1 概述
球閥在石油、化工、冶金和城市集中供熱等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但是密封副用PTFE 高分子材料制造的球閥, 不能用于溫度大于280 ℃或輸送介質(zhì)呈微小顆粒狀的工況。而以金屬材料作密封副的硬密封球閥, 在旋轉(zhuǎn)球體時(shí)會(huì)因結(jié)構(gòu)不同出現(xiàn)各種情況。如金屬?gòu)椥蚤y座密封結(jié)構(gòu), 由于彈性閥座與球體之間并未形成間隙, 所以其摩擦力很大。金屬浮動(dòng)閥座密封結(jié)構(gòu)其浮動(dòng)閥座與閥體之間不易密封。組合球撐開式密封結(jié)構(gòu), 由于零部件多, 結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 增加了加工難度與制造成本, 尤其是小口徑的硬密封球閥, 這種結(jié)構(gòu)顯然是不適用的。經(jīng)過反復(fù)的分析和測(cè)試, 并借助于CAD 輔助設(shè)計(jì), 成功研制了Q47H 凸輪偏心式單閥座固定型硬密封球閥。
2 工作原理
凸輪偏心式單閥座的球體中心線相對(duì)于閥體中心線偏移a 、b , 閥座密封面偏心b。當(dāng)閥桿繞O 點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°, 則球體亦隨之旋轉(zhuǎn)90°, 并與閥座密封面緊密吻合, 當(dāng)密封副間的摩擦力矩和填料與閥桿間的摩擦力矩大于介質(zhì)壓力形成的力矩時(shí), 閥門將達(dá)到可靠密封。由于閥門密封采用凸輪式偏心結(jié)構(gòu), 當(dāng)閥門開啟時(shí), 球體迅速脫離閥座密封面。閥門關(guān)閉時(shí), 球體迅速與閥座密封面吻合。從而達(dá)到了開啟扭矩小, 關(guān)閉嚴(yán)密的目的。
3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
小口徑閥門體腔空間窄小, 通常的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已不適用。因此, 閥桿末端加工成扁形并帶有短軸, 球體上下均有扁形槽及孔, 孔用于與上下閥桿連接起到固定球體, 限制球體自由度的作用, 同時(shí)起到平衡體腔與管線介質(zhì)間壓力的作用。扁形槽與閥桿配合, 傳遞來自于手柄的扭矩。
4 制造加工
球體兩孔的同軸度和球體中心線相對(duì)于閥體中心線的偏心尺寸公差要求比較嚴(yán)格, 一般需要鏜床或數(shù)控機(jī)床加工。裝配前閥座密封面與球體面應(yīng)配研, 然后將球體置于關(guān)閉位置, 安裝左閥體, 調(diào)整墊片, 擰緊螺釘, 靜壓灌水不漏, 則此閥在密封試驗(yàn)下即可保證密封。
5 結(jié)語(yǔ)
小口徑硬密封球閥符合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有球閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、連接形式和連接尺寸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn), 該閥不但適用于輸送氣態(tài)或液態(tài)單相介質(zhì), 也適用于氣液混合的介質(zhì)和氣液漿混合的介質(zhì)。該閥門已應(yīng)用于冶金、紡織和石油等行業(yè), 效果良好。
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