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(fu)動式球閥(fa)
浮(fu)動式球(qiu)閥(fa)(見圖(tu)4-16)的球(qiu)體是浮(fu)動的,在介質壓力作用下,球(qiu)體被壓緊到出(chu)口(kou)側的密(mi)封(feng)(feng)圈上,從而保證密(mi)封(feng)(feng)。其特點是結構(gou)簡單(dan)(dan),單(dan)(dan)側密(mi)封(feng)(feng),密(mi)封(feng)(feng)性能(neng)較(jiao)好,但(dan)由于球(qiu)面與密(mi)封(feng)(feng)圈之(zhi)間的壓緊力較(jiao)大,所(suo)以啟閉力矩也大,一(yi)般只適(shi)用于較(jiao)小口(kou)徑(jing)和較(jiao)低壓力的閥(fa)。三(san)通、四通球(qiu)閥(fa)有流體通道切換(huan)功能(neng)。
2. 固定式球閥
固定(ding)式球閥(見圖4-17)的(de)(de)球體由上(shang)下兩端的(de)(de)軸承固定(ding),只(zhi)能(neng)轉(zhuan)動(dong),不能(neng)水平和上(shang)下移動(dong)。在(zai)閥體與閥座之間設置(zhi)彈簧,使(shi)閥座與密封(feng)(feng)(feng)圈能(neng)壓(ya)(ya)緊球體,達到密封(feng)(feng)(feng)要求,嵌(qian)在(zai)閥座上(shang)的(de)(de)密封(feng)(feng)(feng)圈是由彈性材料制造的(de)(de),以保證其密封(feng)(feng)(feng)性能(neng)。由于介(jie)質對球體的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)是由軸承承受(shou)的(de)(de),使(shi)密封(feng)(feng)(feng)圈與球體間的(de)(de)摩(mo)擦力(li)減小,啟閉省力(li),不易磨損,使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長,但結(jie)構復(fu)雜。因此(ci)適用(yong)于大口(kou)徑及較高壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)閥。
3. 密(mi)封結構
閥(fa)座(zuo)上(shang)的(de)(de)密封圈是球(qiu)閥(fa)的(de)(de)重要密封件。密封圈的(de)(de)常見結構如下(xia)。
①. 浮(fu)動式(shi)球閥的密封(feng) 其結構如(ru)圖4-18所示。
圖(tu)4-18(a)為球體與彈性(xing)密(mi)封(feng)圈形成(cheng)球面吻合結構(gou),依靠介(jie)質壓力在(zai)出口側(ce)形成(cheng)密(mi)封(feng)面。由于密(mi)封(feng)面的彈性(xing)較(jiao)(jiao)小,介(jie)質壓力較(jiao)(jiao)低(di)時,密(mi)封(feng)性(xing)較(jiao)(jiao)差。
圖4-18(b)為將彈性(xing)密封(feng)(feng)圈(quan)與(yu)球(qiu)(qiu)體接觸部(bu)分加工(gong)出兩(liang)個凸緣(yuan)(yuan)。安裝(zhuang)時球(qiu)(qiu)體就(jiu)將密封(feng)(feng)圈(quan)的凸緣(yuan)(yuan)部(bu)分壓緊(jin)。運(yun)行時介質壓力可在出口側造成更大的壓力,使球(qiu)(qiu)體與(yu)密封(feng)(feng)圈(quan)吻合得更加緊(jin)密,密封(feng)(feng)性(xing)能較(jiao)好。
圖4-18(c)為一種彈性更好(hao)的密封(feng)(feng)圈結構,由于密封(feng)(feng)圈本身具有(you)彈性,介質(zhi)壓力較低時,在(zai)進口側就能實現密封(feng)(feng),介質(zhi)壓力較高時,將(jiang)在(zai)出(chu)口側實現更好(hao)的密封(feng)(feng)。
圖4-18(d)為用(yong)于高(gao)溫球(qiu)閥的密(mi)封(feng)結構(gou),球(qiu)體和密(mi)封(feng)圈(quan)都用(yong)不(bu)銹鋼(gang)制造,再在密(mi)封(feng)圈(quan)上堆焊硬質合金,經精密(mi)加(jia)工而成。
圖4-18(e)為用(yong)于對密封(feng)(feng)性能要求較(jiao)高的浮動球閥(fa)的密封(feng)(feng)結構。采用(yong)帶(dai)有彈簧的浮動閥(fa)座,靠彈簧力預緊,當介質(zhi)壓力上升后,進(jin)出口側(ce)均(jun)能密封(feng)(feng)。
②. 固定式球閥的密封結構 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)為固定球閥(fa)的一(yi)種防(fang)火密封(feng)(feng)結(jie)構。當火災(zai)(zai)發生(sheng)或異常升(sheng)溫,使密封(feng)(feng)閥(fa)座(zuo)燒損時,借(jie)彈簧的作(zuo)用,閥(fa)座(zuo)支承就可(ke)以和球體接觸起臨時密封(feng)(feng)作(zuo)用,防(fang)止(zhi)火災(zai)(zai)擴大[見(jian)圖(tu)4-19(e)]。