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管道球閥的基本組成及工作原理

基本結構組成一般天然氣管道用球閥主要是由閥體、閥座、球體、閥桿及傳動裝置組成。球閥的主要功能是接通和切斷管道中流體的通道,球閥是通過傳動裝置讓球體旋轉90°來實現開、關功能的。常用的天然氣管道球閥主要有浮動球結構和固定球結構兩大類。

①浮動式球閥的球體是可以浮動的,在天然氣壓力的作用下,球體將被緊緊壓到出口側的密封圈上,這是將形成單密封,閥前閥座的密封不能保證。這種結構的球閥特點是結構簡單、單側密封性能好,但其密封面承受的壓力較大,故啟閉力矩大。

②而固定式結構球閥的球體具有上、下轉軸,下部轉軸被固定在閥體下部的軸承上,上部與閥桿相連。球體可沿與閥門通道垂直的軸線轉動,不能像浮動結構球閥一樣球體可以側向移動。因此,固定球球閥工作時,閥前流體的壓力只傳給軸承和閥桿,不會對閥座造成壓力,所以固定球閥轉矩小,閥座變形小,密封性能穩定,使用壽命長。固定球閥的閥座是浮動的,浮動閥座借助閥座后彈簧的壓力和天然氣的壓力壓緊球體,從而實現密封。

 


最常用的閥座結構有以下幾種形式


(1)普通閥座普通閥座一般用在直徑等于小于200mm浮動閥座的球閥上。普通閥座主要是在預緊力或流體的壓力作用下,閥座與球體壓緊,并使閥座材料產生塑性變形而達到密封,其密封效果取決于閥座在流體的作用下或預緊力的作用下,能夠補償球體不圓度和表面微觀不平度的程度。這種閥座結構簡單,加工制造方便,應用較為普遍。

(2)彈性閥座彈性閥座形式相對較多,但天然氣管線上常用的有螺旋彈簧組閥座和碟形彈簧閥座,這兩種閥座都是靠彈簧的彈力和流體的壓力將閥座推向球體,從而達到密封。這兩種閥座有很好的雙向密封能力和良好的彈性補償能力,但對于螺旋彈簧組閥座來說,每一支彈簧的剛度很難做到一致,以致閥座受力不均,影響閥門的密封性能。相比之下,碟形彈簧的結構簡單、緊湊、加工方便,且受力均勻。因此應用相當廣泛。

(3)旋轉閥座球閥在打開瞬間或關閉終了前,球體與閥座之間形成月牙形的狹窄通道,于是天然氣被節流而呈高速喘流湍流狀態,經常導致閥座被沖蝕而發生內漏。旋轉閥座的主要特點是閥門在啟閉過程中,閥座可沿通道的軸線作旋轉運動,通過開關閥門使閥座旋轉,可使閥座沿圓周方向均勻磨損,改善工作狀況,延長使用壽命。


 


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