一、概述
QH44F球閥止回閥是全通徑，就是與管線的流道直徑相等，具有的流通能力，或者說流阻大于普通球閥。 這在工程上應(yīng)用具有十分重要的意義，特別是從節(jié)能環(huán)保的角度而言，球閥是一個節(jié)能產(chǎn)品；球閥的啟閉閥桿 做回轉(zhuǎn)運動，和蝶閥、旋塞閥一樣，不同于做直線運動的閘閥和截止閥?；剞D(zhuǎn)的角度是90度角行程，與直線運 動的閥門比較，啟閉方便，便于實現(xiàn)閥門操作的自動化,球體內(nèi)設(shè)置旋啟式閥瓣，防止水擊。如果選用電動裝置 ，直線行程的閥門選用的是多回轉(zhuǎn)電動裝置，做90度角行程的閥門選用的是部分回轉(zhuǎn)角行程回轉(zhuǎn)的電動裝置； 球閥的兩大特點是球閥的發(fā)展以及在工業(yè)領(lǐng)域中不斷替代傳統(tǒng)閥門的動力。因此，在球閥問世之后其市場的占 有量每年以20%的速度遞增，是發(fā)展迅速的一個新品種。但在球閥的發(fā)展中，對于閥門高的密封要求和低的 操作力矩要求始終是產(chǎn)品追求的兩個目標(biāo)，而這兩個目標(biāo)是一對矛盾，這一矛盾的對立與統(tǒng)一，進一步促進球 閥的發(fā)展。其中最重要的發(fā)展是密封座結(jié)構(gòu)的改進。此閥廣泛的應(yīng)用在石油煉制、長輸管線、化工、造紙、制 藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業(yè)。按操作方式分，可以分為手動、蝸輪傳動、氣動、氣液聯(lián)運、電動、電 液聯(lián)動、液動等。
二、結(jié)構(gòu)特點及工作原理
QH44F球閥止回閥主要由主、副閥體組成、球體、密封圈、閥桿、手柄等零件組成。閥體采用碳鋼鑄造而成。密 封材料可采用聚四氟乙烯、增強聚四氟乙烯、尼龍等高分子材料和橡膠或硬密封金屬材料。此閥為浮動球球閥 結(jié)構(gòu)是雙向的，即兩個介質(zhì)流動方向均可密封；球體相接的密封座是高分子材料制造的，球體轉(zhuǎn)動時，可能產(chǎn)生靜電，如無特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計--防靜電設(shè)計， 則靜電可能在球體上積聚；對于由兩個密封座組成的閥門，閥腔可能積聚介質(zhì)，某些介質(zhì)可能由于環(huán)境溫度和 使用工況變化而異常升壓，引起閥門壓力邊界的破壞，應(yīng)予以注意。就要設(shè)計一種密封座的形狀，克服PTFE的 “冷流"和熱膨脹特性的缺陷來改善其記憶特性。這種密封結(jié)構(gòu)稱之為具有撓性的唇式密封技術(shù)(lip-seal)。
有許多種的撓性設(shè)計可以來解決這一問題，從而出各種各樣的密封結(jié)構(gòu)被早請了，這已是20世紀(jì) 60~70年代的事。而它的設(shè)計技巧和原理并未被工程師們認(rèn)識。唇式密封座與止回閥瓣的一種結(jié)構(gòu)，它有一個特別的形狀， 有兩個密封接觸點，一點與球面接觸，另一點與閥座接觸,并且球體內(nèi)部有旋啟閥瓣可以當(dāng)止回閥使用，防止流體回流。在介質(zhì)力水平方向作用下，密封座的形狀發(fā)生變化 ，產(chǎn)生一個恢復(fù)原始形狀的撓曲力。當(dāng)介質(zhì)力消失后，恢復(fù)原來的形狀，獲得了“記憶特性"，這種密封座稱 為撓性唇式密封座。
球閥止回閥是一種一閥多用的設(shè)計，兼具球閥隔離進口和出口流體的功能及瞬間控制閥門流向的功能。其 結(jié)構(gòu)是一個普通浮動球閥，在球體的通道內(nèi)設(shè)置一個旋啟式的閥瓣。這樣，球閥可關(guān)閉，隔離進口和出口的介 質(zhì)。
(1)、球體保持在閥腔中心，球體浮動是微小的；
(2)、裝配后，唇部發(fā)生變形，能儲存彈性變形能，實現(xiàn)低壓下的密封；
(3)、密封座上有一支撐點，當(dāng)壓力升高，溫度升高時，平衡部分作用在密封座上的介質(zhì)力；
(4)、防止材料可能產(chǎn)生的“冷流"。
裝配前后唇緣的形狀變化，儲存了材料的彈性變形能，像彈簧一樣。而且當(dāng)溫度或壓力升高時，進一步吸
收彈性變形能，當(dāng)溫度或壓力下降時，泄放彈性變形能來獲得記憶特性。
在某些情況下，一些雙密封座的閥門結(jié)構(gòu)可能會同時對中腔至相鄰管線的壓力差造成隔離，當(dāng)中腔充滿液 體或部分充滿液體，并受到溫度升高的影響，就會造成中腔壓力的異常升高，從而導(dǎo)致壓力邊界的失效。 解決這一問題可以在球體上鉆一個孔，當(dāng)球閥關(guān)閉時，腔體與進口端管道相通，夾持在腔體中的液體可以 向進口端排出，但球閥失去雙向流動的優(yōu)點，在某些工程中不能被接受。也可以在殼體上裝一只安全泄放閥， 將增加麻煩，因此希望密封座具備自泄放功能。當(dāng)腔體壓力升高時，自動向進口側(cè)或出口側(cè)排放。
(一)、工作原理
QH44F球閥止回閥的啟閉件是一個球體,中間有一個與管道通徑相等的通孔,進口端和出口端各置一個用PTFE 制造的密封座,并被包容在一個金屬的閥體內(nèi),當(dāng)球體內(nèi)的通孔與管線通道重合時,閥門處于開啟狀態(tài)，是一個止 回閥，流體只能單向流動。當(dāng)出口端壓力高于進口端時，流體被自動切斷，特別對于防止管道水擊，這種閥就 可替代兩個閥門的功能，節(jié)省工程投資;當(dāng)球體內(nèi)的通孔與管線通道垂直時,閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。閥門從開啟至 關(guān)閉，或者從關(guān)閉至開啟球體回轉(zhuǎn)90度角行程。
當(dāng)球閥處于關(guān)閉位置時，進口端的介質(zhì)壓力作用在球體上，產(chǎn)生一個推動球體的力，使球體緊壓出口端的 密封座，在密封座的錐面上產(chǎn)生一個接觸應(yīng)力，形成一個接觸帶，接觸帶單位面積上的作用力稱為閥門密封的 工作比壓，當(dāng)這一比壓大于密封所必需的比壓時，閥門就獲得了有效的密封。這種不是靠外力的密封方式，由 介質(zhì)壓力密封的，稱為介質(zhì)自密封。 球閥的密封原理是作用在密封座上的力,由介質(zhì)的壓力產(chǎn)生的。這一作用為力是穩(wěn)定的,是可以控制的,設(shè) 計時確定。
1、為了保證球體在關(guān)閉位置時，球體必須緊巾密封座，而且需要過盈，產(chǎn)生一個預(yù)緊比壓，這個預(yù)緊比壓 為0.1倍工作壓力且不小于2MPa。這個預(yù)緊比壓的獲得，靠設(shè)計的幾何尺寸來保證。如果設(shè)球體和進口、出 口密封座組合后的自由高度為A；左、右閥體組合后內(nèi)腔容納球體、密封座的寬度為B，則裝配后產(chǎn)生必需的預(yù) 緊比壓所需的過盈為C，必滿足：A-B=C。這個C值必須由零件加工的幾何尺寸來保證?？梢栽O(shè)想這個過盈C是很 難確定和保證的。過盈值的大小直接決定閥門的密封性能和操作力矩。
2、應(yīng)該特別指出，早期國產(chǎn)的浮動球球閥，由于裝配時過盈值難于控制，常常用墊片調(diào)整，很多制造商甚 至在手冊中把這一墊片稱為調(diào)整墊。這樣，裝配時主、副閥體的連接平面之間存在間隙，這一間隙的存在，由 于使用中介質(zhì)壓力波動和溫度的波動，以及外部管線載荷作用，會使螺栓松弛，引起閥門外漏。
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