球阀百科资料 球阀介绍

  球阀(ball valve ），启闭件（球体）由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，非常适合于含纤维、微小固体颗料等的介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换，同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。本类阀门在管道中一般应当水平安装。球阀按照驱动方式分为：气动球阀，电动球阀，手动球阀。

  球阀(ball valve)问世于20世纪50年代，随着科学技术的快速的提升，生产的基本工艺及产品结构的一直在改进，在短短的40年时间里，已快速地发展成为一种主要的阀类。在西方工业发达的国家，球阀的使用正在逐年不断的上升。

  在我国，球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。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。球阀适宜做开关、切断阀使用，V型球阀。电动阀门除应注意管道参数外，尚应格外的注意其使用的环境条件，由于电动阀门中的电动装置是一机电设备，其使用状态受其使用环境影响很大。通常状态下，电动球阀、蝶阀在以下环境使用要特别注意。

  密封圈是合金钢堆焊，所以硬密封球阀在开关时不会产生太大的磨损。（它的硬度系数为65-70）：

  二、密封性能好；由于硬密封球阀的密封是采用人工研磨，直到阀芯与密封圈完全吻合才能使用。所以他的密封性能是可靠的。

  三、开关轻；由于硬密封球阀的密封圈底部采用弹簧使密封圈与阀芯紧紧抱在一起，所以在外界力量超过弹簧的预紧力时开关非常轻。

  四、常规使用的寿命长：已大范围的应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。

  气动球阀结构相对比较简单紧凑，密封可靠，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，大多数都用在截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制。

  气动球阀与其它种类阀门相比，具有角行程输出扭矩，开启迅速、平稳可靠，适用广泛，以及以下一些优点：

  2、防静电功能：在球体、阀杆、阀体之间设置弹簧，能将开关过程中产生的静电导出。

  3、由于聚四氟乙烯等材料具备良好的自润滑性，与球体的摩擦损失小，故气动球阀的使用寿命长。

  4、流体阻力小：气动球阀是所有阀门分类中流体阻力小的一种，即使是缩径气动球阀，其流体阻力也相当小。

  5、阀杆密封可靠：由于阀杆只作转动运动而不做升降运动，阀杆的填料密封不易破坏，且密封能力随着介质压力的增高而增大。

  6、阀座密封性能好：采用聚四氟乙烯等弹性材料制成的密封圈，结构易于密封，而且气动球阀的阀封能力随着介质压力的增高而增大。

  9、紧密可靠。它有两个密封面，而且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。

  10、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。

  11、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。

  12、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。

  13、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。

  15、加工精度高，造价昂贵，高温中不宜使用，如管道内有杂质，容易被杂质堵塞，导致阀门无法打开。

  2、空气阀：充水时，排除空气服用浮筒自行关阀；排水时，补充空气用，浮筒自行下降；

  3、泄压阀：开启关闭活门时，排除活门及密封盖之间的压力水，以免磨损密封盖；

  球阀分有：浮动式球阀、固定式球阀、轨道球阀、V型球阀、三通球阀、不锈钢球阀、铸钢球阀、锻钢球阀、卸灰球阀、抗硫球阀、气动球阀、电动球阀、卡套球阀、焊接球阀。

  1. 金属材料阀门：如碳钢阀门、合金钢阀门、不锈钢阀门、铸铁阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门等。

  2. 金属阀体衬里阀门：如衬胶阀门、衬氟阀门、衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。

  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。

  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。这种结构，一般用于中低压球阀。

  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，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。

  弹性球阀的球体弹性的。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。

  弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。

  Qv347、Qv647、Qv947 V型调节球阀由于球芯带有 V 型结构，对阀座具有剪切作用。因此适用于造纸、化工、冶金等工业企业中含有纤维或微小固体颗粒的悬浊液介质中对有关工艺参数的控制，特别适用于制浆、造纸生产过程中的纸浆、白水、黑液、白液等悬浮颗粒的流体及浓、浊浆状流体介质的自动调节。

  这种V型球阀属于固定球阀，也是单阀座密封球阀，调节性能是球阀中最*的，流量特性是等百分比的，可调比达100:1。它的V型切口与金属阀座之间具有剪切作用，特别适合含纤维、微小固体颗粒、料浆等介质

  三通球阀有T型和L型。T型能使三条正交的管道相互联通和切断第三条通道，起分流、合流作用。L型只能连接相互正交的两条管道，不能同时保持第三条管道的相互连通，只起分配作用。

  1、三通球阀在结构上采用一体化结构，4面阀座的密封型式，法兰连接少，可靠性高，设计实现了轻量化。

  3、球阀按作用式分单作用和双作用两种型式，单作用式的特点是一旦动力源发生故障时，球阀将处于控制系统要求的状态。

  3． 紧密可靠，且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。

  此类阀门为现有矿井常用高压球阀，它承受压力高，采用U型卡快接方式，在矿井日常生产使用中能够实现快速安装及拆卸，方便使用。

  卸灰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。 卸灰球阀按结构形式可分：浮动球式、固定球式、弹性球式.卸灰球阀主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用用于流体的调节与控制，卸灰球阀与其它阀门种类相比，具有角行程输出扭矩，开启迅速、平稳可靠，适用广泛。卸灰球阀的工作原理是靠旋转阀恋来使阀门畅通或闭塞

  电动球阀构造只由少数几个零件组成，资料耗用省；体积小、重量轻、安装尺寸小 电动球阀结构图，驱动力矩小， 压力调节阀，操作简便、敏捷，只需旋转90°即可快速启闭；并且还同时拥有非常良好的流量调节功效和封闭密封特性，在大中口径、中低压力的应用范畴，电动球阀是主导的阀门情势。电动球阀处于完整开启地位时，蝶板厚度是介质流经阀体时的阻力，因此通过该阀门所发生的压力降很小，故具有较好的流量把持特征。电动球阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。弹性密封阀门，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。 采取金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长，但很难做到完整密封。金属密封能适应较高的 工作温度，弹性密封则具有受温度限制的缺 点。 假如请求电动球阀作为流量把持使用，重要的是准确选择阀门的尺寸和类型。电动球阀的构造原理尤其合适制造大口径阀门。电动球阀不仅在石油、煤气、化工、水处置等一般产业上得到普遍运用，而且还利用于热电站的冷却水体系。 常用的电动球阀有对夹式电动球阀和法兰式电动球阀两种。对夹式电动球阀是用双头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间，法兰式电动球阀是阀门上带有法兰，用螺栓将阀门上两端法兰衔接在管道法兰上。 阀门的强度性能是指阀门蒙受介质压力的才能。阀门是蒙受内压的机械产品，因而必需具有足够的强度和刚度，以保证长期使用而不产生决裂或发生变形。气动球阀由球阀配置气动执行器组成，气动执行器分为双作用型气动执行器和单作用型气动执行器，通过电磁阀控制，实现球阀开关动作。气动球阀可实现智能化控制，快速开启或关闭管路，能有效的对管网进行控制和管理。

  5、驱动方式：手动、蜗轮蜗杆传动、气动、电动、液动、气液联动、电液联动；

  使用PTFE或RTFE材质的阀座和密封件，其他类型的阀座和密封件的操作温度，应受到KI工厂的检核。

  阀的公称压力等级（PN），可表明阀在正常温度状态下的*大工作压力。（例如：PN4.0，表明其操作温度在－190C～380C时的*大工作压力为40 Bar(4.0MPa)）。

  球阀长期以来受物料冲刷，产生摩擦，造成严重的冲击磨损，不能满足正常生产，同时造成了设备使用期的缩短。当下针对球阀磨损多采用耐磨材料，如陶瓷材料，高分子复合材料等方法，应用较多的有技术体系。高分子材料具有优越的粘着性能，超强耐磨性能，安全的解决了金属经常磨损的弊端，确保了企业设备的正常生产。而且材料中的独特的陶瓷材料和特殊的表面强化剂，使其在恶劣的干磨环境里耐磨和抗物理冲击性能优于任何钢铁甚至超过瓷砖，产品与煤的不亲和性能是防止积煤的理想材料。

  对于上述环境中的电动球阀，其电动装置结构、材料和防护方式皆不同。因此，应依据上述义务环境选择相应的阀门电动装置。依据工程控制要求，对电动球阀来讲，其控制功能是由电动装置来完成的。应用电动球阀的宗旨，就是对阀门的开、闭以及调节联动完成非人工的电气控制或计算机控制。电动装置应用已不只是为了勤俭人力了。由于不同厂家产品的功能和质量区别较大，因此，选择电动装置和选择所配阀门对工程同等重要。由于工业自动化水平的要求始终提高，一方面对电动阀门的应用量越来越多，另一方面对电动阀门的控制要求也越来越高，越来越复杂。所以电动阀门在电气控制方面的设计也在始终更新。随着使用要求不断提高及计算机的普及应用，新型的、多样的电气控制方式将始终地出现。对电动阀门总体控制方面的推敲，应注意选择电动阀门的控制方式。例如，依据工程需要，是否应用集中控制方式，还是单台控制方式，是否与其他设备联动，次序控制还是应用计算机次序控制等等，其控制原理都不一样。阀门电动装置厂家样本给出的仅是标准电气控制原理，因此应用部门应与电动装置消耗厂进行技术交底，清楚技术要求。

  2）安装前应按规定的信号（电或气）进行整机测试（防止因运输产生振动影响使用性能），合格后方可上线安装（接线按电动执行机构线）准备与管道连接前，须冲洗和清除干净管道中残存的杂质（这些物质可能会损坏阀座和球）。

  4）在安装期间，请不要用阀的执行机构部分作为起重的吊装点，以避免损坏执行机构及附件。

  6）安装点附近的管道不可有低垂或者承受外力的现象，可以用管道支架或者支撑物来消除管线）与管道连接后，请用规定的扭矩交叉锁紧法兰连接螺栓。

  由于球阀通常用橡胶、尼龙和聚四氟乙烯作为阀座密封圈材料，因此它的使用温度受到阀座密封圈材料的限制。球阀的截止作用是靠金属球体在介质的作用下，于塑料阀座之间相互压紧来完成的（浮动球球阀）。阀座密封圈在一定的接触压力作用下，局部地区发生弹塑变形。这一变形可以补偿球体的制造精度和表面粗糙度，保证球阀的密封性能。

  又由于球阀的阀座密封圈通常采用塑料制成，故在选择球阀的结构和性能上，要考虑球阀的耐火和防火，特别是在石油、化工、冶金等部门，在易燃、易爆介质的设备和管路系统中使用球阀，更应注意耐火和防火。

  通常，在双位调节、密封性能严格、泥浆、磨损、缩口通道、启闭动作迅速（1/4转启闭）、高压截止（压差大）、低噪声、有气穴和气化现象、向大气少量渗漏，操作力矩小、流体阻力小的管路系统中，推荐使用球阀。

  球阀也适用于轻型结构、低压截止（压差小）、腐蚀性介质的管路系统中。在低温（深冷）装置和管路系统中也可选用球阀。在冶金行业的氧气管路系统中，需使用经过严格脱脂处理的球阀。在输油管线和输气管线中的主管线需埋设在地下时，需使用全通径焊接式球阀。在要求具有调节性能时，需选用带V形开口的专用结构的球阀。在石油、石油化工、化工、电力、城市建设中，工作温度在200度以上的管路系统可选用金属对金属密封的球阀。

  2）阀的操作按执行机构输入信号大小带动阀杆旋转完成：正向旋转1/4圈（90°）时，阀关断。反向旋转1/4圈（90°）时，阀开启。

  3）当执行机构方向指示箭头与管线平行时，阀门为开启状态；指示箭头与管线垂直时，阀门为关闭状态。

  拥有较长的常规使用的寿命和免维修期，将依赖以下几个因素：正常的工作条件、保持和谐的温度/压力比，以及合理的腐蚀数据

  维修前：解除管线压力并使阀门处于打开位置；断开电源或气源；将执行机构与支架脱离

  分解及再装配时必须小心防止损伤零件的密封面，特别是非金属零件，取出O 型圈时宜使用专用工具

  清洗剂应与球阀中的橡胶件、塑料件、金属件及工作介质（例如燃气）等均相容。工作介质为燃气时，可用汽油(GB484-89)清洗金属零件。非金属零件用纯净水或酒精清洗

  清洗后需待被洗壁面清洗剂挥发后（可用未浸清洗剂的绸布擦）进行装配，但不得长时间搁置，否则会生锈、被灰尘污染

  装配时应不允许有金属碎屑、纤维、油脂（规定使用的除外）灰尘及其它杂质、异物等污染、粘附或停留在零件表面上或进入内腔，若填料处有微泄发生，须再锁紧阀杆螺母。

  依序拆卸驱动装置-执行机构、连接支架、防松垫圈、阀杆螺母、蝶形弹片、格南、耐磨片、阀杆填料。

  安装执行机构后，输入相应的信号通过旋转阀杆带动阀芯旋转，使阀门至打开和关闭位置。

  球阀的启闭件是个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。

  7）、全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过不会引起阀门密封面的侵蚀。

  1）、常用的球阀按其工作原理分为浮动式球阀、固定式球阀、升降杆式球阀等。

  2）、球阀按其通道位置可分为直通式，三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。

  3）、阀门安装前必须进行外观检查，阀门的铭牌应符合现行国家标准《通用阀门标志》GB 12220的规定。对于工作压力大于1.0 MPa 及在主干管上起到切断作用的阀门，安装前应进行强度和严密性能试验，合格后方准使用。强度试验时，试验压力为公称压力的1.5倍，持续时间不少于5min，阀门壳体、填料应无渗漏为合格。严密性试验时，试验压力为公称压力的1.1倍；试验压力在试验持续的时间应符合GB 50243标准要求，以阀瓣密封面无渗漏为合格。

  《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》 GB/T 17219-1998

  （4）清洗剂应与球阀中的橡胶件、塑料件、金属件及工作介质（例如燃气）等均相容。工作介质为燃气时，可用汽油（GB484-89）清洗金属零件。非金属零件用纯净水或酒精清洗。

  （5）分解下来的每单个球阀零件可以用浸洗方式清洗。尚留有未分解下来的非金属件的金属件可采用干净的细洁的浸渍有清洗剂的绸布（为避免纤维脱落粘附在零件上）擦洗。清洗时须去除一切粘附在壁面上的油脂、污垢、积胶、灰尘等。

  （6）球阀分解及再装配时必须小心防止损伤零件的密封面，特别是非金属零件，取出O型圈时宜使用专用工具。

  （7）清洗后需待被洗壁面清洗剂挥发后（可用未浸清洗剂的绸布擦）进行装配，但不得长时间搁置，否则会生锈、被灰尘污染。

  （9）使用润滑脂润滑。润滑脂应与球阀金属材料、橡胶件、塑料件及工作介质均相容。工作介质为燃气时，可用例如特221润滑脂。在密封件安装槽的表面上涂一薄层润滑脂，在橡胶密封件上涂一薄层润滑脂，阀杆的密封面及摩擦面上涂一薄层润滑脂。

  （10）装配时应不允许有金属碎屑、纤维、油脂（规定使用的除外）灰尘及其它杂质、异物等污染、粘附或停留在零件表面上或进入内腔。

  优点：①具有*低的流阻（实际为0）；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。⑾全焊接阀体的球阀，可以直埋于地下，使阀门内件不受浸蚀，是石油、天然气管线理想的阀门。

  缺点：①因为球阀主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯，它对几乎所有的化学物质都有是惰性的，且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适合使用的范围广和密封性能优良的综合性特点。但聚四氟乙烯的物理特性，包括较高的膨胀系数，对冷流的敏感性和不良的热传导性，要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。所以，当密封材料变硬时，密封的可靠性就受到破坏。而且，聚四氟乙烯的耐温等级较低，只能在小于180℃情况下使用。超过此温度，密封材料就会老化。而考虑经常使用的情况下，一般只会在120℃下使用。②它的调节性能相对于截止阀要差一些，尤其是气动阀（或电动阀）。