球阀基础知识——《阀门技术》课程系列教材
球阀基础知识
主要容：
·球阀定义与术语
·球阀分类
·球阀产品标准
·球阀典型结构
球阀基础知识——《阀门常识》课程系列教材
球阀基础知识
球阀即以球体作为启闭件的阀门。随着加工技术、检测技术与智能控制技术的突飞猛进，以及各种密封新材料的不断涌现，球阀产品将得到越来越广泛的应用。目前球阀产品不仅在一般工业管道得到了应用，而且在西气东输、煤制油工程以及核工业、宇航工业输送管线上得到普遍应用。
早在19世纪80年代美国就开始设计球阀，但是当时缺乏适当的密封圈材料，限制了球阀产品的发展。直到本世纪50年代，聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现以及机床工业的发展才使球阀产品的发展出现转机并得到飞速发展。
一、球阀结构与术语
球阀主要由阀体、阀座、球体、阀杆、手柄（或其他驱动装置）组成。球阀的主要功能是切断或接通管道中的流体通道，其作用原理很简单：藉助手柄或其他驱动装置在阀杆上端施加一定的转矩并传递给球体，旋转90℃，使球体的通道与阀体通道中心线重合或垂直，完成球阀的全开或全关。手动软密封浮动球阀结构图示例如下：
图9—1
二、球阀分类
球阀的结构型式和品种规格极其繁多，而且新产品新结构仍然在不断涌现。根据球阀的特点和用途，球阀可分为若干种类型。
（一）按球体的支撑方式分类：可分为浮动球球阀和固定球球阀
1、浮动球球阀：其主要特点是球体无支撑轴，球体系藉阀门进、出口两端的阀座予以支撑，阀杆与球体为活动连接，见图9—1。这种球阀的球体被两阀座夹持其中而呈“浮动状态”。球体通过阀杆借助于手柄或其他驱动装置可以自由地在两阀座之间旋转。当球体的流道孔与阀门通道孔对准时，球阀呈开启状态，流体畅通，阀门的流体阻力最小。当将球体转动90℃时，球体的流道孔与阀门通道孔相垂直，球阀处于关闭状态，球体在流体压力的作用下，被推向阀门出口端（简称阀后）阀座，使之压紧并保证密封。
浮动球阀的主要优点：结构简单、制造方便、成本低廉、工作可靠。浮动球阀的密封性能与流体压力有关。在其他条件相同的情况下，一般来说压力越高越容易密封。但
是应考虑到阀座材料能否经受得住球体传递给它的载荷，因为流体压力在球体上所产生的作用力将全部传递给阀后阀座。此外，对于较大尺寸的浮动球阀，当压力较高时，操作转矩增大，而且球体自重也较大，自重在阀座密封面上所产生的压力分布是不均匀的，一般来说沿通道直径水平面上半圈压力较小，下半圈压力较大，导致阀座磨损不均匀而发生渗漏。因此浮动球阀一般适用于≤PN10，≤DN200的阀门。
为了使浮动球阀在较低的工作压力下具有良好的密封性能，球体与阀座之间必须施加一定的预紧力。预紧力不足，不能保证密封，而过大的预紧力又会使摩擦转矩增加，还可能导致阀座材料产生塑性变形而破坏密封性能。对于低压球阀，可通过调整中法兰之间的密封垫片的厚度来限制其预紧力。
为保证浮动球阀工作时的密封性与可靠性，设计时应注意：
a.球体和阀座的接触面上应具有足够的密封比压，但要满足密封条件。
b.阀座与阀体凹槽底面的密封比压应与球体接触面上的密封比压相当。如密封比压
不足可减小阀座底面外径或加大径，也可在底面开几条顶角为60a、深1-2mm
的三角形同心圆槽。不懂
c.球体应有正确的几何形状及合适的表面粗糙度。
d.合理选用密封材料
目前较理想的施加预紧力的方法是采用弹性阀座的球阀，弹性阀座能大大增加阀座本身的弹性变形围，使之在低压或高压下都能保持良好的密封性能。只要在弹性阀座有弹性变形围之工作，就能基本保持其密封比压恒定，使阀座不至因过载而损坏。弹性阀座的结构示例如下：
图9—2
2、固定球球阀：球体与上、下阀杆连成一体，或制成整体连轴式球，即球体与上、下阀杆锻（焊）成一体装在轴承上，球体可沿与阀门通道相垂直的轴线自由转动，但不能沿通道轴线移动。因此，固定球阀工作时，阀前流体压力在球体上所产生的作用力全部传递给轴承，不会使球体向阀后阀座移动，因而阀座不会承受过大的压力，所以固定球阀的转矩小、阀座变形小，密封性能稳定，使用寿命长，适用于高压、大通径的场合。
图9—3
固定球球阀的密封关键在于正确选用弹性密封阀座的结构形式，合理设计阀座的各
部份尺寸，巧妙地借助于流体压力或弹簧作用力来达到密封要求。
（二）按球体安装方式分类
可分为顶装式(上装式)、侧装式、斜装式等。对于侧装式球阀，根据使用场合的不同以及通径的大小，阀体有整体式与分体式两种，分体式又分为二分体（两片式）与三分体（三片式）。
1、上装式球阀
上装式球阀的结构特点是阀体做成整体，其上部设有阀盖，球体、密封圈、阀座均从阀体上部装入。上装式球阀的优点：检修或更换阀座时，不必将球阀从管线上拆下来，仅打开阀盖，将球体吊出即可，这给地下管线，特别是原子能工业用球阀带来很大方便。对于三通、四通及多通球阀，因其球体较大，从任何一端通道装入或取出都不方便，而且多通球阀的阀体中腔本身就很大，采用上装式比侧装式更为优越。
上装式球阀的缺点是阀体体积大，重量重，因此，一般不用于高压场合。
上装式球阀图例如下：
图例9—4 四通球阀（上装式）图例9—5 上装式固定球阀
2、侧装式球阀
（1）侧装整体式球阀
球体从阀体一端装入，用螺套将阀座与球体固定并压紧。这种球阀结构简单，零件数量少，制造及安装方便，适用于较小通径的场合，特别是对于粘稠或易结晶的介质，
如尿素等需要将阀体作成保温夹套的场合几乎都是采用侧装整体式结构。见图9—6。
图例9—6 侧装整体式球阀
（2）侧装二分体式球阀（两片式球阀）
将阀体沿通道轴线相垂直的截面分为不对称的左右两半，球体从截分面孔装入，左右两半阀体用法兰连接或螺纹连接的球阀。
由于阀体分为两半，与整体式相比，半个阀体单件重量较轻，铸造（锻造）及机械加工方便，这种球阀适于推广。图9—1、9—2均为侧装二分体式球阀。
（3）侧装三分体式球阀（三片式球阀）
对于公称尺寸较大的球阀，为方便加工制造及装配，常采用侧装三分体式结构，即将阀体在两阀座部位沿与通道轴线相垂直的截面分为三部分，整台阀门沿阀杆中心轴线左右对称，线条流畅，外形美观，制造方便，适宜于用小设备制造大阀门。这种结构的缺点是增加了一对大法兰，阀体总重量有所增加。具体结构见图9—7。
图9—7 侧装三分体式球阀
（三）按球体结构分类
1、整体球球阀
整体球球阀是球阀启、闭件最常用的结构形式。所谓整体球，即是在一只完整的球体上加工出直通、三通及多通圆孔流道。此外，整体球的流道还可加工成圆锥形孔或其他形状的流通截面，这种特殊截面形状的球阀一般作为节流阀用。
●直通式球阀
流体通过阀门后不改变流动方向，通过驱动装置操纵球体，使之截断或接通管道中的流体。直通式球阀是最基本、最普通，也是使用最广泛的一种球阀。图9—1、9—2均为直通式球阀。
●直角式球阀
其特点是进、出口通道成90℃相交，球体的流道呈L形。流体通过直角式球阀后，要产生90℃转弯。
●L形三通球阀
如下图9—8所示，L形三通球阀的阀体分三个通道，其中B、C通道共轴，A通道与B、C相垂直。
图9—8 L形三通球阀结构示意图
T形三通球阀
T形三通球阀的球体加工成相互垂直的T形，其他结构原理与L形三同相同。见图9—9所示。
图9—9 T形三通球阀结构示意图
Y形三通球阀
2、半球体球阀
球阀往往是依靠阀前或阀后阀座达到单向密封，只有极个别特殊场合才使用阀前、阀后双向密封。因此，在通常情况下只有一半球面起密封作用，于是产生了如图所示的半球体球阀。
半球体球阀的主要特点上重量轻、球体精加工表面积小，因此这种结构球阀近年来逐步受到重视。
V形球阀属半球体球阀，但其设计构思与用途却不同，主要用输送纤维、纸浆等粘稠性介质。球体上的V形口能起切断机作用，以避免纤维物料在球体、阀体和阀座之间。此外，V形球阀还可广泛用来调节流体流量。
图9-10V形球阀
（四）按球阀用途分
上述介绍了按结构形式分类的各种普通用途球阀。在特殊工况下使用的球阀，按球阀用途可分为真空球阀、低温及超低温球阀、高温球阀、保温球阀、耐腐蚀衬里球阀、耐磨球阀、收发球球阀、全塑球阀以及多功能球阀等。
1、真空球阀
在真空场合使用的球阀即真空球阀。在结构上，真空球阀与一般球阀并无特殊之处，只是在选材、加工及试验要求上必须满足真空技术要求。作为真空球阀，零件材质必须致密，阀体表面需经机械加工或抛光，零件装配前需经严格清洗，装配好的阀门必须严格保持清洁，以保证抽真空和保持真空度。
由于在真空下作业，球阀不能靠流体压力推动球体压紧阀座或流体压力推动阀座压紧球体来达到密封，而只能靠预紧力达到密封。为补偿阀座的磨损、保持密封力恒定，真空球阀宜采用弹性阀座的密封结构。
真空阀门的设计和性能测试按ZBJ78005《真空阀门技术条件》和ZBJ78006《真空阀门性能测量方法》进行。
2、低温及超低温球阀
在低温及超低温介质工况使用的球阀称为低温及超低温球阀。低温及超低温球阀应满足以下要求：
①冷损失小；
②在低温环境下工作可靠；
③热容量小；
④结构简单、流体阻力小；
⑤阀体适宜于安装在保温箱里，但阀门的启、闭机构应露在保温箱外。
低温阀门最突出的问题是填料密封问题。在低温下，填料的弹性消失，密封性能大大降低，流体很容易从填料函处渗漏出来，致使该部位冻结，影响阀门的正常操作。为此，低温球阀多采用加长阀杆的结构，以增加填料函部位与阀体体腔之间的温度梯度，使填料函处的温度保持在0℃以上，改善填料函的工作条件，延长填料的使用寿命，减少冷损。同时也便于将阀门安装在真空外壳或具有绝热层的壳体里。对于必须安装在保温箱外的低温球阀，整台阀门则宜采用真空夹套保冷。
3、高温球阀
在高温介质工况使用的球阀称为高温球阀。球阀的使用温度通常取决于阀座材料的耐温性能。当球阀阀座采用聚四氟乙烯或尼龙材料制造，其使用温度为≤200℃。对于高温球阀（通常指温度高于250℃），其设计的关键是：
①正确选用适合于高温下使用的密封材料；
②如何补偿阀座在使用过程中的磨损以及协调阀体、阀座和球体三者之间由于装配温度与使用温度不同的温差变形。
一般情况下，高温球阀采用金属对金属的密封副即金属密封球阀，其特点是球体和阀体都是用耐高温的金属材料制造，阀座为金属或耐热合金（如钴铬钨硬质合金等）制造。
金属对金属密封副高温球阀的优点是：适用温度围广，各种金属材料的热膨胀系数相差不大，只要选用得当，可以达到基本一致，有利于协调温差变形。缺点是金属材料硬度高，达到密封所必须的比压亦高，在通径较小和压力较低场合，难以靠流体压力达到密封，即使是采用预紧力达到密封，但因密封比压大，阀座和球体之间的磨损必须很大，而且金属与金属的摩擦系数比较大，球阀的启、闭转矩亦大。
4、保温球阀
对于输送如尿素等易于结晶的物料或者粘稠流体（如含蜡质和沥清较高的石油等）场合，常采用加热保温的办法，以防止物料结晶或降低流体粘度，增加流动性，避免阀
门被堵塞和减小工程的动力消耗。按加热方式，保温球阀有外加热式和加热式两种。
1）外加热式保温球阀
一般称为夹套式保温球阀，其阀体采用整体结构，球体和阀座从侧面装入，并用堵头顶住和压紧。球体为浮动式，保温夹套用铸件或钢板冲压焊接而成。在夹套上设有供加热水蒸汽引入或排出的接管嘴。
这种加热保温球阀结构较简单，制造方便，但外形尺寸大，热损失大，加热效率低。
2）加热式保温球阀
它是将球体作成空心夹层，通入水蒸汽或用电阻丝加热。加热式保温球阀虽然结构较复杂，加工制造较困难，但结构尺寸小，加热效率高。
5、耐腐蚀衬里球阀
对于输送强腐蚀性介质的场合，如硫酸、硝酸、盐酸等介质，虽然可以采用不锈钢等耐腐蚀金属材料制造，但成本高。如采用衬里球阀，则既具有优良的耐腐蚀性能，又能节省贵重金属，是较为理想的耐腐蚀阀门。
耐腐蚀衬里球阀的阀体、球体和阀杆等，可选用铸铁、铸钢制造，用以承受介质压力，与腐蚀性介质直接接触的零件表面则衬以一层厚为2～3mm的塑料，如F-3、F-46等，以抵抗介质的浸蚀，达到合理用材。
近年来，又出现了一种喷涂塑料球阀，即在上述衬塑料部位采用喷涂聚苯硫醚等耐腐蚀塑料的办法达到上述要求，其制造成本更低。
6、耐磨球阀
对于输送高硬度的颗粒性介质的场合，如氧化铝、煤粉等介质，其硬度往往达到HRC60以上，采用通用的金属密封球阀，其密封副经受不了介质的长时间冲刷。这种耐磨球阀一般情况下可采用对球阀及阀座喷涂WC/Co等超硬材料进行处理。
7、收发球球阀
在一条管道连续交替地输送不同的油品，称为油品顺序输送。如图2-71所示，当顺序输送油品时，为减少混油，在输送管道的起点站，要用收发球球阀于两种油品的分界面处投放若干个隔离球；经过中间泵站后，再用收发球球阀将隔离球取出，换发新隔离球，或使旧隔离球继续越站运行；到达终点站时，仍用收发球球阀将隔离球取出。
8、多功能球阀
为简化工艺流程，便于操作控制，减少阀门用量，导致了多功能阀门或一阀多用途阀门的出现。如通常所用的截止止回阀，即是将截止阀升降式止回阀合二而一，兼有两种功能。近年来，球阀出现了向多功能阀方向发展的趋势，如蝶式球阀和止回式球阀即属此类阀门。
9、全塑球阀
全塑球阀是本世纪80年代随着塑料工业的发展而产生的，它与金属球阀相比，最显著的优点是：轻巧、灵便、美观、耐用。全塑球阀特别适用于低压（PN≤1MPa），常温（≤80℃）的酸碱介质，如水处理系统和酸洗设备中。这种球阀的阀体、球体、阀杆、连接螺母等一般用硬聚氯乙烯和聚丙烯制造，阀座密封圈为聚四氟乙烯制成，我国目前已能制造DN15～100mm的全塑球阀。
（五）其他分类方法
按球阀与管道的连接方式、按球阀的驱动方式分我们在第一讲中就讲过，这里就不一一进行介绍。
三、球阀的型号编制
根据/T 308，一般工业用球阀的型号编制方法中结构形式代号如下：
型号编制示例如下：
Q 3 4 1 Y——16 P
四、常用球阀产品标准
国标准：
GB/T 12237—2007《石油、石化及相关工业用的钢制球阀》
GB/T 15185-1994《铁制与铜制球阀》
GB/T 19672—2005《管线阀门技术条件》
/T7745-1995《管线球阀》
国外标准：
API 608—2002 《法兰、螺纹和焊连接金属球阀》
API6D—2002 《石油与天然气工业—管道输送系统—管线阀门》
ISO 7121—2006 《法兰型钢制球阀》
ISO 14313—1999 《石油与天然气工业—管道输送系统—管线阀门》
BS EN ISO 17292-2004 《石油、石油化工及相关工业用金属球阀》
AWWA C507—2005《从6英寸到48英寸的球阀》
五、球阀密封结构
根据阀门渗漏的部位和性质，可分为漏和外漏之分，对球阀而言，漏发生于阀座与球体以及阀座与阀体之间的接触面上，外漏则往往发生在填料函处，也有可能在连接法兰与垫片之间。
1、球阀的阀座结构
阀门漏的流体虽然未流到外界，不会污染环境，也没有流体损失，但其危害性仍十分严重，轻则影响产品的质量，重则由于渗漏串通将酿成恶性事故。应根据工艺条件，如流体的性质、温度、压力以及阀门通径等，设计合理的阀座结构，选择合适的密封材料，以获得可靠的密封性能。
1）普通阀座
普通阀座球阀的特点：在预紧力或流体压力作用下，阀座与球体压紧，并使阀座材料产生弹塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用下，
能够补偿球体不圆度和表面微观不平度的程度。因此，阀座与球体之间必需具有足够大
的密封比压q,并应满足：[]
b
q q q
≤≤
式中:
b
q——保证阀门密封的必须比压（MPa）
q——阀门工作时的实际密封比压（MPa）
[]q——阀座材料的许用比压（MPa）
普通阀座的结构如下图:
上图所示普通阀座结构最简单，加工制造最方便，应用也较普遍（浮动球软密封球阀），一般用于DN200及以下。
2）弹性阀座
弹性阀座除了与普通阀座一样，在预紧力或流体压力（或两者兼而有之）作用下，阀座材料产生弹塑性变形而达到密封外，还由于阀座本身的特殊结构或借助于弹性元件，如金属弹簧骨架、弹簧等，在预紧力或流体压力下产生弹性变形，以补偿温差、压力、磨损等外界条件变化对球阀密封性能的影响。
a、整体斜面弹性阀座
整体型斜面弹性阀座有单斜面和双斜面之分，其结构如下图所示。
单斜面弹性阀座双斜面弹性阀座
这种阀座结构简单，但缺点是弹性补偿能力较差。
c、金属骨架弹性阀座
d、圆柱螺旋弹簧弹性阀座
e、波纹管弹性阀座
f、蝶形弹簧弹性阀座
2、填料函的密封结构
3、阀体连接部位的密封结构
六、球阀的耐火、防静电和防异常升压结构
球阀的阀座、填料等大多采用橡胶、氟塑料等非金属材料制成。当球阀用于输送石油、天然气以及氢气等易燃易爆介质时，难免遇到意外的火灾。在这种情况下，高分子密封材料就会软化，甚至烧毁，使球阀失去密封能力，即使球阀关闭，也不能有效地切断气源，造成严重后果。
球阀在启闭过程中，球体与阀座由于有相对运动，会因摩擦而产生静电荷，而橡胶、塑料等非金属材料是优良的电绝缘体，当静电荷积累到一定程度时，在有火花的条件下就可能导致爆炸，这对于输送易燃易爆介质的场合特别危险。
同时，用于输送液化气的球阀，当它处于关闭状态时，积存在阀阀座之间的体腔的液化气会因吸收外界热量而大量气化，造成体腔压力异常升高。这种异常升压现象可能导致阀体爆炸，或者使阀杆冲出体外，酿成事故。
1、耐火密封结构
下图为常见的耐火型阀座结构。
图b
图a为常见的浮动球球阀耐火型阀座结构，一旦外界环境失火，其高分子材料被烧毁，球阀的球体在流体压力作用下，就会向阀后阀座方向推进，使之与加工好的阀体金属座面A接触，起到临时和部份密封作用，避免灾情进一步扩大。图b为常见的固定球球阀的耐火型结构，当球阀处于正常工作状态时，弹性阀座的高分子材料密封件与球体保持密封，此时，球体与弹性阀座上的浮动支座A保持1—2mm的间隙，一旦高分子材料密封件被烧毁或软化，则弹性阀座在流体压力作用下被推向球体，使预先加工好的金
属密封面A与球体接触，起到临时密封和部份密封作用，待灾情解除后再予以修复或更换。
输送易燃易爆介质的球阀应设计成耐火型阀杆密封结构，如下图所示。一旦失火，软质填料被烧毁或软化，阀体体腔的流体压力将阀杆推向阀体，阀杆上的台肩被除阀体挡住，并藉高压流体压力作用压紧并密封。此外，它还能防止腔异常升压时阀杆冲出体外。
阀门有哪些种类？其结构及工作原理在这里给大家分类总结： 1.截断阀类主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、蝶阀、柱塞阀、仪表针型阀等。 2.调节阀类主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。 3.止回阀类用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。 4.分流阀类用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。 5.安全阀类用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。 一、闸阀 靠阀板的上下移动，控制阀门开度。阀板象是一道闸门。闸阀关闭时，密封面可以只依靠介质压力来密封，即只依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座，以保证密封面的密封性。闸阀的种类,按密封面配置可分为楔式闸板式闸阀和平行闸板式闸阀, 楔式闸板式闸阀又可分为: 单闸板式、双闸板式和弹性闸板式；平行闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。按阀杆的螺纹位置划分，可分为明杆闸阀和暗杆闸阀两种。国内生产闸阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。
性能特点： 优点： 1、流动阻力小。阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小。 2、启闭时较省力。是与截止阀相比而言，因为无论是开或闭，闸板运动方向均与介质流动方向相垂直。 3、高度大，启闭时间长。闸板的启闭行程较大，降是通过螺杆进行的。 4、水锤现象不易产生。原因是关闭时间长。 5、介质可向两侧任意方向流动，易于安装。闸阀通道两侧是对称的。 6、结构长度(系壳体两连接端面之间的距离)较小。 7、形体简单, 结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。 8、结构紧凑，阀门刚性好，通道流畅，流阻数小，密封面采用不锈钢和硬质合金，使用寿命长，采用PTFE填料．密封可靠．操作轻便灵活． 缺点：
球阀结构说明和工作原理 (一)浮动球球阀 1、阀门开、关位置指示： 球、阀杆、手柄是一个装配单元，阀杆头部采用扁方结构，由手柄所处位置容易辨别出阀门是处于开位置或关位置。当手柄或阀杆头部的扁方与管线平行时，阀门处于全开位置；当手柄或阀杆头部的扁方与管线垂直时，阀门处于全关位置。 2、锁定装置： 为防止误操作阀门，在阀门的全开和全关位置可用挂锁锁定阀门，特别是安装在野外的阀门或当工艺流程中不允许开或关阀门时，为防止其他人员错误操作阀门，将阀门位置锁定是很重要的。 3、杆防飞结构： 当介质通过阀门时，阀体中腔的压力可能将阀杆推出。为防止这种情况发生，在阀杆下部设置一防飞出结构(图1)。这样，即使火灾时，填料、止推轴承被烧损或其它原因引起填料等损坏，阀体内的介质压力将使阀杆法兰与阀体上密封面紧密接触，防止介质大量从损坏的填料部位处泄漏。 4、防静电装置及防火结构： 设计了防静电装置(图2)和防火结构(图3)。当发生火灾时，一旦阀座被烧损，球体将直接和阀体上的金属面接触，从而阻止介质大量从烧损的阀座处泄漏。 5、独特阀座密封结构： 多年的球阀制造经验与国外先进技术的结合而设计的双线密封(图4)，可自然泄压阀座(图5)，能保证高、低压及真空状态下的完全密封。
6、全通径或缩径： 阀门流量孔径与管线内径一致(客户要求时可为缩径)，以便管线清扫(图6)。 (二)固定球球阀 1、阻塞与排泄： 阀门处于关闭状态时(图7)，上下游侧的阀座使流体阻断，阀体中腔的积滞物可以排泄，排泄装置(图8)具有如下功能： ①事前可检查阀座是否泄漏损伤； ②减少介质更换对阀门的污染； ③在工作压力下，阀门处于全开或全关状态时，可更换阀杆部填料函。 2、自动泄压： 阀门中腔停滞的介质由于温度升高，而出现异常升压时，阀座脱离球体自动泄压(图
带你认识阀门的种类和工作原理解析 2012-02-09 作者： 空调制冷网1、按用途和作用分类〈1〉截断阀类主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。〈2〉调节阀类主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。〈3〉止回阀类用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。〈4〉分流阀类用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。〈5〉安全阀类用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。2、按主要参数分类（一）按压力分类〈1〉真空阀工作压力低于标准大气压的阀门。〈2〉低压阀公称压力PN小于1.6MPa的阀门。〈3〉中压阀公称压力PN2.5~6.4MPa 的阀门。〈4〉高压阀公称压力PN10.0~80.0MPa的阀门。〈5〉超高压阀公称压力PN大于100MPa的阀门。（二）按介质温度分类〈1〉高温阀t大于450C的阀门。〈2〉中温阀120C小于t小于450C的阀门。〈3〉常温阀-40C小于t小于120C的阀门。〈4〉低温阀-100C小于t小于-40C的阀门。〈5〉超低温阀t 小于-100C的阀门。（三）按阀体材料分类〈1〉非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。〈2〉金属材料阀门：如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。〈3〉金属阀体衬里阀门：如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门。3、通用分类法〈1〉这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国际、国内最常用的分类方法。一般分闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等。1234在供热空调水系统中，阀门被广泛应用于控制水的压力、流量和流向。供热空调水系统阀门的种类和工作原理：供热空调水系统中常用的阀门按阀体结构形式和功能可分为阐阀、蝶阀、截止阀、球阀、旋塞阀、止回阀、减压阀、安全阀、疏水阀、平衡阀等类。按照驱动方式分为手动、电动、液动、气动等四种方式。按照公称压力分高压、中压、低压三类。供热空调水系统常用阀门的工作原理及特点如下：1.阐阀：阐阀是指关闭件（阐板）沿介质通道轴线的垂直方向移动的阀门。其优点是流阻系数小，启、闭所需力矩较小，介质流向不受限制。缺点是结构尺寸大，启闭时间长，密封面易损伤，结构复杂。把阐阀分为不同类型，最常见的形式是平行式和楔式阐阀，根据阀杆的结构，还可分成明杆阐阀。（1）平行式阐阀指两个密封面相互平行的阐阀。适用于低压，中、小口径（N50-400mm）的管道。（2）楔式阐阀指两个密封面成楔形的阐阀。分为双阐板、单阐板和弹性阐板。（3）明杆阐阀由于能较直观显示其启闭程度，所以多年来中小通径被广泛应用，通常N小于等于80mm选用明杆阐阀。（4）暗杆阐阀其阀杆螺母在阀体内与介质直接接触。适用于大口径阀门和安装空间受限制的管路，如地下管线。2.蝶阀其名称来源于翼状结构的蝶板。在管道上它主要用于切断和节流，当蝶阀用于切断时，多用弹性密封，材料选橡胶、塑料等，当用于节流时，多用金属硬密封。蝶阀的优点是体积小，重量轻，结构简单，启闭迅速，调节和密封性能良好，流体阻力和操作力矩较
球阀与气动执行机构的认识毛达管线五号阀室位于河岸旁，地势较低。在严重的洪灾过后，五号阀室的执行机构开始漏气。基于此，我认真学习五号阀室的基本设备，通过自身学习和从他人的身上吸取球阀、执行机构的相关知识，做出以下总结。 一、球阀介绍 球阀-（ball vavle） 关闭件是一个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。 工作原理： 球阀它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用， 球阀的结构： 球阀的基本结构如下图
主要特点： 球阀的主要特点是本身结构紧凑，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，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。 球阀的分类： 1、按结构形式可分为： A 浮动球球阀 球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷，在受到较高压力冲击时，球体可能会发生偏移。一般用于中低压球阀。 B 固定球球阀
球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。 为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。 C 弹性球球阀 球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。 2、按通道位置可分为： 直通式三通式直角式 三通式 主要优点： 1）流体阻力小，其阻力系数于同长度管段相等。 2）机构简单、体积小、重量轻。
各种阀门以及工作原理 1. 闸阀 闸阀也叫闸板阀, 是一种广泛使用的阀门。它的闭合原理是闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整一致, 相互贴合, 可阻止介质流过, 并依靠顶模、弹簧或闸板的模形, 来增强密封效果。它在管路中主要起切断作用。 它的优点是 : 流体阻力小, 启闭省劲, 可以在介质双向流动的情况下使用, 没有方向性, 全开时密封面不易冲蚀, 结构长度短, 不仅适合做小阀门, 而且适合做大阀门。 闸阀按阀杆螺纹分两类 , 一是明杆式 , 二是暗杆式。按闸板构造分 , 也分两类 , 一是平行 , 二是模式。
2. 截止阀 截止阀, 也叫截门, 是使用最广泛的一种阀门, 它之所以广受欢迎, 是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小, 比较耐用, 开启高度不大, 制造容易, 维修方便, 不仅适用于中低压, 而且适用于高压。 它的闭合原理是, 依靠阀杠压力, 使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合, 阻止介质流通。 截止阀只许介质单向流动, 安装时有方向性。它的结构长度大于闸阀, 同时流体阻力大, 长期运行时, 密封可靠性不强。 截止阀分为三类 : 直通式、直角式及直流式斜截止阀。
3. 蝶阀 蝶阀也叫蝴蝶阀, 顾名思义, 它的关键性部件好似蝴蝶迎风, 自由回旋。 蝶阀的阀瓣是圆盘, 围绕阀座内的一个轴旋转, 旋角的大小, 便是阀门的开闭度。 蝶阀具有轻巧的特点 , 比其他阀门要节省材料, 结构简单, 开闭迅速, 切断和节流都能用, 流体阻力小, 操作省力。蝶阀, 可以做成很大口径。能够使用蝶阀的地方, 最好不要使闸阀, 因为蝶阀比闸阀经济, 而且调节性好。目前, 蝶阀在热水管路得到广泛的使用。
球阀的工作原理 球阀的工作原理和现实作用: 球阀的工作原理是靠旋转阀杆来使阀门畅通或闭塞。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。 球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，区别在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。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，它具有以下优点：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，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。5．维修方便，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。 球阀按结构形式可分：一、浮动球球阀: 球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。二、固定球球阀: 球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。三、弹性球球阀: 球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封
球阀的结构及工作原理 球阀不仅结构简单、密封性能好，而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小，操作简便、易实现快速启闭，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平，并已部分取代闸阀、截止阀、调节阀。 球阀的作用在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。 球阀是由旋塞阀演变而来的，它的启闭件作为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90度实现开启和关闭的目的,不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球面和通道口的比例应该是这样的，即当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。 球阀只需要用旋转90度的操作和很小的 转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔 为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认 为球阀最适宜直接做开闭使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。 随着球阀的技术进步，在可以预见的短时见内，特别是在石油天然气管线上、炼油裂解装置上以及核工业上将有更广泛的应用。此外，在其他工业中的大中型口径、中低压力领域，球阀也将会成为主导的阀门类型之一。 球阀的优点： 1)维修方便，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； 2)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；
气动球阀工作原理 ZXDA气动法兰球阀 产品介绍:气动法兰球阀产品概述气动球阀具有旋转的90度动作，球有圆形通孔通过轴线，当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动，反之既呈现通孔，使介质通过。 产品参数: 型号：ZXDQ641F 材质：WCB、CF8、CF8M、CF3M 尺寸：DN15-300 一、ZXDA气动法兰球阀产品概述 气动球阀具有旋转的90度动作，球有圆形通孔通过轴线，当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动，反之既呈现通孔，使介质通过。全通径的球体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。气动执行器快速旋转90度的就能使球阀瞬间关闭严密，执行器与阀体的直接连接减少了发生故障的机率。法兰连接的管路能保持良好密封性能，便于维修更换，便于管路的封闭。
■防火、防静电设计 ■阀杆防爆出装置 ■阀球上设计有压力平衡孔 ■双层阀杆填料与对压碟型弹片装置 二、ZXDA气动球阀附件选项 回讯器：也叫限位开关APL210N APL310，远程反馈开关信号(防爆)APL410N 电磁阀：双作用选二位五通、单作用选二位三通(防爆)PLVD5/2 三联件：可对气源稳压、过滤、气缸加润滑油YT-200 手轮机构：转动手轮机构，可实现手动开、关阀 电气定位器：输入4～20mA信号,实现阀门调节功能 备注: 气缸参数请另参考所选配的气动执行器资料 附件选项：根据不同控制和要求可选择下列附件： 回讯器：也叫限位开关，远程反馈开关信号(可选防爆)。 电磁阀：双作用选二位五通、单作用选二位三通(可选防爆)。 三联件：可对气源稳压、过滤、气缸加润滑油。 手轮机构：转动手轮机构，可实现手动开、关阀。 电气定位器：输入4～20mA信号,实现阀门调节功能。
球阀与气动执行机构的认识 毛达管线五号阀室位于河岸旁，地势较低。在严重的洪灾过后，五号阀室的执行机构开始漏气。基于此，我认真学习五号阀室的基本设备，通过自身学习和从他人的身上吸取球阀、执行机构的相关知识，做出以下总结。 一、球阀介绍 球阀-（ball vavle） 关闭件是一个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。 工作原理： 球阀它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用， 球阀的结构： 球阀的基本结构如下图
主要特点： 球阀的主要特点是本身结构紧凑，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，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。 球阀的分类： 1、按结构形式可分为： A 浮动球球阀 球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷，在受到较高压力冲击时，球体可能会发生偏移。一般用于中低压球阀。 B 固定球球阀
球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。 为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。 C 弹性球球阀 球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。 2、按通道位置可分为： 直通式三通式直角式 三通式 主要优点： 1）流体阻力小，其阻力系数于同长度管段相等。 2）机构简单、体积小、重量轻。
第２５卷第３期油气储运 管道球阀密封原理及泄漏分析 高慧“侯晓辉 （中国石油管道公司廊坊油气储运分公司） 高慧侯晓辉：管道球阀密封原理及泄漏分析，油气储运，２００６，２５（３）５７～６０。 摘要针对目前石油化工和天然气管道输送行业应用最多的管道球阀进行分析研究，从各种密封的结构入手，比较了不同厂家不同形式密封结构球阀的密封原理及其在工作中的受力情况，分析了管道球阀泄漏原因，提出了管道球阀选型建议和球阀泄漏处理措施。 主题词球阀密封机理泄漏研究 种整体焊接型阀门，在国内管道上应用较少。 一、管道球阀构造 管道球阀一般是由一个经锻造（根据压力等级 和用户要求可以采用铸造）的阀体、由精密抛光处理 的球体、用于定位密封座圈的两个端盖（密封座圈 座）、两个密封座圈、一个球体驱动杆和一个固定式 支撑轴以及其它附件组成（见图１）。按阀门与管道 的连接形式分为法兰连接和焊接两种，按阀端盖和 阀体的连接形式又可分为螺栓连接球阀和焊接球 阀。将阀端盖和阀体焊接在一起的阀门密封座密封 损坏后很难维修，在达到规定开关操作次数后就要 更换整个阀门。ＣＡＭＥＲＯＮＴ３１、Ｔ３２、Ｔ３３即为这图１固定式管道球阀结构示意图 式中Ｃ——油的比热； 卢——油的密度； Ｄ——管内径，Ｉｎｍ。 设忌：一丝Ａ／，自定义为停输时间修正系数。 －ｒ几，１ 在不同的地温情况下，使用大量的停输数据反算出了志。，结果见表１。 表１仪金输油管道＿｜：［：的取值反算结果 序号芝ｋ：序号慧ｋ：１８～１１４５．６７４１７～２１４０．１２ ２１２～１４４５．３９５２２～２５３８．８０ ３１５～１６４０．７４６２６～２８４８．８０ 对于长期处于不饱和输送工况下运行的热油管道，如何合理地确定管道的总传热系数（Ｋ），应根据管道实际运行情况，利用大量的停输数据反算管道总传热系数（Ｋ）值来确定。 参考文献 １，杨筱蘅等：输油管道设计与原理，石油大学出版社（山东），１９９６。２，蒲家宁：长输管道运行优化的分析与计算，油气储运，１９９２，１１（１）。 ３，董正远等：原油热输管道的最优运行模型，西安石油学院学报，１９９６，１１（５）。 （收稿日期：２００５—０４—０７） 编辑：吕彦 ＊０６５０００，河北省廊坊市华苑小区１７号楼办公区９单元；电话：（０２１）５８８４８１９６。 万方数据
球阀使用说明书 Q41F 浮动式球阀
球 阀 (Ball Valve) 球阀是由旋塞演变而来的，它的启闭件为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90度实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V 形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。 球阀不仅结构简单，密封性好，而且在一定的公称通径范围内体积较、重量轻、材料耗阀门品种之一。特别是在美、日、德、法、意、西、英等工业发达国家，球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能以及一阀多功能方向发展，其可靠性及其他性能指标均达到较高水平，并已部分取代闸阀、截止阀、节流阀。随着球阀的技术进步，在可以预见的短时间内，特别是在石油天然气管线上、炼油裂解装置上以及核工业上将有更广泛的应用。此外，在其他工业中的大中型口径、中低压力领域，球阀也将会成为主导的阀门类型之一。 球阀结构爆炸图
序号名称数量 1 阀盖 1 2 密封垫 1 3 四氟密封圈 2 4 螺帽 4 5 螺栓 4 6 球 1 7 阀体 1 8 内六角螺丝 2 9 四氟填料 4 10 压盖 1 11 阀杆 1 12 四氟圈(阀杆密封) 1 另有定位片、手柄、蜗轮、电动头（视工况而定） 球阀的优点是： （1） 具有最低的流阻（实际上为零）。 （2） 因在工作时不会卡住（在无润滑剂时），故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中。 （3） 在较大的压力和温度范围内，能实现完全密封。 （4） 可实现快速启闭，某些结构的启闭时间仅为0.05~0.1s，以保证能用于试验台的自动化系统中。快速启闭阀门时，操作无冲击。 （5） 球形关闭件能在边界位置上自动定位。 （6） 工作介质在双面上密封可靠。 （7） 在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀。 （8） 结构紧凑、重量轻，可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构。 （9） 阀体对称，尤其是焊接阀体结构，能很好地承受来自管道的应力。 （10） 关闭件能承受关闭时的高压差。 （11） 全焊接阀体的球阀，可以直埋于地下，使阀门内件不受浸蚀，最高使用寿命可达30年，是石油、天然气管线最理想的阀门。
球阀的作用及球阀原理 球阀是由旋塞阀演变而来的，它的启闭件作为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转 90 度实现开启和关闭的目的,不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球面和通道口的比例应该是这样的，即当球旋转 90 度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。 球阀的作用在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成 V 形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。 图：球阀结构图 球阀不仅结构简单、密封性能好，而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小，操作简便、易实现快速启闭，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。特别是在美、日、德、法、意、西、英等工业发达国家，球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口经、高密封性、长寿命、优良的调节性能以及一阀多功能方向发展，其可靠性及其他性能指标均达到较高水平，并已部分取代闸阀、截止阀、调节阀。 球阀只需要用旋转 90 度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀最适宜直接做开
闭使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。 随着球阀的技术进步，在可以预见的短时见内，特别是在石油天然气管线上、炼油裂解装置上以及核工业上将有更广泛的应用。此外，在其他工业中的大中型口径、中低压力领域，球阀也将会成为主导的阀门类型之一。 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，从全开到全关只要旋转 90°，便于远距离的控制； 5、维修方便，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。
水电球阀的工作原理 中国泵业网 1、概述 水轮机是水电站的重要机电设备之一。为了保证水轮机安全和可靠的运行,水轮机的入水口处均装设有进水球阀,上游与压力钢管连接,下游与水轮机进水蜗壳连接。一方面在水轮机及发电机组检修时通过该阀切断压力钢管内的水流,保证检修的安全,另一方面在水轮机及发电机出现异常时可有效切断水流,防止事故的发生。由于水轮机运行的特殊要求,通用球阀在水电站的运行中不能满足工况系统的使用要求,导致机组无法运行的现象也时有发生。为了确保水轮机组能平稳、可靠和安全的运行,在消化吸收国外先进技术的基础上,采用全新的设计理念,研制开发出新型水轮机进水球阀。 2、主要构成部分及作用 水轮机进水球阀主要由主阀部分、驱动部分、旁通管路、上游凑合节、下游伸缩节、锁定部分、支撑部分及配套部分等组成。 （1）主阀部分（标配） 包括阀体、球体、阀杆及阀座（活塞止水环）等,该部分是整个阀门的核心,其作用是接通或切断水流。 （2）驱动部分（标配） 对于电动操作的水轮机进水球阀,其驱动部分为电动装置。对于液动操作水轮机进水球阀,其驱动部分为液压接力器与拐臂（对于摇摆
缸）等,该部分的作用是驱动主阀进行启闭动作。 （3）旁通管路（推荐采用） 包括旁通阀、检修阀（仅用于旁通阀）、钢管和弯头等,该部分的作用是在阀门启闭前平衡上下游压差,避免在全压差下启闭阀门出现水锤现象以及有效地降低阀门的操作转矩。 （4）上游凑合节（对液动止水环式水轮机进水球阀为标配,对其余两类为选配） 用于阀门与上游端压力钢管进行连接,连接方式通常为焊接,并且会预留50～100mm的焊接配割余量。 （5）下游伸缩节（对液动止水环式水轮机进水球阀为标配,对其余两类为选配） 包括插管与活动法兰两部分,用于阀门与下游水轮机进水蜗壳连接,连接方式为法兰连接。通过伸缩节的方式,一方面可方便对阀门进行检修维护,另一方面可适应由于温度、压力的变化造成的管道轴向膨胀或收缩。 （6）锁定部分（选配） 主要包括上游检修密封锁定及接力器锁定。主要用于防止由于误操作带来的阀门误动作,保证系统的安全性及可靠性。 （7）支撑部分 包括主阀与接力器底座。底座通过地脚螺栓安装于混凝土支墩上,用于支撑阀门的重量及为摇摆式接力器提供固定转轴。 （8）配套部分
球阀与气动执行机构的认识毛达管线五号阀室位于河岸旁,地势较低。在严重的洪灾过后,五号阀室的执行机构开始漏气。基于此,我认真学习五号阀室的基本设备,通过自身学习与从她人的身上吸取球阀、执行机构的相关知识,做出以下总结。 一、球阀介绍 球阀-(ball vavle) 关闭件就是一个球体,球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。 工作原理: 球阀它具有旋转90度的动作,旋塞体为球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配与改变介质的流动方向,它只需要用旋转90度的操作与很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用, 球阀的结构: 球阀的基本结构如下图
主要特点: 球阀的主要特点就是本身结构紧凑,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,易于操作与维修,适用于水、溶剂、酸与天然气等一般工作介质,而且还适用于工作条件恶劣的介质,如氧气、过氧化氢、甲烷与乙烯等,在各行业得到广泛的应用。 球阀的分类: 1、按结构形式可分为: A 浮动球球阀 球阀的球体就是浮动的,在介质压力作用下,球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上,保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单,密封性好,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷,在受到较高压力冲击时,球体可能会发生偏移。一般用于中低压球阀。 B 固定球球阀
球阀的球体就是固定的,受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座,受介质压力后,阀座产生移动,使密封圈紧压在球体上,以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承,操作扭距小,适用于高压与大口径的阀门。 为了减少球阀的操作扭矩与增加密封的可靠程度,近年来又出现了油封球阀,既在密封面间压注特制的润滑油,以形成一层油膜,即增强了密封性,又减少了操作扭矩,更适用高压大口径的球阀。 C 弹性球球阀 球阀的球体就是弹性的。球体与阀座密封圈都采用金属材料制造,密封比压很大,依靠介质本身的压力已达不到密封的要求,必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。 2、按通道位置可分为: 直通式三通式直角式 三通式 主要优点: 1）流体阻力小,其阻力系数于同长度管段相等。 2）机构简单、体积小、重量轻。 3）紧密可靠,密封材料广泛使用塑料材料,密封性好,在真空中
球阀的编号与结构原理型号编制说明 阀体材料代号 压力等级代号 密封面材质代号 结构形式代号 连接形式代号 驱动方式代号 阀门类型代号 特殊要求代号 系列代号 ● 系列代号：本公司系列代号为SW ● 特殊要求代号：K—抗硫型 D—低温型 EX—加长杆型 M—埋地型 ● 阀门类型代号：Q—球阀 ● 驱动方式代号：3—蜗轮蜗杆传动 6—气动 7—液动 8—气-液联动 9—电动9B—防爆电动 ● 连接形式代号：1—内螺纹连接 2—外螺纹连接 4—法兰连接 6—对焊连接7—对夹连接 8—卡箍连接 ● 结构形式代号：1—直通浮动式 4—浮动式L型三通 5—浮动式T型三通 7—直通固定式 8—固定式T型三通 9—固定式L型三通 ● 密封面材质代号：Y—硬质合金 F—增强聚四氟乙烯 N—尼龙 PPL—对位聚苯 ● 压力等级代号：公称压力为MPa的10倍、磅级为实际数 ● 阀体材料代号：C—WCB I—WC6、ZG1Cr5Mo V—WC9、ZG20CrMoV P—CF8、ZG1Cr18Ni9Ti R—CF8M、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti S—CF3 L—CF3M F—LCB N—LC3 注：PN≥2.5MPa及压力等级大于Class150的碳素钢阀体，省略本代号。
产品性能规范 结构说明和工作原理 (一)浮动球球阀 1、阀门开、关位置指示： 球、阀杆、手柄是一个装配单元，阀杆头部采用扁方结构，由手柄所处位置容易辨别出阀门是处于开位置或关位置。当手柄或阀杆头部的扁方与管线平行时，阀门处于全开位置；当手柄或阀杆头部的扁方与管线垂直时，阀门处于全关位置。 2、锁定装置： 为防止误操作阀门，在阀门的全开和全关位置可用挂锁锁定阀门，特别是安装在野外的阀门或当工艺流程中不允许开或关阀门时，为防止其他人员错误操作阀门，将阀门位置锁定是很重要的。 3、杆防飞结构： 当介质通过阀门时，阀体中腔的压力可能将阀杆推出。为防止这种情况发生，在阀杆下部设置一防飞出结构(图1)。这样，即使火灾时，填料、止推轴承被烧损或其它原因引起填料等损坏，阀体内的介质压力将使阀杆法兰与阀体上密封面紧
球阀介绍 球阀-（ball vavle） 关闭件是一个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。 工作原理： 球阀它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用， 球阀的结构： 球阀的基本结构如下图 主要特点： 球阀的主要特点是本身结构紧凑，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，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条
件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。 球阀的分类： 1、按结构形式可分为： A 浮动球球阀 球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷，在受到较高压力冲击时，球体可能会发生偏移。一般用于中低压球阀。 B 固定球球阀 球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。
为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。 C 弹性球球阀 球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。 2、按通道位置可分为： 直通式三通式直角式 三通式 主要优点： 1）流体阻力小，其阻力系数于同长度管段相等。 2）机构简单、体积小、重量轻。 3）紧密可靠，密封材料广泛使用塑料材料，密封性好，在真空中也广泛使用。 4）操作方便，关闭迅速，从全开到全关只需旋转900 ，便于远程控制。
各种阀门种类及原理（图） 1. 闸阀 闸阀也叫闸板阀, 是一种广泛使用的阀门。它的闭合原理是闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整一致, 相互贴合, 可阻止介质流过, 并依靠顶模、弹簧或闸板的模形, 来增强密封效果。它在管路中主要起切断作用。 它的优点是 : 流体阻力小, 启闭省劲, 可以在介质双向流动的情况下使用, 没有方向性, 全开时密封面不易冲蚀, 结构长度短, 不仅适合做小阀门, 而且适合做大阀门。 闸阀按阀杆螺纹分两类 , 一是明杆式 , 二是暗杆式。按闸板构造分 , 也分两类 , 一是平行 , 二是模式。 2. 截止阀 截止阀, 也叫截门, 是使用最广泛的一种阀门, 它之所以广受欢迎, 是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小, 比较耐用, 开启高度不大, 制造容易, 维修方便, 不仅适用于中低压, 而且适用于高压。 它的闭合原理是, 依靠阀杠压力, 使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合, 阻止介质流通。 截止阀只许介质单向流动, 安装时有方向性。它的结构长度大于闸阀, 同时流体阻力大, 长期运行时, 密封可靠性不强。
截止阀分为三类 : 直通式、直角式及直流式斜截止阀。 3. 蝶阀 蝶阀也叫蝴蝶阀, 顾名思义, 它的关键性部件好似蝴蝶迎风, 自由回旋。 蝶阀的阀瓣是圆盘, 围绕阀座内的一个轴旋转, 旋角的大小, 便是阀门的开闭度。 蝶阀具有轻巧的特点 , 比其他阀门要节省材料, 结构简单, 开闭迅速, 切断和节流都能用, 流体阻力小, 操作省力。蝶阀, 可以做成很大口径。能够使用蝶阀的地方, 最好不要使闸阀, 因为蝶阀比闸阀经济, 而且调节性好。目前, 蝶阀在热水管路得到广泛的使用。
球阀的特性原理介绍及方案解决 球阀最适宜做开关、切断阀使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用，如V型球阀。 球阀： 球阀是用带有圆形通道的球体作启闭件，球体随阀杆转动实现启闭动作的阀门。球阀的启闭件是一个有孔的球体，绕垂直于通道的轴线旋转，从而达到启闭通道的目的。球阀主要供开启和关闭管道和设备介质之用 球阀工作原理： 球阀它具有相同的旋转90度的动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用，如V型球阀。 球阀的主要特点是本身结构紧凑，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，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。 球阀主要特性： 1、球阀不受安装方向的限制，介质的流向可任意。流体阻力小，全通径的球阀基本没有流阻。 2、球阀结构简单，相对体积小，重量轻，便于维修。 3、紧密可靠。它有两个密封面，而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种塑料，密封性好，能实现完全密封。在真空系统中也已广泛使用。 4、球阀适用于经常操作，启闭迅速、轻便。操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。 5、维修方便，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、球阀密封性能好。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。
十五种常用阀门结构及工作原理(带示意图)
阀门有哪些种类？其结构及工作原理在这里给大家分类总结： 1.截断阀类主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、蝶阀、柱塞阀、仪表针型阀等。 2.调节阀类主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。 3.止回阀类用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。 4.分流阀类用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。 5.安全阀类用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。 一、闸阀 靠阀板的上下移动，控制阀门开度。阀板象是一道闸门。闸阀关闭时，密封面可以只依靠介质压力来密封，即只依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座，以保证密封面的密封性。闸阀的种类,按密封面配置可分为楔式闸板式闸阀和平行闸板式闸阀, 楔式闸板式闸阀又可分为: 单闸板式、双闸板式和弹性闸板式；平行闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。按阀杆的螺纹位置划分，可分为明杆闸阀和暗杆闸阀两种。国内生产闸阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。 性能特点： 优点： 1、流动阻力小。阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小。 2、启闭时较省力。是与截止阀相比而言，因为无论是开或闭，闸板运动方向均与介质流动方向相垂直。 3、高度大，启闭时间长。闸板的启闭行程较大，降是通过螺杆进行的。 4、水锤现象不易产生。原因是关闭时间长。 5、介质可向两侧任意方向流动，易于安装。闸阀通道两侧是对称的。 6、结构长度(系壳体两连接端面之间的距离)较小。 7、形体简单, 结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。 8、结构紧凑，阀门刚性好，通道流畅，流阻数小，密封面采用不锈钢和硬质合金，使用寿命长，采用PTFE填料．密封可靠．操作轻便灵活．
球阀的密封结构和原理 1．阀体的密封 固定球球阀均采用浮动阀座形式的密封结构，阀座依靠镶嵌在阀体上预制的弹簧产生的弹力和介质的压力共同作用下将阀座紧紧的推向球体。阀座密封采用组合密封的结构（如图1所示），初级的金属密封能有效地防止固体颗粒对密封面的损坏；次级密封是橡胶O形圈的密封，它有两个功能，一方面是擦拭球体的表面，防止它的表面受损，另一方面能保证阀门达到“零”泄漏的密封要求。 图1 组合密封结构 根据球阀的不同密封结构，分为如下三类。 （1）单活塞效应的阀座标准设计的固定球球阀中，每一个阀座环都起着“单活塞效应”的作用。在这种情况下，作用在阀座环外侧端面上的管线压力，产生一个把它推向球体的力，而作用在阀座环内侧端面上的、阀腔内的压力，产生一个把它推离球体的力。因此，尽管施加在它们外侧端面上的管线压力，使得两个阀座环都获得了所需要的密封性能，但是，它们是“自释放”的。这是因为，当阀腔内异常升高压力产生的、把阀座推离球体的力，大于弹簧把阀座推向球体的作用力时，这一效应允许阀腔内的压力，向与阀门连接的管线排放。 当阀体阀腔内压力正常时，阀座的受力情况如图2所示。
图2 阀座的受力情况一 1.阀座 2.石墨密封环 3.橡胶O形密封圈 4.连接体 5.中间体 6.球体 阀体上游的压力大于等于阀腔内的压力，阀门关闭时，阀座被顶向球体，密封圈紧贴球面达到密封的目的。此时阀座所受的作用力为： F=（P1－P0）×A2+P1×A3+F0 其中F0为弹簧的推力。 当阀体阀腔内压力异常升高时，阀座的受力情况如图3所示。阀体阀腔内的压力大于阀体上游的压力，阀门关闭时，阀座可能会被顶离球体，阀腔内的压力要进行泄放。此时上游阀座受到被推离球体的力： F上=（P0―P1）× A2 ≥ P1 × A3 + F0 图3 压力高时阀座的受力情况二 1.阀座 2.石墨密封环 3.橡胶O形密封圈 4.连接体 5.中间体 6.球体 同理，下游阀座受到被推离球体的力：
天然气管道球阀的工作原理和维护 管道球阀的基本组成及工作原理 1．基本结构组成 一般天然气管道用球阀主要是由阀体、阀座、球体、阀杆及传动装臵组成。球阀的主要功能是接通和切断管道中流体的通道，球阀是通过传动装臵让球体旋转90°来实现开、关功能的。 常用的天然气管道球阀主要有浮动球结构和固定球结构两大类。 ①浮动式球阀的球体是可以浮动的，在天然气压力的作用下，球体将被紧紧压到出口侧的密封圈上，这是将形成单密封，阀前阀座的密封不能保证。这种结构的球阀特点是结构简单、单侧密封性能好，但其密封面承受的压力较大，故启闭力矩大。②而固定式结构球阀的球体具有上、下转轴，下部转轴被固定在阀体下部的轴承上，上部与阀杆相连。球体可沿与阀门通道垂直的轴线转动，不能像浮动结构球阀一样球体可以侧向移动。因此，固定球球阀工作时，阀前流体的压力只传给轴承和阀杆，不会对阀座造成压力，所以固定球阀转矩小，阀座变形小，密封性能稳定，使用寿命长。固定球阀的阀座是浮动的，浮
动阀座借助阀座后弹簧的压力和天然气的压力压紧球体，从而实现密封。 2．球阀的阀座结构 国内天然气管道最常用的球阀有CAMERON球阀、GROVE球阀、上海詹姆斯〃莱来斯球阀、自贡球阀等，最常用的阀座结构有以下几种形式。 (1)普通阀座 普通阀座一般用在直径等于小于200mm浮动阀座的球阀上[1]。普通阀座主要是在预紧力或流体的压力作用下，阀座与球体压紧，并使阀座材料产生塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体的作用下或预紧力的作用下，能够补偿球体不圆度和表面微观不平度的程度。这种阀座结构简单，加工制造方便，应用较为普遍。 (2)弹性阀座