用途球阀。在特上述介绍了按结构形式分类的各种普通用途球阀。在特殊工况下使用的球阀，按球阀用途可分为真空球阀、低殊工况下使用的球阀，按球阀用途可分为真空球阀、低温及超低温球阀、高温球阀、保温球阀、耐腐蚀衬里球温及超低温球阀
25、、高温球阀、保温球阀、耐腐蚀衬里球阀、耐磨球阀、收发球球阀、全塑球阀以及多功能球阀阀、耐磨球阀、收发球球阀、全塑球阀以及多功能球阀等。等。n n1 1、真空球阀、真空球阀n n在真空场合使用的球阀即真空球阀。在结构上，真空球在真空场合使用的球阀即真空球阀。在结构上，真空球阀与一般球阀并无特殊之处，只是在选材、加工及试验阀与一般球阀并无特殊之处，只是在选材、加工及试验要求上必须满足真空技术要求。作为真空球阀，零件材要求上必须满足真空技术要求。作为真空球阀，零件材质必须致密，阀体内表面需经机械加工或抛光，零件装质必须致密，阀体内表面需经机械加工或抛光，零件装配前需经严格清洗，装配好的阀门必须严格保
26、持清洁，配前需经严格清洗，装配好的阀门必须严格保持清洁，以保证抽真空和保持真空度。以保证抽真空和保持真空度。n n由于在真空下作业，球阀不能靠流体压力推动球体压紧由于在真空下作业，球阀不能靠流体压力推动球体压紧阀座或流体压力推动阀座压紧球体来达到密封，而只能阀座或流体压力推动阀座压紧球体来达到密封，而只能靠预紧力达到密封。为补偿阀座的磨损、保持密封力恒靠预紧力达到密封。为补偿阀座的磨损、保持密封力恒定，真空球阀宜采用弹性阀座的密封结构。定，真空球阀宜采用弹性阀座的密封结构。n n真空阀门的设计和性能测试按真空阀门的设计和性能测试按ZBJ78005ZBJ78005真空阀门技术真空阀门技术条件条件
27、和和ZBJ78006ZBJ78006真空阀门性能测量方法真空阀门性能测量方法进行。进行。第19页/共35页n n2 2、低温及超低温球阀、低温及超低温球阀n n在低温及超低温介质工况使用的球阀称为低温及超低温在低温及超低温介质工况使用的球阀称为低温及超低温球阀。低温及超低温球阀应满足以下要求：球阀。低温及超低温球阀应满足以下要求：n n 冷损失小；冷损失小；n n 在低温环境下工作可靠；在低温环境下工作可靠；n n 热容量小；热容量小；n n 结构简单、流体阻力小；结构简单、流体阻力小；n n 阀体适宜于安装在保温箱里，但阀门的启、闭机构应阀体适宜于安装在保温箱里，但阀门的启、闭机构应露在保温
28、箱外。露在保温箱外。n n低温阀门最突出的问题是填料密封问题。在低温下，填低温阀门最突出的问题是填料密封问题。在低温下，填料的弹性消失，密封性能大大降低，流体很容易从填料料的弹性消失，密封性能大大降低，流体很容易从填料函处渗漏出来，致使该部位冻结，影响阀门的正常操作。函处渗漏出来，致使该部位冻结，影响阀门的正常操作。为此，为此，低温球阀多采用加长阀杆的结构低温球阀多采用加长阀杆的结构低温球阀多采用加长阀杆的结构低温球阀多采用加长阀杆的结构，以增加填料函，以增加填料函部位与阀体体腔之间的温度梯度，部位与阀体体腔之间的温度梯度，使填料函处的温度保使填料函处的温度保使填料函处的温度保使填料函处的温度
29、保持在持在持在持在0 0以上以上以上以上，第20页/共35页n n改善填料函的工作条件，延长填料的使用寿命，减少冷改善填料函的工作条件，延长填料的使用寿命，减少冷损。同时也便于将阀门安装在真空外壳或具有绝热层的损。同时也便于将阀门安装在真空外壳或具有绝热层的壳体里。对于必须安装在保温箱外的低温球阀，整台阀壳体里。对于必须安装在保温箱外的低温球阀，整台阀门则宜采用真空夹套保冷。门则宜采用真空夹套保冷。n n3 3、高温球阀、高温球阀n n在高温介质工况使用的球阀称为高温球阀。球阀的使用在高温介质工况使用的球阀称为高温球阀。球阀的使用温度通常取决于阀座材料的耐温性能。当球阀阀座采用温度通常取决于阀
30、座材料的耐温性能。当球阀阀座采用聚四氟乙烯或尼龙材料制造，其使用温度为聚四氟乙烯或尼龙材料制造，其使用温度为 200200。对。对于高温球阀（通常指温度高于于高温球阀（通常指温度高于250250），其设计的关键是：），其设计的关键是：n n 正确选用适合于高温下使用的密封材料；正确选用适合于高温下使用的密封材料；n n 如何补偿阀座在使用过程中的磨损以及协调阀体、阀如何补偿阀座在使用过程中的磨损以及协调阀体、阀座和球体三者之间由于装配温度与使用温度不同的温差座和球体三者之间由于装配温度与使用温度不同的温差变形。变形。n n一般情况下，高温球阀采用金属对金属的密封副即金属一般情况下，高温球阀采用
31、金属对金属的密封副即金属密封球阀，其特点是球体和阀体都是用耐高温的金属材密封球阀，其特点是球体和阀体都是用耐高温的金属材料制造，阀座为金属或耐热合金（如钴铬钨硬质合金等）料制造，阀座为金属或耐热合金（如钴铬钨硬质合金等）制造。制造。第21页/共35页n n金属对金属密封副高温球阀的优点是：适用温度范围广，金属对金属密封副高温球阀的优点是：适用温度范围广，各种金属材料的热膨胀系数相差不大，只要选用得当，各种金属材料的热膨胀系数相差不大，只要选用得当，可以达到基本一致，有利于协调温差变形。缺点是金属可以达到基本一致，有利于协调温差变形。缺点是金属材料硬度高，达到密封所必须的比压亦高，在通径较小材料
32、硬度高，达到密封所必须的比压亦高，在通径较小和压力较低场合，难以靠流体压力达到密封，即使是采和压力较低场合，难以靠流体压力达到密封，即使是采用预紧力达到密封，但因密封比压大，阀座和球体之间用预紧力达到密封，但因密封比压大，阀座和球体之间的磨损必须很大，而且金属与金属的摩擦系数比较大，的磨损必须很大，而且金属与金属的摩擦系数比较大，球阀的启、闭转矩亦大。球阀的启、闭转矩亦大。n n4 4、保温球阀、保温球阀n n对于输送如尿素等易于结晶的物料或者粘稠流体（如含对于输送如尿素等易于结晶的物料或者粘稠流体（如含蜡质和沥清较高的石油等）场合，常采用加热保温的办蜡质和沥清较高的石油等）场合，常采用加热保
33、温的办法，以防止物料结晶或降低流体粘度，增加流动性，避法，以防止物料结晶或降低流体粘度，增加流动性，避免阀门被堵塞和减小工程的动力消耗。按加热方式，保免阀门被堵塞和减小工程的动力消耗。按加热方式，保温球阀有外加热式和内加热式两种。温球阀有外加热式和内加热式两种。n n1 1）外加热式保温球阀）外加热式保温球阀n n一般称为夹套式保温球阀，其阀体采用整体结构，球体一般称为夹套式保温球阀，其阀体采用整体结构，球体和阀座从侧面装入，并用堵头顶住和压紧。球体为浮动和阀座从侧面装入，并用堵头顶住和压紧。球体为浮动式，保温夹套用铸件或钢板冲压焊接而成。在夹套上设式，保温夹套用铸件或钢板冲压焊接而成。在夹套
34、上设有供加热水蒸汽引入或排出的接管嘴。有供加热水蒸汽引入或排出的接管嘴。第22页/共35页n n这种加热保温球阀结构较简单，制造方便，但外形尺寸这种加热保温球阀结构较简单，制造方便，但外形尺寸大，热损失大，加热效率低。大，热损失大，加热效率低。n n2 2）内加热式保温球阀）内加热式保温球阀 n n它是将球体作成空心夹层，通入水蒸汽或用电阻丝加热。它是将球体作成空心夹层，通入水蒸汽或用电阻丝加热。内加热式保温球阀虽然结构较复杂，加工制造较困难，内加热式保温球阀虽然结构较复杂，加工制造较困难，但结构尺寸小，加热效率高。但结构尺寸小，加热效率高。n n5 5、耐腐蚀衬里球阀、耐腐蚀衬里球阀n n对
35、于输送强腐蚀性介质的场合，如硫酸、硝酸、盐酸等对于输送强腐蚀性介质的场合，如硫酸、硝酸、盐酸等介质，虽然可以采用不锈钢等耐腐蚀金属材料制造，但介质，虽然可以采用不锈钢等耐腐蚀金属材料制造，但成本高。如采用衬里球阀，则既具有优良的耐腐蚀性能，成本高。如采用衬里球阀，则既具有优良的耐腐蚀性能，又能节省贵重金属，是较为理想的耐腐蚀阀门。又能节省贵重金属，是较为理想的耐腐蚀阀门。n n耐腐蚀衬里球阀的阀体、球体和阀杆等，可选用铸铁、耐腐蚀衬里球阀的阀体、球体和阀杆等，可选用铸铁、铸钢制造，用以承受介质压力，与腐蚀性介质直接接触铸钢制造，用以承受介质压力，与腐蚀性介质直接接触的零件表面则衬以一层厚为的零
36、件表面则衬以一层厚为2 23mm3mm的塑料，如的塑料，如F-3F-3、F-46F-46等，以抵抗介质的浸蚀，达到合理用材。等，以抵抗介质的浸蚀，达到合理用材。n n近年来，又出现了一种喷涂塑料球阀，即在上述衬塑料近年来，又出现了一种喷涂塑料球阀，即在上述衬塑料部位采用喷涂聚苯硫醚等耐腐蚀塑料的办法达到上述要部位采用喷涂聚苯硫醚等耐腐蚀塑料的办法达到上述要求，其制造成本更低。求，其制造成本更低。第23页/共35页n n6 6、耐磨球阀、耐磨球阀n n对于输送高硬度的颗粒性介质的场合，如氧化铝、煤粉对于输送高硬度的颗粒性介质的场合，如氧化铝、煤粉等介质，其硬度往往达到等介质，其硬度往往达到HRC
37、60HRC60以上，采用通用的金属以上，采用通用的金属密封球阀，其密封副经受不了介质的长时间冲刷。这种密封球阀，其密封副经受不了介质的长时间冲刷。这种耐磨球阀一般情况下可采用对球阀及阀座喷涂耐磨球阀一般情况下可采用对球阀及阀座喷涂WC/CoWC/Co等等超硬材料进行处理。超硬材料进行处理。n n7 7、收发球球阀、收发球球阀n n在一条管道内连续交替地输送不同的油品，称为油品顺在一条管道内连续交替地输送不同的油品，称为油品顺序输送。如图序输送。如图2-712-71所示，当顺序输送油品时，为减少混所示，当顺序输送油品时，为减少混油，在输送管道的起点站，要用收发球球阀于两种油品油，在输送管道的起点
38、站，要用收发球球阀于两种油品的分界面处投放若干个隔离球；经过中间泵站后，再用的分界面处投放若干个隔离球；经过中间泵站后，再用收发球球阀将隔离球取出，换发新隔离球，或使旧隔离收发球球阀将隔离球取出，换发新隔离球，或使旧隔离球继续越站运行；到达终点站时，仍用收发球球阀将隔球继续越站运行；到达终点站时，仍用收发球球阀将隔离球取出。离球取出。n n8 8、多功能球阀、多功能球阀、多功能球阀、多功能球阀n n为简化工艺流程，便于操作控制，减少阀门用量，导致为简化工艺流程，便于操作控制，减少阀门用量，导致了多功能阀门或一阀多用途阀门的出现。如通常所用的了多功能阀门或一阀多用途阀门的出现。如通常所用的截止止
39、回阀，即是将截止阀升降式止回阀合二而一，兼截止止回阀，即是将截止阀升降式止回阀合二而一，兼有两种功能。近年来，球阀出现了向多功能阀方向发展有两种功能。近年来，球阀出现了向多功能阀方向发展的趋势，如蝶式球阀和止回式球阀即属此类阀门。的趋势，如蝶式球阀和止回式球阀即属此类阀门。第24页/共35页n n9 9、全塑球阀、全塑球阀、全塑球阀、全塑球阀n n全塑球阀是本世纪全塑球阀是本世纪8080年代随着塑料工业的发展而产生的，年代随着塑料工业的发展而产生的，它与金属球阀相比，最显著的优点是：轻巧、灵便、美它与金属球阀相比，最显著的优点是：轻巧、灵便、美观、耐用。全塑球阀特别适用于低压（观、耐用。全塑球
40、阀特别适用于低压（PN1MPaPN1MPa），常），常温（温（8080）的酸碱介质，如水处理系统和酸洗设备中。）的酸碱介质，如水处理系统和酸洗设备中。这种球阀的阀体、球体、阀杆、连接螺母等一般用硬聚这种球阀的阀体、球体、阀杆、连接螺母等一般用硬聚氯乙烯和聚丙烯制造，阀座密封圈为聚四氟乙烯制成，氯乙烯和聚丙烯制造，阀座密封圈为聚四氟乙烯制成，我国目前已能制造我国目前已能制造DN15DN15100mm100mm的全塑球阀。的全塑球阀。n n（五）其他分类方法（五）其他分类方法（五）其他分类方法（五）其他分类方法n n按球阀与管道的连接方式、按球阀的驱动方式分我们在按球阀与管道的连接方式、按球阀的驱
41、动方式分我们在第一讲中就讲过，这里就不一一进行介绍。第一讲中就讲过，这里就不一一进行介绍。n n三、球阀的型号编制三、球阀的型号编制三、球阀的型号编制三、球阀的型号编制n n根据根据JB/T 308JB/T 308，一般工业用球阀的型号编制方法中结构，一般工业用球阀的型号编制方法中结构形式代号如下：形式代号如下：第25页/共35页n n四、常用球阀产品标准四、常用球阀产品标准四、常用球阀产品标准四、常用球阀产品标准n n国内标准：国内标准：n nGB/T 12237GB/T 122372007 2007 石油、石化及相关工业用的钢制石油、石化及相关工业用的钢制球阀球阀n n GB/T 1518
42、5-1994 GB/T 15185-1994 铁制与铜制球阀铁制与铜制球阀n n GB/T 19672 GB/T 196722005 2005 管线阀门管线阀门 技术条件技术条件n nJB/T 7745-1995 JB/T 7745-1995 管线球阀管线球阀n n国外标准：国外标准：n n API 608API 6082002 2002 法兰、螺纹和焊连接金属球阀法兰、螺纹和焊连接金属球阀n n API 6D API 6D2002 2002 石油与天然气工业石油与天然气工业管道输送管道输送系统系统管线阀门管线阀门n nISO 7121ISO 71212006 2006 法兰型钢制球阀法兰型钢
43、制球阀n nISO 14313ISO 143131999 1999 石油与天然气工业石油与天然气工业管道输送系统管道输送系统管线阀门管线阀门n nBS EN ISO 17292-2004 BS EN ISO 17292-2004 石油、石油化工及相关工业用金石油、石油化工及相关工业用金属球阀属球阀n nAWWA C507AWWA C5072005 2005 从从6 6英寸到英寸到4848英寸的球阀英寸的球阀n n五、球阀密封结构五、球阀密封结构五、球阀密封结构五、球阀密封结构第26页/共35页n n根据阀门渗漏的部位和性质，可分为内漏和外漏之分，根据阀门渗漏的部位和性质，可分为内漏和外漏之分，
44、对球阀而言，内漏发生于阀座与球体以及阀座与阀体之对球阀而言，内漏发生于阀座与球体以及阀座与阀体之间的接触面上，外漏则往往发生在填料函处，也有可能间的接触面上，外漏则往往发生在填料函处，也有可能在连接法兰与垫片之间。在连接法兰与垫片之间。n n1 1、球阀的阀座结构、球阀的阀座结构n n阀门内漏的流体虽然未流到外界，不会污染环境，也没阀门内漏的流体虽然未流到外界，不会污染环境，也没有流体损失，但其危害性仍十分严重，轻则影响产品的有流体损失，但其危害性仍十分严重，轻则影响产品的质量，重则由于渗漏串通将酿成恶性事故。应根据工艺质量，重则由于渗漏串通将酿成恶性事故。应根据工艺条件，如流体的性质、温度、
45、压力以及阀门通径等，设条件，如流体的性质、温度、压力以及阀门通径等，设计合理的阀座结构，选择合适的密封材料，以获得可靠计合理的阀座结构，选择合适的密封材料，以获得可靠的密封性能。的密封性能。n n1 1）普通阀座）普通阀座n n普通阀座球阀的特点：在预紧力或流体压力作用下，阀普通阀座球阀的特点：在预紧力或流体压力作用下，阀座与球体压紧，并使阀座材料产生弹塑性变形而达到密座与球体压紧，并使阀座材料产生弹塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用封，其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用下，能够补偿球体不圆度和表面微观不平度的程度。因下，能够补偿球体不圆度和表面微观不平
46、度的程度。因此，阀座与球体之间必需具有足够大的密封比压此，阀座与球体之间必需具有足够大的密封比压,并应满并应满足：足：第27页/共35页n n式中式中:保证阀门密封的必须比压（保证阀门密封的必须比压（MPaMPa）n n 阀门工作时的实际密封比压阀门工作时的实际密封比压 （MPaMPa）n n阀座材料的许用比压（阀座材料的许用比压（MPaMPa）n n普通阀座的结构如下图普通阀座的结构如下图:第28页/共35页n n上图所示普通阀座结构最简单，加工制造最方便，应用上图所示普通阀座结构最简单，加工制造最方便，应用也较普遍（浮动球软密封球阀），一般用于也较普遍（浮动球软密封球阀），一般用于DN20
47、0DN200及以及以下。下。n n2 2）弹性阀座）弹性阀座n n弹性阀座除了与普通阀座一样，在预紧力或流体压力弹性阀座除了与普通阀座一样，在预紧力或流体压力（或两者兼而有之）作用下，阀座材料产生弹塑性变形（或两者兼而有之）作用下，阀座材料产生弹塑性变形而达到密封外，还由于阀座本身的特殊结构或借助于弹而达到密封外，还由于阀座本身的特殊结构或借助于弹性元件，如金属弹簧骨架、弹簧等，在预紧力或流体压性元件，如金属弹簧骨架、弹簧等，在预紧力或流体压力下产生弹性变形，以补偿温差、压力、磨损等外界条力下产生弹性变形，以补偿温差、压力、磨损等外界条件变化对球阀密封性能的影响。件变化对球阀密封性能的影响。n
48、 na a、整体斜面弹性阀座、整体斜面弹性阀座n n整体型斜面弹性阀座有单斜面和双斜面之分，其结构如整体型斜面弹性阀座有单斜面和双斜面之分，其结构如下图所示。下图所示。第29页/共35页n nc c、金属骨架弹性阀座、金属骨架弹性阀座n nd d、圆柱螺旋弹簧弹性阀座、圆柱螺旋弹簧弹性阀座n ne e、波纹管弹性阀座、波纹管弹性阀座n nf f、蝶形弹簧弹性阀座、蝶形弹簧弹性阀座n n2 2、填料函的密封结构、填料函的密封结构n n3 3、阀体连接部位的密封结构、阀体连接部位的密封结构n n六、球阀的耐火、防静电和防异常升压结构六、球阀的耐火、防静电和防异常升压结构六、球阀的耐火、防静电和防异
49、常升压结构六、球阀的耐火、防静电和防异常升压结构n n球阀的阀座、填料等大多采用橡胶、氟塑料等非金属材球阀的阀座、填料等大多采用橡胶、氟塑料等非金属材料制成。当球阀用于输送石油、天然气以及氢气等易燃料制成。当球阀用于输送石油、天然气以及氢气等易燃易爆介质时，难免遇到意外的火灾。在这种情况下，高易爆介质时，难免遇到意外的火灾。在这种情况下，高分子密封材料就会软化，甚至烧毁，使球阀失去密封能分子密封材料就会软化，甚至烧毁，使球阀失去密封能力，即使球阀关闭，也不能有效地切断气源，造成严重力，即使球阀关闭，也不能有效地切断气源，造成严重后果。后果。n n球阀在启闭过程中，球体与阀座由于有相对运动，会因
50、球阀在启闭过程中，球体与阀座由于有相对运动，会因摩擦而产生静电荷，而橡胶、塑料等非金属材料是优良摩擦而产生静电荷，而橡胶、塑料等非金属材料是优良的电绝缘体，当静电荷积累到一定程度时，在有火花的的电绝缘体，当静电荷积累到一定程度时，在有火花的条件下就可能导致爆炸，这对于输送易燃易爆介质的场条件下就可能导致爆炸，这对于输送易燃易爆介质的场合特别危险。合特别危险。第30页/共35页n n同时，用于输送液化气的球阀，当它处于关闭状态时，同时，用于输送液化气的球阀，当它处于关闭状态时，积存在阀阀座之间的体腔内的液化气会因吸收外界热量积存在阀阀座之间的体腔内的液化气会因吸收外界热量而大量气化，造成体腔内压