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气动球阀知识详解

气动球阀是一种常用的控制元件，是由旋塞阀演变而来具有相同的旋转90度动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。本文主要介绍气动球阀的用途及优点，希望可以帮助大家更好的应用产品。

气动球阀的用途

气动球阀的工作原理是靠旋转阀芯来使阀门畅通或闭塞。气动球阀开关轻便，体积小，可以做成很大口径，密封可靠，结构 简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，在各行业得到广泛的应用。

气动球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只有它的关闭件是个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。

气动球阀在管路中主要用来做切断速度快、分配和改变介质的流动方向。

气动球阀的优点

1. 流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。

2. 结构简单、体积小、重量轻。

3. 紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广泛使用。

4. 操作方便，开闭迅速，球阀批发，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。

5. 维修方便，气动球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。

6. 在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。

7. 适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。

8. 因为气动球阀动力源采用的是气体，一般为0.2-0.8MPa压力，相对比较安全。气动球阀如果漏气的话，相对液动、电动来说，气体可以直接排出，对环境没有污染，同时具有较高的安全性。

9.相对于手动和涡轮转动球阀来说，气动球阀可以大口径配置，(手动和涡轮转动球阀一般都在DN300口径以下，气动球阀目前可以达到DN1200口径。)

煤化工用硬密封固定球阀结构设计的改进

1 结构分析及改进

1.1 阀座密封结构

球阀硬密封副结构形式见图1。双阀座结构，具有双阻断DBB功能，自泄压及自清洁设计，阀座与球体配对研磨，带状密封以实现零泄漏，可选多种表面涂层，弹簧设计动态补偿、压差平衡、gen除防抱死失效功能。阀座设有防渣结构，能有效防止煤粉（渣）从阀腔和流道进入阀座密封腔。

1—阀体；2—凹压环；3—防尘石墨圈；4—凸压环；5—碟形弹簧；6—压环；7—石墨环；8—阀座；9—球体

相对于普通球阀组合式阀座结构，本阀座结构设计结合煤化工特殊工况，对其进行针对性优化设计。采用整体式阀座，将石墨环、压环、碟形弹簧、凸压环、防尘石墨圈、凹压环藏于阀座内部，其优点在于：保证了阀座原有功能的同时，减少了介质通过静密封面时的泄漏，避免颗粒介质对其他零件的冲蚀，简化了弹簧腔的防尘结构，同时整体密封结构也更加稳定。

阀座通道采用流线型设计，使流体阻力更小，消除结构死角，减少介质淤积结垢，特别适合混杂着硬质颗粒的两相流体介质。

阀座预紧力使用碟形弹簧提供，无论温度和压力如何变化，它始终给阀座一个推力，既能保证阀门在低压工况下的密封性能，又能修补密封面的磨损，保证阀座的泄漏等级达到要求，弹簧腔碟簧数量可根据阀门工况灵活设计：①可单独使用；②可采用对合形式叠加，弹簧预紧力不变，但能提供更大的弹簧变形量，去弥补加工误差和长时间高温高压使用后造成的密封面磨损，保证球体和密封面始终高度吻合；③采用叠合形式叠加，弹簧变形量不变，能提供更大的弹簧预紧力，弥补弹簧长时间使用后预紧力不足的缺点

在阀座上设置有材料为柔性石墨的成型石墨环。石墨环结构属于静密封，与阀体接触面积大，在高压环境中摩擦、磨损问题比较突出。通过对石墨环进行分析，球阀哪家好，对其受阀座和碟簧压紧的情况进行力学分析，运用弹性力学方面的有关理论，建立石墨环受力分布和变形分布的计算模型，得出接触面圆锥形的轴向压力和径向压力分布比较合理、其均匀性随着圆锥角度的增加而增加的结论。

所以在石墨环上设计有两个不同角度的圆锥面角度Ⅰ和角度Ⅱ，这样设计可满足石墨环轴向和径向压力分布的递增，越靠近密封点处比压越大，而与之配合的阀座处角度存在1°～2°的差值，也增强了石墨环径向密封自动补偿功能

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