硬密封球閥的結(jié)構(gòu)和工作原理有什么特色？

?1、概述

球閥因其流阻小、啟閉速度快、操作簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站和石油天然氣長(zhǎng)輸管道中。球閥的密封是由球體和閥座之間預(yù)先設(shè)定的預(yù)緊力加流體壓力對(duì)閥座密封面的作用力形成的。球閥的預(yù)緊力一般是通過(guò)在閥座和閥體之間設(shè)置彈性元件來(lái)形成的，如碟形彈簧、圓柱形彈簧等。硬密封球閥在啟閉過(guò)程當(dāng)中，預(yù)緊力始終作用在密封副表層，造成球閥的啟閉力矩大于其他類(lèi)型的閥門(mén)。同時(shí)，預(yù)緊力也增加了密封件的磨損，影響球閥的使用年限。為了戰(zhàn)勝上述缺點(diǎn)，在球體和閥座之間設(shè)計(jì)了螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

2.硬密封球閥工作原理

球閥由閥體、閥蓋、球體、閥座和閥桿組成

閥座在閥體內(nèi)沿軸線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)由螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成。具體是在球體的頂部和底部分別安裝一個(gè)圓形的傳動(dòng)盤(pán)，傳動(dòng)盤(pán)上有螺旋槽，傳動(dòng)盤(pán)隨球體轉(zhuǎn)動(dòng)。閥座的上部和下部分別設(shè)有傳動(dòng)銷(xiāo)，傳動(dòng)銷(xiāo)與傳動(dòng)盤(pán)上的螺旋槽相嚙合。當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)，球體旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)傳動(dòng)盤(pán)一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，傳動(dòng)盤(pán)上的螺旋槽通過(guò)閥座上的傳動(dòng)銷(xiāo)拉動(dòng)閥座向球體移動(dòng)，在關(guān)閉的瞬間與球體緊密接觸，實(shí)現(xiàn)密封。開(kāi)啟瞬間，螺旋槽通過(guò)閥座上的傳動(dòng)銷(xiāo)推動(dòng)閥座遠(yuǎn)離球體，實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦運(yùn)行。根據(jù)固定球閥閥桿扭矩的公式

MQC +MFT +MZC?

式中MF——球閥閥桿扭矩，N mm

mqc——固定球閥球體與閥座密封面之間的摩擦力矩，N mm

MFT——填料和閥桿之間的摩擦力矩，N毫米

mzc——軸承產(chǎn)生的摩擦力矩，N毫米

硬密封球閥的結(jié)構(gòu)和工作原理有什么特色？

由于閥座通過(guò)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程當(dāng)中，閥座和球體之間沒(méi)有力，因此公式(1)簡(jiǎn)化為

MF =MFT +MZC (2)

根據(jù)公式(2)的計(jì)算，可以得出閥桿扭矩大大減小的結(jié)論。

3.螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

閥座的上下各有兩個(gè)傳動(dòng)銷(xiāo)，與傳動(dòng)盤(pán)上的四個(gè)螺旋槽嚙合，螺旋槽的螺距為1毫米。螺旋槽的位置，閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)在閥座上的位置為起點(diǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°為螺旋槽的終點(diǎn)(圖2)。傳動(dòng)盤(pán)通過(guò)鍵與閥桿連接，并隨球轉(zhuǎn)動(dòng)。閥門(mén)啟閉時(shí)，球體和傳動(dòng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)盤(pán)上的螺旋槽傳遞給閥座，使閥座沿軸線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

4.結(jié)論

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本硬密封球閥具有結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、體積小、重量輕的特色，該結(jié)構(gòu)還具有雙向密封、防火、防靜電的功能。重要的是球體與閥座之間基本沒(méi)有摩擦，延長(zhǎng)了閥門(mén)的使用年限，下降了閥門(mén)的啟閉扭矩。該結(jié)構(gòu)特別適用于大口徑電動(dòng)球閥，節(jié)能效果顯著。