?1、概述

球閥因其流阻小、啟閉速度快、操作簡單，廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站和石油天然氣長輸管道中。球閥的密封是由球體和閥座之間預(yù)先設(shè)定的預(yù)緊力加流體壓力對閥座密封面的作用力形成的。球閥的預(yù)緊力一般是通過在閥座和閥體之間設(shè)置彈性元件來形成的，如碟形彈簧、圓柱形彈簧等。硬密封球閥在啟閉過程當(dāng)中，預(yù)緊力始終作用在密封副表層，造成球閥的啟閉力矩大于其他類型的閥門。同時，預(yù)緊力也增加了密封件的磨損，影響球閥的使用年限。為了戰(zhàn)勝上述缺點，在球體和閥座之間設(shè)計了螺旋傳動機構(gòu)。

2.硬密封球閥工作原理

球閥由閥體、閥蓋、球體、閥座和閥桿組成

閥座在閥體內(nèi)沿軸線的運動由螺旋傳動機構(gòu)完成。具體是在球體的頂部和底部分別安裝一個圓形的傳動盤，傳動盤上有螺旋槽，傳動盤隨球體轉(zhuǎn)動。閥座的上部和下部分別設(shè)有傳動銷，傳動銷與傳動盤上的螺旋槽相嚙合。當(dāng)閥門開啟和關(guān)閉時，球體旋轉(zhuǎn)并帶動傳動盤一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)閥門關(guān)閉時，傳動盤上的螺旋槽通過閥座上的傳動銷拉動閥座向球體移動，在關(guān)閉的瞬間與球體緊密接觸，實現(xiàn)密封。開啟瞬間，螺旋槽通過閥座上的傳動銷推動閥座遠(yuǎn)離球體，實現(xiàn)無摩擦運行。根據(jù)固定球閥閥桿扭矩的公式

MQC +MFT +MZC?

式中MF——球閥閥桿扭矩，N mm

mqc——固定球閥球體與閥座密封面之間的摩擦力矩，N mm

MFT——填料和閥桿之間的摩擦力矩，N毫米

mzc——軸承產(chǎn)生的摩擦力矩，N毫米

硬密封球閥的結(jié)構(gòu)和工作原理有什么特色？

由于閥座通過螺旋傳動機構(gòu)沿軸線運動，在閥門的開啟和關(guān)閉過程當(dāng)中，閥座和球體之間沒有力，因此公式(1)簡化為

MF =MFT +MZC (2)

根據(jù)公式(2)的計算，可以得出閥桿扭矩大大減小的結(jié)論。

3.螺旋傳動機構(gòu)的設(shè)計

閥座的上下各有兩個傳動銷，與傳動盤上的四個螺旋槽嚙合，螺旋槽的螺距為1毫米。螺旋槽的位置，閥門開啟時，驅(qū)動銷在閥座上的位置為起點，逆時針旋轉(zhuǎn)90°為螺旋槽的終點(圖2)。傳動盤通過鍵與閥桿連接，并隨球轉(zhuǎn)動。閥門啟閉時，球體和傳動盤旋轉(zhuǎn)，動力通過傳動盤上的螺旋槽傳遞給閥座，使閥座沿軸線往復(fù)運動。

4.結(jié)論

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本硬密封球閥具有結(jié)構(gòu)緊湊簡單、體積小、重量輕的特色，該結(jié)構(gòu)還具有雙向密封、防火、防靜電的功能。重要的是球體與閥座之間基本沒有摩擦，延長了閥門的使用年限，下降了閥門的啟閉扭矩。該結(jié)構(gòu)特別適用于大口徑電動球閥，節(jié)能效果顯著。