气动球阀
气动球阀是普通的开关阀,是一种转角为90°的旋转类阀门,具有密封性能优良、流量系数大、流阻系数小、结构简单、使用寿命长、便于维修等特点。该产品广泛应用于化工、石油、轻纺、电力、食品制药等行业的系统控制。
气动球阀主要有气动浮动球阀、气动固定球阀和气动弹性球阀等类型。气动球阀由球体、阀体、阀杆、气动装置和密封件等组成,它的工作原理是通过气动装置控制气源的进出,使气源进入或退出气动执行器,从而驱动球体旋转,并实现阀的开启或关闭。
构成
气动球阀是球阀配上气动执行器。气动执行器的执行速度相对较快,最快的开关速度0.05秒/次,所以通常也叫气动快速切断球阀。
球阀是一种流体流量控制装置,由球体、阀体、阀杆和密封件等组成,其使用中空、多孔的结构,且可摆动的球来控制流经它的流体。其中,当球中央的孔与流入口对齐时,它处于打开状态,当它被摆动90度时,封闭孔,使流体停止流动。球阀耐用,经过多次循环后性能良好,可靠,即使长时间不使用后仍能安全封闭。
气动球阀通常配置各种附件,比如电磁阀、气源处理三联件、限位开关、定位器、控制箱等,以实现就地控制和远距离集中控制,在控制室里就可以控制阀门的开关,不需要跑到现场或者高空和危险地带来手动控制,在很大程度上节约了人力资源以及时间和提高安全性。
工作原理
气动球阀的工作原理是靠旋转阀芯来使阀门畅通或闭塞。只需要用气动执行器用气源旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。气动球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门,不过它的关闭件是个球体,球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。
分类
气动球阀主要有气动浮动球阀、气动固定球阀和气动弹性球阀等类型。
气动浮动球阀
气动浮动球阀采用弹性密封圈结构设计。当介质压力较小时,密封圈与球体接触面积较小,在密封圈与球体接触处形成较大的密封比压,确保可靠密封。介质压力较大时,密封圈与球阀接触面积增大,故密封圈能承受较大的介质推力而不会损坏。
浮动球阀适用于Class150~Class2500、PN16-PN160,JIS10K-JIS20K的各种管路上,用于截断或接通管路中的介质,选用不同的材质,可分别适用于水、蒸汽、油品、液化石油气、天然气、煤气、硝酸、醋酸、氧化性介质、尿素等多种介质。驱动方式为手动、蜗轮蜗杆传动、气动或电动浮动,球阀一般采用法兰连接,也可采用对焊连接。
气动固定球阀
气动固定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,操作扭矩小,适用于高压和大口径的阀门。为了减少气动球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年来又出现了油封球阀,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。
气动固定球阀有二片式和三片式两种阀体结构,中法兰用螺栓连接,密封采用增强F4镶入不锈钢圈内,钢圈后部设有弹簧保证阀座紧贴球体,保证密封。上下阀杆均设有PTFE轴承,减少摩擦,操作省力,小轴底部没有调整片,保证球与密封圈的接触位置。采用全通径的结构使阀门流量孔径与管线内径一致,以便管线清扫。
气动弹性球阀
气动弹性球阀的球体是弹性的。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。
其他类型
除此之外,气动球阀有O型球阀和v型球阀之分。O型球阀采用浮动式结构,球芯为精密铸件,外表镀硬铬处理,阀座采用增强PTFE工程塑料材料,流道口与管道口径相同,流通能力极大,流阻极小,关闭时无泄漏,一般做开关阀使用,特别适用于高粘度;V型球阀采用固定式结构,球芯上开有V型切口,可实现剪力含纤维、颗粒状介质。
性能指标
气动球阀的性能指标主要包括以下几个方面:
密封性能:密封性能是其最重要的性能指标之一,确保阀门在关闭状态下不会发生泄漏。
流量特性:流量系数是衡量球阀工作特性的一个重要参数,通过测量不同开度下的流量值,可以分析气动真空球阀的流量特性曲线,以评估其控制性能和调节精度。
耐压性能:气动球阀在工作过程中需要承受一定的压力,因此其耐压性能是非常重要的。
耐久性能:耐久性能测试是指对气动真空球阀进行长时间、频繁的开闭操作,以验证其在实际工作条件下的耐久性能。
特点
优点
气动球阀是一种新型阀门,它具有以下优点:
2.结构简单、体积小、重量轻。
3.紧密可靠,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,气动球阀结构简单,密封圈一般都是活动的,拆卸更换都比较方便。
6.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。
7.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。
8.安全性较高,因为气动球阀动力源采用的是气体,一般为0.2-0.8MPa压力,相对比较安全。气动球阀如果漏气的话,相对液动、电动来说,气体可以直接排出,对环境没有污染,同时具有较高的安全性。
缺点
1.价格较高:相对于普通手动阀门,气动球阀的价格较高,会增加工程成本。
2.需要气源:气动球阀需要外部气源提供动力,如果现场没有气源,会增加额外的安装和维护成本。
3.对管道清洁度要求高:气动球阀对管道清洁度要求较高,如果管道内有杂质或异物,可能会影响阀门的正常运行。
4.需要定期维护:虽然气动球阀结构简单,但仍需要定期维护和保养,以保证其长期稳定运行。
5.在低温环境下易出现漏气现象。
6.在高温环境下易出现老化现象。
7.价格相对较高,一般适用于高要求的工业生产场合。
应用
气动球阀作为一种重要的流体控制装置,在各个行业得到了广泛的应用。其中,不锈钢气动球阀作为一种高性能、耐腐蚀的流体控制阀门,具有较为突出的优势,被广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。在化工生产过程中,流体控制是至关重要的。不锈钢气动球阀具有耐腐蚀、密封性好的特点,能够稳定可靠地控制各种腐蚀性介质的流量和压力。例如,在硫酸生产过程中,不锈钢气动球阀能够有效地控制硫酸的流动,保证生产过程的安全稳定。石油是重要的能源资源,其开采、储运过程中需要大量的流体控制装置。不锈钢气动球阀具有耐高温、耐腐蚀的特点,能够适应石油开采和储运过程中复杂恶劣的工作环境,保证管道系统的安全运行。在制药生产中,对流体控制的要求非常严格。不锈钢气动球阀具有洁净、无污染的特点,能够满足制药行业对流体控制的高要求。例如,在制药原料输送过程中,不锈钢气动球阀能够确保原料的纯净度和安全性。
标准规范
气动球阀的标准主要包括结构标准、连接标准和执行标准。结构标准包括球体结构、密封结构、阀杆结构等;连接标准包括法兰连接、螺纹连接、焊接连接等;执行标准包括执行器的类型、工作压力、工作温度等。
参考资料
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