固定球球閥的結構形式

（1）自動(dòng)泄放閥座

固定球球閥也是雙向的，從正和反兩個(gè)方向截斷介質(zhì)的流動(dòng)。圖3-15所示的閥座是前級密封，即進(jìn)口端閥座密封。因為是雙向的閥門(mén)，所以出口端閥座與進(jìn)口端閥座是同一結構對稱(chēng)設置。這樣，當腔體壓力高于出口壓力存在壓差時(shí)，能自動(dòng)泄放。

進(jìn)口端閥座在進(jìn)口端壓力高于閥腔中壓力時(shí)，作 用在進(jìn)口端閥座上的介質(zhì)壓力形成一個(gè)進(jìn)口端壓力差 Ap,這一壓差乘以環(huán)形面積F=0. 785（4—4）即為閥座的密封力，該力推動(dòng)閥座使球閥密封，截斷進(jìn)口端介質(zhì)。

出口端閥座在閥腔中的壓力大于出口端壓力時(shí)， 作用在出口端閥座上的介質(zhì)壓力形成一個(gè)壓力差Ap， 這一壓差乘以環(huán)形面積JF=0.785（名一4）即為作用于出口端閥座上的力，其方向推開(kāi)出口閥座，使腔體壓力泄放。

典型的自泄放閥座由閥座、密封環(huán)、彈簧、〇形

密封圈等組成。彈簧可以選用一組螺旋彈簧或一只碟形彈簧，可以設置在管線(xiàn)側閥座的底部，也可以設置在閥腔側閥座的背部。閥座與閥體側的密封，可以是〇形橡膠密封圈，也可以用由PTFE制成的V形碗。

（2）雙重密封閥座

圖3-16所示為雙重密封閥座的設計，只要調整密封環(huán)與0形橡膠密封圈的相對位置，或改變密封座尾部尺寸（圖3-16的辦）就可達到雙重密封功能， 又稱(chēng)之為“雙活塞效應”。

進(jìn)口端閥座在進(jìn)口端壓力高于閥腔中壓力時(shí)，作用在進(jìn)口端閥座上的介質(zhì)壓力形成一個(gè)壓力差該壓差乘以環(huán)形面積F=0.785（必2—山2）即為閥座的密封力，該力推動(dòng)閥座使球閥密封，截斷進(jìn)口端介質(zhì)。

出口端閥座在閥腔中的壓力大于出口端壓力時(shí)， 作用在出口端閥座上的介質(zhì)壓力形成一個(gè)壓力差Af， 該壓差乘以環(huán)形面積F=0.785（*2—A2）即為作用于出口端閥座上的力，該力也推動(dòng)閥座使球閥密封， 截斷腔體壓力向出口端流動(dòng)，即前級密封后級也密封。

雙重密封閥座的兩個(gè)閥座都具備正和反兩個(gè)方向切斷流體的功能，稱(chēng)之為隔離型閥座，而自泄放型閥座設計，就閥座本身而言是單向密封。

3. 3.3固定球球閥的結構

（1） 球體

介紹了密封座的各種結構形式設計之后，再來(lái)觀(guān)察固定球球閥的球體結構。固定球球閥的zui重要特征是球體在開(kāi)關(guān)過(guò)程中不偏離球體的回轉中心，球體上支軸的設計有三種結構形式：

①如圖3-14所示，球體上部有一個(gè)軸柄，下部 是一個(gè)軸孔，供一個(gè)固定軸插入，球體的結構是一個(gè)軸，一個(gè)孔的結構。

②如圖3-17 （a）和（b）所示，球體上是兩個(gè)上下的軸孔，分別由上軸和下軸插入，圖（a）所示 的結構適用于小口徑，在球體上軸孔的插人深度短， 只能承受較小的介質(zhì)力，圖（b）所示的結構，適用于大口徑，可承受較大的介質(zhì)力，而且支承軸頸和驅 動(dòng)軸分離，驅動(dòng)軸只承受轉矩的作用。

③如圖3-17 （c）所示，球體上是兩個(gè)外伸的 軸，垂直上下兩塊支撐板，介質(zhì)力通過(guò)軸頸和支撐板傳遞到閥體上，同樣，驅動(dòng)軸只承受單一的轉矩作用，分離了介質(zhì)力和操作力矩。

（2） 閥體

由于閥體是一個(gè)鍛造的筒體，沒(méi)有通常的閥頸， 閥頸被一個(gè)填料箱替代，填料箱體通過(guò)螺栓固定在閥體的平臺上，軸封則是采用0形橡膠圈，外部與執行器的連接支板，也是通過(guò)填料箱體上的通孔，固定在閥體上，可知，這種圓筒狀結構閥體，在軸頸部 分，閥體的強度被大大地削弱了。

至于閥體的結構，與浮動(dòng)球球閥一樣，有側裝式和上裝式兩種。

側裝式可以分為兩段式，一個(gè)主閥體和一個(gè)副閥體結構，也可以是三段式，一個(gè)主閥體和兩個(gè)副閥體結構。

上裝式閥體是一個(gè)整體結構，上部閥蓋用螺栓與 閥體組成一個(gè)完整的壓力邊界，球體是一個(gè)帶有上下支軸的球，下支承軸承嵌入閥體內，上支承軸承置于閥蓋內，上軸端加工一凹槽與軸頭部的凸緣相連接， 用來(lái)傳遞轉矩，介質(zhì)力作用在軸承上，驅動(dòng)軸只傳遞轉矩，并設計成防吹出的結構，閥座的設計存在裝配 或拆卸的困難，就是球體裝入閥腔時(shí)閥座要向兩側移動(dòng)，這樣就設計一個(gè)可以滑動(dòng)的背閥座，事先閥座縮人左右通道內，待球體裝入后，通過(guò)背閥上的凸緣， 將閥座推向球體中心，然后用一個(gè)卡環(huán)，卡人背閥座的凹槽內，拆卸時(shí)，則先取出卡環(huán)，然后將閥座推人 閥腔的左、右通道內，球體即可從上部取出。因此， 上裝式結構球存在可在線(xiàn)維修的優(yōu)點(diǎn)。

3.3.4閥體與密封座的壓力-溫度額定值

與浮動(dòng)球球閥一樣，閥體材料在使用中有一個(gè)壓力-溫度額定值，這一數值由標準ANSI B16. 34給出。 另外，不同密封材料，鑲嵌在金屬閥座中，也有一個(gè)壓力-溫度額定值。因為，密封材料在使用中的壓力- 溫度額定值除了與壓力、溫度有關(guān)，而且與通徑和密 封材料的鑲嵌或結構形式有關(guān)。所以這一數值和浮動(dòng)球球閥不同，各個(gè)制造廠(chǎng)提供的數據也不盡相同。應由閥門(mén)制造廠(chǎng)提供。圖3-18所示是閥體和密封材料的壓力-溫度額定值。

3.3.5固定球球閥的適用范圍與引用標準

浮動(dòng)球球閥適用范圍在Class 600級以下，通徑在NPS8以下。固定球球閥的適用范圍就沒(méi)有這個(gè)限制，這是由于設計中閥座上密封材料的比值能夠予以控制，因此，它適用于Class2500級以下，通徑 NPS60以下所有規格。

供參考的相關(guān)的產(chǎn)品標準是API 6D-2008《管線(xiàn)閥門(mén)》等同的標準ISO14313—2007《石油天然氣工業(yè)一管線(xiàn)輸送系統一管線(xiàn)閥門(mén)》。其他的引用標準可參見(jiàn)3. 4. 8管線(xiàn)球閥的引用標準。

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