硬密封不銹鋼球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹硬密封不銹鋼球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

由于球閥具有流阻小、啟閉速度快和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),因此使用非常廣泛,如石油、化工、電站和石油、天燃?xì)忾L(zhǎng)輸管線等。球閥的密封是通過(guò)在球體和閥座之間預(yù)先設(shè)定的預(yù)緊力加上流體壓力在閥座密封面上引起的作用力形成的,一般球閥的預(yù)緊力采用在閥座與閥體配合部位之間設(shè)置彈性元件,如碟形彈簧和柱狀彈簧等來(lái)形成。球閥在啟閉過(guò)程中,預(yù)緊力始終作用在密封副的表面上,致使球閥的啟閉力矩大于其他類(lèi)型閥門(mén)。同時(shí)預(yù)緊力也加大了密封件的磨損,影響了球閥的使用壽命。為了克服上述缺點(diǎn),在球體與閥座之間設(shè)計(jì)了螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

硬密封球閥，手動(dòng)鑄鋼硬密封球閥體表面采用的噴涂技術(shù)，通過(guò)對(duì)各種不同工況條件的處理，高硬度可達(dá)HRC78。閥座密封面的處理，高硬度可達(dá)HRC72。球體和閥座進(jìn)行配對(duì)研磨，球閥整個(gè)密封面的所有密封區(qū)域均經(jīng)過(guò)精密研磨。適合于高溫高壓的水、蒸汽、石油、煤炭、纖維、稠性和腐蝕性介質(zhì)，以及帶顆粒的介質(zhì)。金屬密封球閥有浮動(dòng)球和固定球兩種結(jié)構(gòu)金屬閥座環(huán)與球面接觸，通過(guò)作用在閥座環(huán)上均勻的彈簧負(fù)荷使閥座環(huán)與球面形成密封。
由于彈簧負(fù)荷的作用使輔助密封膨脹，實(shí)現(xiàn)閥體與閥座之間的密封.彈簧的載荷足以提供閥座與球體間可靠密封,在低壓條件下，可以在閥座密封面與球體之間設(shè)計(jì)有密封脂注入系統(tǒng)。 硬密封不銹鋼球閥適用于兩位切斷、調(diào)節(jié)的場(chǎng)合。閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接采用直連方式，由UNIC、PSQ、HQ、DHL等電動(dòng)執(zhí)行器（也可根據(jù)用戶要求配置其他型號(hào)電子式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）與超短球閥組成。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)置伺服系統(tǒng)，無(wú)須另配伺服放大器，輸入4-20mA 信號(hào)及220V AC 電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)。和普通電動(dòng)球閥相比具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，閥座與端面法蘭距離近，物料滯留少，密封性能*等特點(diǎn)。



硬密封不銹鋼球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)硬密封不銹鋼球閥產(chǎn)品說(shuō)明
   上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥不銹鋼硬密封球閥：電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、法蘭連接形式、浮動(dòng)球直通式，閥座密封面材料有氟塑料(Q941F)、硬質(zhì)合金(Q941Y)，公稱壓力PN16~PN63、公稱尺寸DN15~DN300、適用溫度為-29~450℃，閥體材料有碳素鋼、不銹鋼和合金鋼。適用于兩位切斷、調(diào)節(jié)的場(chǎng)合。閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接采用直連方式，由UNIC、PSQ、HQ、DHL等電動(dòng)執(zhí)行器（也可根據(jù)用戶要求配置其他型號(hào)電子式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）與超短球閥組成。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)置伺服系統(tǒng)，無(wú)須另配伺服放大器，輸入4-20mA 信號(hào)及220V AC 電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)。和普通電動(dòng)球閥相比具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，閥座與端面法蘭距離近，物料滯留少，密封性能*等特點(diǎn)。



 2、硬密封不銹鋼球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作原理 

球閥由閥體、閥蓋、球體、閥座和閥桿等組成(圖1) 。1閥蓋 2閥桿 3O形圈 4球體 5支軸 6傳動(dòng)銷(xiāo) 7傳動(dòng)盤(pán) 8閥座體 9閥體  圖1 硬密封球閥  閥座在閥體內(nèi)沿軸線移動(dòng)是由螺線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成的。具體是在球體上下各安裝一個(gè)圓形傳動(dòng)盤(pán),在傳動(dòng)盤(pán)上設(shè)有螺線槽,傳動(dòng)盤(pán)隨球體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在閥座上下各設(shè)置傳動(dòng)銷(xiāo),傳動(dòng)銷(xiāo)與傳動(dòng)盤(pán)上的螺線槽相嚙合。當(dāng)啟閉閥門(mén)時(shí),球體轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)傳動(dòng)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí),傳動(dòng)盤(pán)上的螺線槽通過(guò)閥座上的傳動(dòng)銷(xiāo)拉動(dòng)閥座向球體運(yùn)動(dòng),在關(guān)閉瞬間與球體緊密接觸,實(shí)現(xiàn)密封。在開(kāi)啟瞬間,螺線槽通過(guò)閥座上的傳動(dòng)銷(xiāo)推動(dòng)閥座脫離球體,實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦操作。根據(jù)固定球閥的閥桿力矩計(jì)算式  MF =MQC +MFT +MZC (1)  式中MF ———球閥的閥桿力矩,N·mm  MQC ———固定球球閥的球體與閥座密封面間的摩擦力矩,N·mm  MFT ———填料與閥桿間摩擦力矩,N·mm  MZC ———軸承產(chǎn)生的摩擦力矩,N·mm  由于閥座的沿軸線移動(dòng)是采用螺線傳動(dòng)機(jī)構(gòu),閥門(mén)在啟閉過(guò)程中,閥座與球體間不受力,因此式(1)簡(jiǎn)化為  MF =MFT +MZC (2)  從式(2)的計(jì)算可以得出,閥桿力矩大大的減小。 



3、螺線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 

閥座上下各設(shè)有2個(gè)傳動(dòng)銷(xiāo)與傳動(dòng)盤(pán)上的4條螺線槽相嚙合,螺線槽的螺距為1mm。螺線槽的位置,在閥門(mén)開(kāi)位時(shí)閥座上傳動(dòng)銷(xiāo)的位置為起始點(diǎn),逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°為螺線槽終點(diǎn)(圖2) 。傳動(dòng)盤(pán)通過(guò)鍵與閥桿聯(lián)在一起并隨球體轉(zhuǎn)動(dòng)。在啟閉閥門(mén)時(shí),球體和傳動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)傳動(dòng)盤(pán)上的螺線槽將動(dòng)力傳到閥座上,使閥座沿軸線產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖2 螺線槽結(jié)構(gòu) 高溫高壓硬密封球閥包括設(shè)置在閥體中的球體，閥體的兩側(cè)設(shè)置有閥蓋，兩閥蓋上分別設(shè)有進(jìn)液通道和出液通道，產(chǎn)品的球體的上端設(shè)有閥桿，產(chǎn)品的閥桿向上穿設(shè)于固定設(shè)置在閥體上側(cè)的散熱管中，散熱管的上側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)閥桿上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，產(chǎn)品的的閥蓋與球體之間設(shè)置有彈性硬密封裝置。本產(chǎn)品中的彈性硬密封裝置為閥門(mén)提供了優(yōu)異的溫差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果，從而確保了無(wú)論當(dāng)溫度升高或降低時(shí)球閥都能保持良好的密封性能。同時(shí)本產(chǎn)品中的球閥還具有使用壽命長(zhǎng)和零泄漏的優(yōu)點(diǎn)，且能夠耐受超高溫和超低溫，從而廣泛適用于超高溫、超低溫、易燃、易爆和有毒工況等使用條件較為苛刻的環(huán)境。
硬密封球閥包括閥體、安裝于閥體的金屬閥座、與閥座作密封配合的球形閥芯，產(chǎn)品的閥座為本身具有彈性的一端大、一端小的喇叭口形狀，產(chǎn)品的閥體中的通道相對(duì)于空腔較小，通道與空腔之間形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的喇叭口的大口端相抵于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹角處且與閥體之間直接密封配合，產(chǎn)品的喇叭口的小口端能與閥芯直接密封配合。本產(chǎn)品的硬密封球閥，通過(guò)設(shè)有與閥體直接密封的彈性金屬閥座，利用閥座的自身彈性與閥芯進(jìn)行密封配合，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，并且可以適應(yīng)于高溫甚至超高溫的使用環(huán)境。



 4、結(jié)語(yǔ) 

本硬密封球閥與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單,體積小和質(zhì)量輕等特點(diǎn),此結(jié)構(gòu)還具有雙向密封、防火、防靜電功能。主要的是實(shí)現(xiàn)了球體與閥座之間基本無(wú)摩擦,延長(zhǎng)了閥門(mén)的使用壽命,減小了閥門(mén)的啟閉力矩。該結(jié)構(gòu)特別適用大口徑電動(dòng)球閥,節(jié)能效果非常顯著。 與本產(chǎn)品相關(guān)論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)