進口球閥 - 它們是如何工作的

作者：中鼎閥門 時間：2024-12-06 18:48:21 閱讀：

球閥是一種截止閥，它通過具有孔的旋轉球來控制液體或氣體的流動。通過將球繞其軸旋轉四分之一圈（90 度），介質可以流過或被阻擋。它們的特點是使用壽命長，并在整個使用壽命期間提供可靠的密封，即使閥門長時間不使用也是如此。因此，它們作為截止閥比閘閥更受歡迎。與大多數其他類型的閥門相比，球閥更能抵抗受污染的介質。

在特殊版本中，球閥也用作控制閥。由于與其他類型的控制閥相比，控制流量的精度相對有限，因此這種應用不太常見。然而，閥門在這里也提供了一些優勢。例如，即使在臟介質的情況下，它仍能確保可靠的密封。圖1顯示了球閥的剖視圖。

常見球閥類型

標準（螺紋）

標準球閥由外殼、閥座、球和用于球旋轉的杠桿組成。它們包括帶有兩個、三個和四個端口的閥門，這些端口可以是內螺紋或外螺紋或它們的組合。螺紋閥最常見，種類繁多：經過特定介質或應用認證的微型球閥、角球閥、ISO-top 球閥，帶有集成過濾器或排放點，不勝枚舉。它們具有廣泛的選擇范圍和較大的壓力和溫度工作范圍。

液壓

液壓球閥是專門為液壓和加熱系統設計的，因為它們具有較高的額定工作壓力和抗液壓油和加熱油的能力。這些閥門由鋼或不銹鋼制成。除了這些材料，閥座還可以用來制造適用于高工作壓力的液壓閥。這些閥門的閥座由聚甲醛(POM)制成，適用于高壓和低溫應用。液壓球閥的最大工作壓力超過500巴，最高溫度高達80℃..

法蘭式

法蘭球閥的特點在于其連接類型。這些端口通過通常根據特定標準設計的法蘭連接到管道系統。這些閥門提供高流速，因為它們通常具有全通徑設計。在選擇法蘭球閥時，除了壓力等級外，還必須檢查法蘭壓縮等級，這表明了這種連接類型所能承受的最高壓力。這些球閥設計有兩個、三個或四個端口。它們可以被批準用于特定介質，并具有ISO-top以及標準直角回轉閥可能具有的所有其他功能。它們通常由不銹鋼、鋼或鑄鐵制成。

通風的

就設計而言，排氣球閥與標準雙向球閥幾乎相同。主要區別在于，在關閉位置時，出口與環境相通。這是通過在球和閥體上鉆一個小孔來實現的。當閥門關閉時，孔與出口對齊，壓力釋放。這在壓縮空氣系統中特別有用，壓縮空氣系統通過降低壓力來提供更安全的工作環境。直觀上，這些閥門看起來像2通球閥，但實際上它們是3/2通的，因為通風的孔很小。

鍛造球閥

鍛造球閥是在合金和金屬仍處于固態時通過成形制成的。和金屬合金通過加熱或使用工業尺寸的工具來彎曲，這些工具提供壓縮力來彎曲材料。鍛造球閥更適用于要求高溫、高壓和其他苛刻條件的工業應用。黃銅和不銹鋼可以用來制造鍛造球閥。在制造過程中，根據球閥的設計，用模鍛機對金屬(或合金)進行加熱、壓縮、彎曲和成形。

模具有助于將金屬塑造成特定的形狀，而機器會施加足夠的壓力，迫使金屬進入合適的形狀。對于尺寸較大的球閥，需要將不同的部件焊接在一起。閥門還可以根據特定需要涂上專門的涂層。

鍛造球閥的好處

• 鍛造球閥堅固耐用，這些閥門可用于高溫高壓等特別惡劣的環境中。
  
  鍛造工藝降低了球閥對氣孔、裂紋和收縮的敏感性。
  
  鍛造球閥能很快適應溫度變化；因此，這些閥門適用于各種環境。
  
  維護要求低

球閥工作原理

要了解球閥的工作原理，了解球閥的五個主要部件和兩種不同的操作類型是非常重要的。這五個主要部件可以在圖2的球閥示意圖中看到。閥桿(1)與球(4)相連，可手動或自動操作(電動或氣動)。由球閥座(5)支撐和密封，球閥座是閥桿周圍的O形環(2)。全部在閥殼(3)中。如圖1的截面圖所示，球體上有一個通孔。當閥桿旋轉四分之一圈時，孔要么打開讓介質流過，要么關閉阻止介質流過。如下所述，閥門功能、外殼部件、球設計和操作類型都會影響球閥的操作。

電路功能

閥門可以有兩個、三個甚至四個端口(2通、3通或4通)。大多數球閥是雙向的，通過杠桿手動操作。當閥門打開時，杠桿對準管道。在關閉位置，手柄垂直于管道。對于兩通閥，球閥的流向只是從輸入到輸出。手動操作球閥可以快速關閉，因此在快速流動的介質中存在水錘的風險。一些球閥配有執行機構。三通閥有L形或T形孔，會影響回路功能(流向)。這可以在圖3中看到。因此，可以實現各種電路功能，例如分配或混合流。

外殼組件

閥體的組裝可分為三種常用的設計：一體式、兩件式和三件式殼體。不同之處在于閥門的組裝方式，這會影響維護或維修的可能性。在每個實施例中閥門的操作是相同的。

• 一件：這是最便宜的變體。包圍球的兩個部分是壓制或焊接的。不能打開閥門進行清潔或維護。這種類型通常用于要求不高的應用。

• 兩件式：可拆卸兩件式閥門進行清潔、維修和檢查。通常，零件通過螺紋連接連接。閥門必須完全從管道上拆下，才能將兩個部分分開。

• 三件式：更昂貴的閥門通常有三件。零件通常通過螺栓連接夾緊在一起。該實施例的優點是無需將整個閥門從管道上拆下即可維修閥門。

球型設計

最常見的設計是“浮球設計”。球懸浮在介質中并由兩個密封環固定到位。一些高質量的閥門采用耳軸球設計。球體在頂部和底部都有支撐，以減少閥座上的負載。

• 浮動：大多數球閥都有一個浮動球。球由閥座支撐。

• 耳軸：大直徑和高工作壓力（例如 DN >100mm 和 30 bar）的閥門通常采用耳軸設計。球體由底部和頂部支撐，以減少座圈上的負載。耳軸閥的操作扭矩通常較低。

穿過球的孔可以具有不同的輪廓，例如全孔、縮孔或 V 形。

• 縮徑：大多數球閥都有縮徑。結果，閥門在系統中引入了摩擦損失。與其他類型的閥門相比，這些損失仍然相對較小。一件式球閥幾乎總是縮徑。

• 全通徑：全通徑閥門的孔徑與管道相同。優點是沒有額外的摩擦損失，并且系統在機械上更容易清潔（清管）。缺點是球和外殼比標準的縮徑角行程閥大。因此成本略高，對于許多應用來說，這不是必需的。它們也被稱為全通徑球閥。

• V形：球體或閥座上的孔具有“V”形輪廓。因此，可以通過旋轉球更精確地控制所需的流量。通過優化輪廓，可以接近線性流動特性。

要了解有關為您的應用做出正確選擇的更多信息，請閱讀我們的球閥選擇技術文章！

球閥手柄

手柄連接到閥桿（圖 2 編號 1），能夠將閥門從打開或關閉位置（90 度）轉動。如果安裝正確，閥門在手柄與管道平行時打開，在手柄與管道垂直時關閉。注意手柄方向對于直觀地了解閥門是打開還是關閉非常重要。還有其他球閥手柄類型，如可鎖定手柄或球閥手輪。這些操作正如其名稱所暗示的那樣。如果您有更大的球閥或需要額外的扭矩來打開或關閉閥門，則可能需要延長球閥手柄。如果您的手柄斷裂、放置錯誤或者您正在將自動球閥轉換為手動球閥，您可以購買球閥手柄更換件。

自動閥

有些閥門可以配置電動或氣動執行機構來代替手動操作來開啟或關閉閥門，如圖4所示。它們直接連接到閥桿上(圖2中的1號)，并且可以旋轉四分之一圈。閥門和執行機構之間最常見的法蘭連接是ISO 5211標準。圖4顯示了準備連接到致動器的ISO 5211頂部的示例。通過執行機構，您可以遠程或通過控制器控制球閥，使其可用作自動關閉裝置。彈簧驅動球閥，又稱彈簧加載，是在斷電的情況下，利用彈簧開啟/關閉閥門，然后利用執行機構使其保持在開啟/關閉位置。這些用于節能應用或故障安全原因。

有幾種不同的方式來控制執行器：

• 2 點控制（也稱為開-關或開-關電路）除電源線外還使用一根控制線。一旦控制線通電，閥門就會電動打開。如果控制線未通電，則閥門關閉（電動或通過彈簧）。

• 三點控制使用兩根控制線：一根用于逆時針旋轉球，一根用于順時針旋轉球。根據應用，可以選擇最合適的控制。

某些電動執行器還可以提供調制控制，將球閥定位在 0-100% 打開/關閉之間。