球閥的啟閉件為球體。按球體與閥體的連接結構分,有浮動球及固定球兩類。按閥內的通道形式,又有直通、四通和三通三種。其結構分類如下:
1. 浮動式(shi)球(qiu)閥
浮動(dong)式球(qiu)閥(fa)(見圖4-16)的(de)球(qiu)體是浮動(dong)的(de),在介質壓力(li)作(zuo)用下(xia),球(qiu)體被壓緊到出(chu)口側的(de)密封(feng)圈(quan)上,從(cong)而保證(zheng)密封(feng)。其特點是結構簡單(dan),單(dan)側密封(feng),密封(feng)性能較(jiao)好,但由于球(qiu)面與密封(feng)圈(quan)之間的(de)壓緊力(li)較(jiao)大,所以(yi)啟閉力(li)矩也大,一般(ban)只適用于較(jiao)小口徑和較(jiao)低壓力(li)的(de)閥(fa)。三通(tong)、四通(tong)球(qiu)閥(fa)有(you)流體通(tong)道切換功(gong)能。
2. 固(gu)定式球閥
固(gu)定式球閥(見圖4-17)的(de)(de)球體(ti)由(you)上(shang)下(xia)兩端的(de)(de)軸(zhou)承固(gu)定,只(zhi)能(neng)轉動,不能(neng)水平和上(shang)下(xia)移動。在閥體(ti)與(yu)閥座(zuo)之間設置彈(dan)簧(huang),使閥座(zuo)與(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)圈能(neng)壓(ya)緊球體(ti),達到密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)要求,嵌在閥座(zuo)上(shang)的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)圈是由(you)彈(dan)性材料制造的(de)(de),以保證其密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)性能(neng)。由(you)于(yu)介質對球體(ti)的(de)(de)壓(ya)力是由(you)軸(zhou)承承受(shou)的(de)(de),使密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)圈與(yu)球體(ti)間的(de)(de)摩擦力減小(xiao),啟閉(bi)省(sheng)力,不易磨損,使用(yong)壽命(ming)長,但結構(gou)復(fu)雜。因此適(shi)用(yong)于(yu)大口徑及較(jiao)高壓(ya)力的(de)(de)閥。
3. 密封結構(gou)
閥(fa)座上的(de)密封圈是球閥(fa)的(de)重要密封件。密封圈的(de)常見結構如下。
①. 浮動式球(qiu)閥的密封(feng) 其結構如圖4-18所示。
圖4-18(a)為球體與彈性密(mi)封(feng)圈形(xing)成(cheng)球面吻合結(jie)構,依靠介質壓力在(zai)出口側形(xing)成(cheng)密(mi)封(feng)面。由于(yu)密(mi)封(feng)面的(de)彈性較(jiao)小,介質壓力較(jiao)低時,密(mi)封(feng)性較(jiao)差。
圖4-18(b)為(wei)將彈性(xing)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)(quan)與球(qiu)體接觸部(bu)分(fen)加工(gong)出兩個凸緣(yuan)。安裝時球(qiu)體就將密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)(quan)的凸緣(yuan)部(bu)分(fen)壓(ya)緊(jin)。運(yun)行(xing)時介質壓(ya)力可在出口側造成更大的壓(ya)力,使球(qiu)體與密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)(quan)吻合得更加緊(jin)密(mi)(mi),密(mi)(mi)封(feng)(feng)性(xing)能較好(hao)。
圖(tu)4-18(c)為(wei)一種彈性更(geng)(geng)好的(de)密(mi)封(feng)(feng)(feng)圈結構,由于密(mi)封(feng)(feng)(feng)圈本身具有(you)彈性,介質(zhi)壓(ya)(ya)力較低時,在進(jin)口(kou)側(ce)就能實(shi)現密(mi)封(feng)(feng)(feng),介質(zhi)壓(ya)(ya)力較高時,將在出口(kou)側(ce)實(shi)現更(geng)(geng)好的(de)密(mi)封(feng)(feng)(feng)。
圖(tu)4-18(d)為用(yong)于高溫球閥的密封(feng)結構(gou),球體和(he)密封(feng)圈(quan)都用(yong)不銹鋼制造,再在密封(feng)圈(quan)上堆焊硬質合金,經精密加工而成。
圖4-18(e)為用于對密(mi)封性能(neng)要求較高(gao)的浮動(dong)球閥的密(mi)封結構。采用帶有彈簧(huang)的浮動(dong)閥座(zuo),靠彈簧(huang)力(li)預(yu)緊,當(dang)介質(zhi)壓(ya)力(li)上升后,進(jin)出口側均能(neng)密(mi)封。
②. 固定式球閥的密封結(jie)構 如圖4-19所示(shi)。
圖4-19(a)為進口側的密封結構,由于d1>dm,介質作用于d1和dm環面上的力,可把閥座上的密封圈壓緊在球體表面而實現密封。關閉后閥內腔不存在介質壓力,使軸承受力較大。
圖4-19(b)的密封結構,由于d2<dm,使進口側不能密封,介質進入閥內腔,依靠介質壓力作用于dm和d2間的環面,可在出口側實現密封,關閉后閥內腔仍和進口連通,存在介質壓力,故軸承受力較小,適用于高壓球閥。
圖4-19(c)的密封結構,由于d1>dm,dm>d2,pj>p0,p0>pc,不管介質壓力高低,均能保證進出口兩側的密封,適用于對密封性能要求較高的球閥。
圖(tu)4-19(d)為(wei)固定球閥(fa)的一種防(fang)火密(mi)封結構。當火災發生或異常升(sheng)溫,使密(mi)封閥(fa)座(zuo)燒損時(shi),借(jie)彈(dan)簧的作用,閥(fa)座(zuo)支(zhi)承就可以和球體(ti)接觸起臨(lin)時(shi)密(mi)封作用,防(fang)止火災擴大[見圖(tu)4-19(e)]。