球阀工作原理和结构原理

球阔问世于20世纪50年代，随着科学技术的飞速发展，生产工艺及产品结构的不断改进，在短短的40年时间里，已迅速发展成为一种主要的阀类。在西方工业发达的国家，球阀的使用正在逐年不断上升。

在我国，球阀被广泛应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。

球阀的自闭件是带有圆形通道的球体，绕垂直于通道的轴线旋转，球体随阀杆转动从而达到启闭通道的目的。球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。可根据工况需要，装配不同的驱动装置形成多种不同控制方法的球阀，如电动球阀，气动球阀，液动球阀等等。

球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。球闵只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。球阀不仅结构简单、密封性能子，而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料料耗用少、安装尺寸小,并且驱动力矩小，操作简便、易实现快速启闭，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。

球阀用带国形通孔的球体作启闭件球体随阀杆转动以实现启闭动作的阀门。球门是由旋塞阀演变而来，又称球形旋塞阀。球阔的启闭件作为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90度实现开启和关闭的目的。

球阀适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀词体可以是整体的，也可以是组合式的。球阀是本世纪50年代问世的一种新型阀门在短短的30多年里，是近十几年来发展较快的阀门品种之一。特别是在美、德、日、法、意、西、英等工业发达国家，球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能以及一阀多功能方向发展，其可靠性及其他性能指标均达到较高水平，并已部分取代闸阀、截止阀、节流阀。在航天、石油化工、长输管线、轻工食品、建筑等许多方面都得到了广泛应用。

球庥旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而关闭阀门，截断介质的流动。当球阀回转90度时，在进、出口处应全部呈现球口，从而开启流动，并且基本没有流阻力。组成结构：

1.球阀不受安装方向的限制，介质的流向可任意。流体阻力小，全通径的球阀基本没有流阻。

⒉.球阀有两个密封面，而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种塑料，密封性好，能实现完全密封。在真空系统中也已广泛使用。

3.球阀适用于经常操作，启闭迅速、轻便。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。

4.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。

5.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。

6.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。

7.由于球阀在启闭过程中有擦拭性，所以可用于带悬浮固体颗粒的介质中。

8.球阀流体阻力小，无振动，噪声小。

9、全通径结构，流体阻力小，流量大，流量不受损失。

10、启闭速度快，开启关闭只需90度旋转，最快开启时间1秒。

主要特点:

1)球阀流体阻力小，具有最低的流阻(实际上为零)。

球闷─股有缩径和不缩径通道两种结构。无论哪种结构，球阀的流阻系数都比较小。特别是所谓全流量型，即不缩径的球阀，由于其通道直径等于管道内径，局部阻力损失只有同等长度管道的摩擦阻力，即在所有阀门中，这种球阀的流阻最小。在火箭发射及其试险系统中，要求输送管道的阻力越小越好。减少管路系统的阻力有两个途径:一是降低流体流速，为此需要增大管径和阀门通径，这对于管路系统的经济性往往会产生不利的影响，特别对低温输送系统(液氢)是极为不利的;一是减小阀门的局部阻力，因此，球阀自然就成了最佳选择。

(2)球阀启闭开关迅速、方便。由于球阀在一般情况下只需手柄转动90°就完成了全开或全关动作，很容易实现快速启闭。可实现快速启闭，某些结构的启闭时间仅为0.050.1s，以保证能用于试验台的自动化系统中。快速启闭阀门时，操作无冲击。

(3)球阀密封性能子。目前，绝大多数球调的阀座都是用聚四氟乙烯等弹性材料制造，金结与非金结材料组成的密封副，通常称为软密封。一般说来，软密封的密封性容易保证，而且对密封表面的加工精度与表面粗糙度要求也不很高。

(4)球盒使用寿命长。由于聚四氟乙烯有良好的自润滑性，与球体的摩擦磨损小，而且由于球体加工工艺的改进，使粗糙度降低，从而提高了球阀的使用寿命。

(5)球闳可靠性高主要是因为:@球体与阀座一对密封副不会发生擦伤、急刷磨损等故障，在工作时不会卡住(在无润滑剂时)，故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中。②内装式阀杆结构，消除了阀杆在流体压力作用下可能因填料压盖松开而飞出的事故隐患;③采用防静电、耐火结构的球阀，适用于输送石油、天然气、煤气的管线。

(6)阀体内通道平整光滑更适于输送粘性流体.浆液，以及固体颗粒。

(7)因在工作时不会卡住(在无润滑剂时)，故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中。

(8)球形关闭件能在位置上自动定位，并能承受关闭时的高压差。

(9)在较大的压力和温度范围内，能实现完全双向密封。

(10)在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀。

(11)结构紧凑、重量轻，可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构。

(12)阀体对称，尤其是焊接阀体结构，能很好地承受来自管道的应力。

(13)全焊接阀体的球阀，可以直埋于地下，使阀门内件不受侵蚀，最高使用寿命可达30年，是石油、天然气管线的理想阀门。