固定球球閥的結構形式

（1）自動泄放閥座

固定球球閥也是雙向的，從正和反兩個方向截斷介質的流動。圖3-15所示的閥座是前級密封，即進口端閥座密封。因為是雙向的閥門，所以出口端閥座與進口端閥座是同一結構對稱設置。這樣，當腔體壓力高于出口壓力存在壓差時，能自動泄放。

進口端閥座在進口端壓力高于閥腔中壓力時，作 用在進口端閥座上的介質壓力形成一個進口端壓力差 Ap,這一壓差乘以環形面積F=0. 785（4—4）即為閥座的密封力，該力推動閥座使球閥密封，截斷進口端介質。

出口端閥座在閥腔中的壓力大于出口端壓力時， 作用在出口端閥座上的介質壓力形成一個壓力差Ap， 這一壓差乘以環形面積JF=0.785（名一4）即為作用于出口端閥座上的力，其方向推開出口閥座，使腔體壓力泄放。

典型的自泄放閥座由閥座、密封環、彈簧、〇形

密封圈等組成。彈簧可以選用一組螺旋彈簧或一只碟形彈簧，可以設置在管線側閥座的底部，也可以設置在閥腔側閥座的背部。閥座與閥體側的密封，可以是〇形橡膠密封圈，也可以用由PTFE制成的V形碗。

（2）雙重密封閥座

圖3-16所示為雙重密封閥座的設計，只要調整密封環與0形橡膠密封圈的相對位置，或改變密封座尾部尺寸（圖3-16的辦）就可達到雙重密封功能， 又稱之為“雙活塞效應”。

進口端閥座在進口端壓力高于閥腔中壓力時，作用在進口端閥座上的介質壓力形成一個壓力差該壓差乘以環形面積F=0.785（必2—山2）即為閥座的密封力，該力推動閥座使球閥密封，截斷進口端介質。

出口端閥座在閥腔中的壓力大于出口端壓力時， 作用在出口端閥座上的介質壓力形成一個壓力差Af， 該壓差乘以環形面積F=0.785（*2—A2）即為作用于出口端閥座上的力，該力也推動閥座使球閥密封， 截斷腔體壓力向出口端流動，即前級密封后級也密封。

雙重密封閥座的兩個閥座都具備正和反兩個方向切斷流體的功能，稱之為隔離型閥座，而自泄放型閥座設計，就閥座本身而言是單向密封。

3. 3.3固定球球閥的結構

（1） 球體

介紹了密封座的各種結構形式設計之后，再來觀察固定球球閥的球體結構。固定球球閥的zui重要特征是球體在開關過程中不偏離球體的回轉中心，球體上支軸的設計有三種結構形式：

①如圖3-14所示，球體上部有一個軸柄，下部 是一個軸孔，供一個固定軸插入，球體的結構是一個軸，一個孔的結構。

②如圖3-17 （a）和（b）所示，球體上是兩個上下的軸孔，分別由上軸和下軸插入，圖（a）所示 的結構適用于小口徑，在球體上軸孔的插人深度短， 只能承受較小的介質力，圖（b）所示的結構，適用于大口徑，可承受較大的介質力，而且支承軸頸和驅 動軸分離，驅動軸只承受轉矩的作用。

③如圖3-17 （c）所示，球體上是兩個外伸的 軸，垂直上下兩塊支撐板，介質力通過軸頸和支撐板傳遞到閥體上，同樣，驅動軸只承受單一的轉矩作用，分離了介質力和操作力矩。

（2） 閥體

由于閥體是一個鍛造的筒體，沒有通常的閥頸， 閥頸被一個填料箱替代，填料箱體通過螺栓固定在閥體的平臺上，軸封則是采用0形橡膠圈，外部與執行器的連接支板，也是通過填料箱體上的通孔，固定在閥體上，可知，這種圓筒狀結構閥體，在軸頸部 分，閥體的強度被大大地削弱了。

至于閥體的結構，與浮動球球閥一樣，有側裝式和上裝式兩種。

側裝式可以分為兩段式，一個主閥體和一個副閥體結構，也可以是三段式，一個主閥體和兩個副閥體結構。

上裝式閥體是一個整體結構，上部閥蓋用螺栓與 閥體組成一個完整的壓力邊界，球體是一個帶有上下支軸的球，下支承軸承嵌入閥體內，上支承軸承置于閥蓋內，上軸端加工一凹槽與軸頭部的凸緣相連接， 用來傳遞轉矩，介質力作用在軸承上，驅動軸只傳遞轉矩，并設計成防吹出的結構，閥座的設計存在裝配 或拆卸的困難，就是球體裝入閥腔時閥座要向兩側移動，這樣就設計一個可以滑動的背閥座，事先閥座縮人左右通道內，待球體裝入后，通過背閥上的凸緣， 將閥座推向球體中心，然后用一個卡環，卡人背閥座的凹槽內，拆卸時，則先取出卡環，然后將閥座推人 閥腔的左、右通道內，球體即可從上部取出。因此， 上裝式結構球存在可在線維修的優點。

3.3.4閥體與密封座的壓力-溫度額定值

與浮動球球閥一樣，閥體材料在使用中有一個壓力-溫度額定值，這一數值由標準ANSI B16. 34給出。 另外，不同密封材料，鑲嵌在金屬閥座中，也有一個壓力-溫度額定值。因為，密封材料在使用中的壓力- 溫度額定值除了與壓力、溫度有關，而且與通徑和密 封材料的鑲嵌或結構形式有關。所以這一數值和浮動球球閥不同，各個制造廠提供的數據也不盡相同。應由閥門制造廠提供。圖3-18所示是閥體和密封材料的壓力-溫度額定值。

3.3.5固定球球閥的適用范圍與引用標準

浮動球球閥適用范圍在Class 600級以下，通徑在NPS8以下。固定球球閥的適用范圍就沒有這個限制，這是由于設計中閥座上密封材料的比值能夠予以控制，因此，它適用于Class2500級以下，通徑 NPS60以下所有規格。

供參考的相關的產品標準是API 6D-2008《管線閥門》等同的標準ISO14313—2007《石油天然氣工業一管線輸送系統一管線閥門》。其他的引用標準可參見3. 4. 8管線球閥的引用標準。

來源：上海自動化儀表銷售網（www.40017.net）

來源：http://www.40017.net/info/jishu_60ff459750ffd780.html