球阀的启闭件為(wèi)球體(tǐ)。按球體(tǐ)与阀體(tǐ)的连接结构分(fēn),有(yǒu)浮动球及固定球两类。按阀内的通道形式,又(yòu)有(yǒu)直通、四通和三通三种。其结构分(fēn)类如下:


1. 浮动式球阀


浮动式球阀(见图4-16)的球體(tǐ)是浮动的,在介质压力作用(yòng)下,球體(tǐ)被压紧到出口侧的密封圈上,从而保证密封。其特点是结构简单,单侧密封,密封性能(néng)较好,但由于球面与密封圈之间的压紧力较大,所以启闭力矩也大,一般只适用(yòng)于较小(xiǎo)口径和较低压力的阀。三通、四通球阀有(yǒu)流體(tǐ)通道切换功能(néng)。


图 16.jpg


2. 固定式球阀


固定式球阀(见图4-17)的球體(tǐ)由上下两端的轴承固定,只能(néng)转动,不能(néng)水平和上下移动。在阀體(tǐ)与阀座之间设置弹簧,使阀座与密封圈能(néng)压紧球體(tǐ),达到密封要求,嵌在阀座上的密封圈是由弹性材料制造的,以保证其密封性能(néng)。由于介质对球體(tǐ)的压力是由轴承承受的,使密封圈与球體(tǐ)间的摩擦力减小(xiǎo),启闭省力,不易磨损,使用(yòng)寿命長(cháng),但结构复杂。因此适用(yòng)于大口径及较高压力的阀。


3. 密封结构


 阀座上的密封圈是球阀的重要密封件。密封圈的常见结构如下。


 ①. 浮动式球阀的密封 其结构如图4-18所示。


图 18.jpg


  图4-18(a)為(wèi)球體(tǐ)与弹性密封圈形成球面吻合结构,依靠介质压力在出口侧形成密封面。由于密封面的弹性较小(xiǎo),介质压力较低时,密封性较差。


  图4-18(b)為(wèi)将弹性密封圈与球體(tǐ)接触部分(fēn)加工出两个凸缘。安装时球體(tǐ)就将密封圈的凸缘部分(fēn)压紧。运行时介质压力可(kě)在出口侧造成更大的压力,使球體(tǐ)与密封圈吻合得更加紧密,密封性能(néng)较好。


  图4-18(c)為(wèi)一种弹性更好的密封圈结构,由于密封圈本身具有(yǒu)弹性,介质压力较低时,在进口侧就能(néng)实现密封,介质压力较高时,将在出口侧实现更好的密封。


  图4-18(d)為(wèi)用(yòng)于高温球阀的密封结构,球體(tǐ)和密封圈都用(yòng)不锈钢制造,再在密封圈上堆焊硬质合金,经精密加工而成。


  图4-18(e)為(wèi)用(yòng)于对密封性能(néng)要求较高的浮动球阀的密封结构。采用(yòng)带有(yǒu)弹簧的浮动阀座,靠弹簧力预紧,当介质压力上升后,进出口侧均能(néng)密封。


 ②. 固定式球阀的密封结构 如图4-19所示。


图 19.jpg

  图4-19(a)為(wèi)进口侧的密封结构,由于d1>dm,介质作用(yòng)于d1和dm环面上的力,可(kě)把阀座上的密封圈压紧在球體(tǐ)表面而实现密封。关闭后阀内腔不存在介质压力,使轴承受力较大。


  图4-19(b)的密封结构,由于d2<dm,使进口侧不能(néng)密封,介质进入阀内腔,依靠介质压力作用(yòng)于dm和d2间的环面,可(kě)在出口侧实现密封,关闭后阀内腔仍和进口连通,存在介质压力,故轴承受力较小(xiǎo),适用(yòng)于高压球阀。


  图4-19(c)的密封结构,由于d1>dm,dm>d2,pj>p0,p0>pc,不管介质压力高低,均能(néng)保证进出口两侧的密封,适用(yòng)于对密封性能(néng)要求较高的球阀。


  图4-19(d)為(wèi)固定球阀的一种防火密封结构。当火灾发生或异常升温,使密封阀座烧损时,借弹簧的作用(yòng),阀座支承就可(kě)以和球體(tǐ)接触起临时密封作用(yòng),防止火灾扩大[见图4-19(e)]。