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1、2.1 球阀的用途2.2 球阀的种类2.3 球阀的结构2.4 球阀的密封第二章第二章 球阀(Ball Valve)球球阀阀球阀结构球阀结构BallValveBallValve图图所示管所示管线线线线路截断球路截断球阀阀. .其所以采用全通其所以采用全通径球径球阀阀, ,主要系主要系满满足清管足清管时时PIGPIG的的畅畅通无阻通无阻. . 球阀的用途球球阀阀的用途的用途球阀结构球阀结构BallValveBallValve 球阀的种类A.依结构分B.依球径分C.依设计分D.依密封原理分球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValveA. 依结构分:全焊型两段螺栓型两段螺栓
2、型三体螺栓型三体螺栓型顶装式装式球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve旋转式密封座的设计老式的老式的CameronCameron球球阀阀有一个特有一个特别设计别设计就是旋就是旋转转式密封座式密封座结结构。当构。当阀阀体被旋体被旋转转到关到关闭闭的位置，与球体两的位置，与球体两侧侧相相连连接的接的“ “dog”dog”将推将推转转密封圈旋密封圈旋1515度度. .旋旋转转式式阀阀座密封圈座密封圈结结构具有使受构具有使受损损的的阀阀座密封面座密封面远远离球体离球体对应对应受受损损面的作用，从而减面的作用，从而减小泄漏通道的通小泄漏通道的通过过能力，注入密封能力，注
3、入密封挤挤后增加了密封的可靠性后增加了密封的可靠性. .球体逆球体逆时针时针旋旋转转9090度使度使阀门处阀门处于关位，但是在于关位，但是在阀门阀门关到关到7/87/8的的时时候，随着候，随着阀阀座密封圈的旋座密封圈的旋转转，拨齿拨齿咬合效咬合效应应出出现现，从而使得最后，从而使得最后1/81/8的关的关阀阀行行为为因推密封座旋因推密封座旋转转而而变变得异常得异常困困难难. .当当阀门阀门开关开关2424次次时时，阀阀座密封圈完成一个座密封圈完成一个360360度的全旋度的全旋转转 球阀结构球阀结构BallValveBallValve通常使用于埋地或海底管通常使用于埋地或海底管线线. .阀阀心
4、心为圆为圆柱体柱体. .阀阀体与体与阀阀端的端的连连接也是全接也是全焊焊接接. .全全焊型型球球阀阀的种的种类类全全焊焊型管柱型球型管柱型球阀阀球阀结构球阀结构BallValveBallValve通通过阀过阀体的球形外体的球形外观观可判断可判断该阀门为该阀门为球球阀阀。图图片片显显示的是示的是Cameron T31Cameron T31全全焊焊接球接球阀阀，其特点是球体具有，其特点是球体具有横向横向横向横向的的焊缝焊缝 CameronCameron球球阀阀属于耳属于耳轴轴式球式球阀阀，具有双截断和自泄式的，具有双截断和自泄式的结结构。构。老式的老式的CameronCameron球球阀阀通常具有
5、旋通常具有旋转转式式阀阀座密封圈座密封圈结结构构全全焊焊型球形球型球形球阀阀球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve通通过阀过阀体的球形外体的球形外观观可判断可判断该阀门为该阀门为球球阀阀。图图片片显显示的是示的是Borsig Borsig Model GModel G型型焊焊接球接球阀阀，其特点是球体具有，其特点是球体具有纵纵向向向向的的焊焊接痕迹接痕迹 全全焊焊型球形球型球形球阀阀球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve两段螺栓型两段螺栓型两段螺栓型两段螺栓型设计设计通常其尺寸不超通常其尺寸不超过过2424英寸英寸球球阀阀的种
6、的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve三体螺栓型三体螺栓型 阀门阀门更更换换容易容易, ,但不适合埋地但不适合埋地球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve此此类阀门类阀门的上盖在管的上盖在管线线没有没有压压力力时时是可以是可以打开打开, ,进进行行阀门阀门的修理而不需要断接管的修理而不需要断接管线线. .顶装式装式球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValveFull WeldSplit BodyTop-EntryPossible leakage to AtmosphereBodyNo.YesYesTrunning
7、YesYesYesOne piece bodyYesNoYesRepairableNoYesYesRepairable in lineNoNoYes球球阀的特性比的特性比较球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValveB. 依球径分全通径球全通径球阀缩径球径球阀球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve全通径球全通径球阀球径与端口通一口径球径与端口通一口径标识标识: 10 x 10 x 10 (: 10 x 10 x 10 (端口口径端口口径: 10: 10英寸英寸, , 球径球径: 10: 10英寸英寸) )球球阀阀的种的种类类球阀结构
8、球阀结构BallValveBallValve球径小于端口口径球径小于端口口径标识标识: 10 x 8 x 10 (: 10 x 8 x 10 (端口口径端口口径: 10: 10英寸英寸, , 球径球径: 8: 8英寸英寸) )缩径球径球阀球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve耳轴式(Trunnion)浮动式(Floating)轨道球阀(Orbit)C. 依设计分球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve耳轴式(Trunnion)阀门阀门系系绕绕着固定着固定轴轴旋旋转转开关开关阀门阀门关关闭时闭时, ,管管线压线压力直接作用力直接作
9、用于球体于球体传递传递到到轴轴承承. .阀门阀门关关闭时闭时, ,下游的密封座除了下游的密封座除了弹弹簧的作用力外簧的作用力外, ,不承受不承受载载力力球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve耳耳轴式式轴承承设计相异相异一般一般设计设计特殊特殊设计设计球球阀阀的种的种类类上窄下上窄下宽宽的支撑的支撑支撑有偏移支撑有偏移球阀结构球阀结构BallValveBallValve浮动式(Floating)阀门阀门关关闭时闭时, ,管管线压线压力直接作用于球体推向密封座以达密封的效果力直接作用于球体推向密封座以达密封的效果球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValv
10、eBallValve耳耳轴式与浮式与浮动球球阀的比的比较ItemTrunning耳耳轴式式Floating浮浮动式式Operating TorqueLowHighMax. pressing to the seat ringLowHighMax. pressure ratingHighLowCostsHighLow球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve在在设计结设计结构上非常的相似。通常构上非常的相似。通常阀阀杆具有特杆具有特别别的密封机理：在球体旋的密封机理：在球体旋转转9090度前，度前，阀阀杆推杆推动动球体离开球体离开阀阀座密封圈。座密封圈。这这些些阀阀也
11、具有一个螺也具有一个螺纹纹明杆明杆, ,易受腐易受腐蚀蚀 Grove Omega 轨道球阀(Orbit)Cameron OrbitCameron Orbit球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValveD. 依密封原理分DBB(Double Block & Bleed)DPE(Double Piston Effect)SR(Self Relief Up/Down stream球球阀阀的种的种类类球阀结构球阀结构BallValveBallValve密封座与密封座与阀阀球接触的地方嵌入球接触的地方嵌入0.02“ (0.5 mm)0.02“ (0.5 mm)的耐的耐龙龙材材
12、质质( (图图中中蓝蓝色部分色部分) )的密封圈，从而增加了密封的效果的密封圈，从而增加了密封的效果. .球阀结构球阀结构BallValveBallValve2.3 球阀的结构所有的球所有的球阀阀都包括一个球体关都包括一个球体关闭闭件件结结构。构。阀阀由开到由开到关，关关，关闭闭件旋件旋转转9090度。通常度。通常顺时针顺时针方向是关方向是关阀阀方向方向 球球阀阀的的结结构构球阀结构球阀结构BallValveBallValve轴承式固定球承式固定球阀阀阀体体体体丝丝扣扣扣扣阀阀杆注脂口杆注脂口杆注脂口杆注脂口密封座注脂口密封座注脂口阀阀体排体排体排体排污污口口口口耳耳耳耳轴轴球球阀阀的的结结构
13、构球阀结构球阀结构BallValveBallValve浮浮动球球阀的的结构构球球阀阀的的结结构构球阀结构球阀结构BallValveBallValve 浮浮动动球在球在顶顶点与点与阀阀杆支撑并能杆支撑并能够够横向移横向移动动至至压压力低的任何方向。力低的任何方向。浮浮动动球球绕阀绕阀体中心体中心线线作作9090度旋度旋转转来达到开启、关来达到开启、关闭阀门闭阀门 Rockwell HypresphereRockwell Hypresphere是早先用在高是早先用在高压压管管线线的浮的浮动动球球球球阀设备阀设备 球球阀阀的的结结构构球阀结构球阀结构BallValveBallValve 浮浮动球的密
14、封原理球的密封原理 在管在管线压线压力作用下，浮力作用下，浮动动球能球能产产生一定的位移并生一定的位移并紧压紧压在在出口端的密封面上，保出口端的密封面上，保证证出口端密封。出口端密封。进进、出口端的、出口端的压压差越大，密封效果越好。差越大，密封效果越好。为为降低球体的降低球体的扭矩和磨扭矩和磨损损，球，球阀阀操作前操作前应应保保证证浮浮动动球两球两侧侧的的压压力平衡力平衡 球球阀阀的密封的密封球阀结构球阀结构BallValveBallValve1.随管随管随管随管线压线压力逐力逐力逐力逐渐渐增加增加增加增加, ,浮浮浮浮动动球体球体球体球体挤压挤压下游固定密封下游固定密封下游固定密封下游固定
15、密封座的座的座的座的压压力也越大力也越大力也越大力也越大. . 密封效果相密封效果相密封效果相密封效果相对对而言而言而言而言应该应该更好更好更好更好. .2.而开关而开关而开关而开关阀门阀门所需的扭距也加大所需的扭距也加大所需的扭距也加大所需的扭距也加大. .3.上游此上游此上游此上游此时时基本上是不密封基本上是不密封基本上是不密封基本上是不密封, , 所以所以所以所以阀阀腔的腔的腔的腔的压压力与管力与管力与管力与管线线的的的的压压力是平衡的力是平衡的力是平衡的力是平衡的浮浮动球球阀球球阀阀的的结结构构球阀结构球阀结构BallValveBallValveSIZE(mm)PRESSURE CLA
16、SS (bar)AXIAL FORCE(kN)50163.150407.85010020100161310040311001007920016502004012620010031440016201400405034001001256浮动球阀球体对下游固定密封座的压力球阀结构球阀结构BallValveBallValve浮浮动动球球球球阀阀很少使用在大管径或高很少使用在大管径或高压压管管线线上，上，这这是因是因为为使用使用这这种球种球阀阀需要需要较较大的工作扭矩。大的工作扭矩。由于浮由于浮动动球球球球阀阀低廉的低廉的费费用、用、简单简单的的设计设计、操、操作及作及维护维护方便，浮方便，浮动动球球球
17、球阀阀通常用于小管径、通常用于小管径、低运行低运行压压力的管力的管线线。如此低廉的球。如此低廉的球阀阀几乎不需几乎不需要要预预留留润润滑滑/ /注脂接注脂接头头。阀门阀门的的维护维护也也仅仅仅仅只有只有维维修或拆卸更修或拆卸更换换的工作的工作 球阀结构球阀结构BallValveBallValveOrbit 轨道球阀Thrust bearingsThrust bearingsTrunnion Trunnion w/rounded endw/rounded endStationary seatStationary seatCAM shaped stemCAM shaped stemFire saf
18、e packingFire safe packingStem guidesStem guidesPacking injectorPacking injectorHard facing on coreHard facing on corecorecoreTop entryTop entry球阀结构球阀结构BallValveBallValve轨道球阀(Orbit Valve)球阀结构球阀结构BallValveBallValveGrove B-5 Grove B-5 球球阀阀在在输输气气输输油管油管线线常用的常用的阀门阀门. .它的特点它的特点是在球体上方有个是在球体上方有个1/41/4平衡孔与平衡
19、孔与阀阀腔腔连连通通. .因因为为有平衡有平衡孔的孔的设计设计. .阀门阀门只有在全关的状只有在全关的状态态下才可以放空下才可以放空. .Grove B-5 ball valve放空的目的放空的目的为为: :排除存在排除存在阀阀腔底部的腔底部的污污物物. .检查阀门检查阀门是否内漏是否内漏. .球阀结构球阀结构BallValveBallValve球阀的密封球阀结构球阀结构BallValveBallValve1.1.金属金属对对金属密封金属密封: Metal to Metal : Metal to Metal 2.2.第二道密封第二道密封: :亦称亦称软软密封密封, ,其密封材料有其密封材料有P
20、TFE, NYLON, VITONPTFE, NYLON, VITON, , 或或其他化学复合品其他化学复合品. .其密封的形其密封的形态态有有O O型圈或嵌入式型圈或嵌入式. . 无无论论使用使用何种材料及安装何种材料及安装. .都避免不了磨都避免不了磨损损与冲刷与冲刷. .PMSS : Primary Metal to metal Secondary Soft sealPMSS : Primary Metal to metal Secondary Soft seal软软密封密封密封密封金属金属金属金属对对金属密封金属密封金属密封金属密封内止回内止回阀阀球阀结构球阀结构BallValveBa
21、llValve球球阀阀是球体是球体绕阀绕阀体中心体中心线线作作9090度旋度旋转转来达到开启、关来达到开启、关闭闭的的一种一种阀门阀门。球球阀阀的硬密封是靠球体与密封圈的金属金属密封由于的硬密封是靠球体与密封圈的金属金属密封由于阀阀球的球体加工是非常困球的球体加工是非常困难难的，因此将密封座加装上密封的，因此将密封座加装上密封圈（圈（图图中中蓝蓝色部分，俗称色部分，俗称软软密封）密封）结结合使用以达到合使用以达到对对气体气体介介质质的密封，以适用于高的密封，以适用于高压压的工作的工作环环境境 阀门阀门密封密封密封密封球阀结构球阀结构BallValveBallValve1.1.注脂口接注脂口接头
22、头: :阀门俩侧阀门俩侧各一各一组组/ /个个. .2.2.阀阀杆注脂口接杆注脂口接头头: :一个一个3.3.排排污污口接口接头头一个一个: :位于位于阀门阀门底部底部4.4.丝丝堵一个堵一个: :位于位于阀门阀门中心上半部中心上半部5.5.阀门阀门配置注脂口内止回配置注脂口内止回阀阀 管管管管线带压时线带压时禁止松开球禁止松开球禁止松开球禁止松开球阀阀外表的接外表的接外表的接外表的接头头球球阀的配置的配置球球阀阀通常配置有通常配置有俩俩个密封座个密封座阀阀杆的功能主要是用于杆的功能主要是用于阀门阀门的开关的开关. .轴轴承的功能主要是保持承的功能主要是保持阀门阀门在中心位置在中心位置. .如
23、果没有如果没有轴轴承承, ,就就变变成浮成浮动动球球阀阀球阀结构球阀结构BallValveBallValve阀门阀门配件是安装在配件是安装在阀门阀门外部，以外部，以驱动阀门驱动阀门内部配件运作的配件。内部配件运作的配件。球球阀的配置的配置球阀结构球阀结构BallValveBallValve紧紧急急阀阀座密封注脂接座密封注脂接头头安装在安装在紧邻紧邻两个两个阀阀座密封圈的地座密封圈的地方。在一些老式方。在一些老式阀门阀门中，中，阀门阀门生生产产制造商通常会安装螺制造商通常会安装螺纹纹旋塞而不是旋塞而不是阀阀座密封注脂接座密封注脂接头头球阀结构球阀结构BallValveBallValve球球阀的注
24、脂系的注脂系统球阀结构球阀结构BallValveBallValve 阀阀体的外部安装有注脂接体的外部安装有注脂接头头。即每个密封圈至少配。即每个密封圈至少配备备一个一个密封接密封接头头。较较大的球大的球阀阀，每个，每个阀阀座可能配座可能配备备两具密封接两具密封接头头。一些大尺。一些大尺寸的球寸的球阀阀生生产产制造商甚至制造商甚至为为每个每个阀阀座配座配备备四个密封接四个密封接头头 球球阀阀注脂系注脂系统统注脂接头的配置球阀结构球阀结构BallValveBallValve 球球阀阀的密封座是可以横向移的密封座是可以横向移动约动约0.0030.003英寸英寸依靠依靠弹弹弹弹簧使密封圈与球体簧使密封
25、圈与球体紧紧密密封。即使在密密封。即使在阀阀体内体内压压力力较较低甚至没有低甚至没有压压力的情况下，依然能依靠力的情况下，依然能依靠弹弹簧使密封簧使密封圈与球体圈与球体紧紧密密封。密密封。有些球有些球阀阀使用的使用的O O形圈密封形圈密封结结构而不是构而不是弹弹簧密封簧密封结结构构 Belleville弹簧结构球球阀阀的注脂系的注脂系统统BellevilleBelleville球阀结构球阀结构BallValveBallValve 阀阀座密封圈前后的表面特殊形状座密封圈前后的表面特殊形状设计设计使得使得管管线压线压力得以均匀的分布在密封圈上力得以均匀的分布在密封圈上. .阀阀腔与管腔与管线线的的
26、压压差越大差越大, ,密封效果越密封效果越紧紧密密. .球球阀阀的注脂系的注脂系统统球阀结构球阀结构BallValveBallValve 密封圈通道密封脂出口弹弹簧簧密封座的结构如如图为弹图为弹簧螺旋圈簧螺旋圈弹弹簧簧结结构，即在构，即在阀阀座密封圈或座密封圈或波浪式波浪式弹弹性槽四周，每隔一段距离性槽四周，每隔一段距离设设置一个置一个弹弹簧簧球阀结构球阀结构BallValveBallValve进进入注脂孔、通入注脂孔、通过过内部止回内部止回阀阀并填并填满满密封圈的后腔袋密封圈的后腔袋注脂接注脂接头头止回止回阀阀密封座密封座阀阀体体阀阀球球密封圈通道密封圈通道后腔袋后腔袋前腔袋前腔袋密封脂出口
27、密封脂出口球阀结构球阀结构BallValveBallValve注脂注脂压压力保持在力保持在6,000 PSI (386 Bar)6,000 PSI (386 Bar)以下以下密封脂的注入量密封脂的注入量( (如参考如参考资资料一料一) )取决于取决于阀门阀门尺寸的大小尺寸的大小随着密封脂注入量的增加，注脂随着密封脂注入量的增加，注脂压压力也随之上升力也随之上升当当阀阀体内充体内充满满密封脂密封脂时时，只需在添加微量密封脂即可，只需在添加微量密封脂即可 通通过过密封圈通道密封圈通道进进入密封圈入密封圈前座的腔袋前座的腔袋进进入密封圈入密封圈后座的腔袋后座的腔袋1 12 23 3球阀结构球阀结构BallValveBallValve在在阀门阀门安装前，我安装前，我们观们观察察阀阀体内部，体内部，这时这时可以可以清楚的看到密封脂流入通道清楚的看到密封脂流入通道进进入密封圈的情况入密封圈的情况 球阀结构球阀结构BallValveBallValve球球阀阀通常通常为圆为圆球或管柱体球或管柱体. .顺时针顺时针方向方向为为”关关”, , 逆逆时针时针反向反向为为”开开”,”,从关到开旋从关到开旋转转9090度度. .工作原理工作原理球阀结构球阀结构BallValveBallValve球阀结构球阀结构BallValveBallValve
