介紹了撐攏式雙向金屬密封球閥的工作原理、結構特點以及主要技術數據的選取與計算。

1、概述

　　撐攏式雙向金屬密封球閥綜合了閘閥、截止閥、旋塞閥和球閥的優點，其流體阻力小，流向不受限制，啟閉快速，結構高度不變，該產品已獲得了國家發明專利( 專利號: 200910203542.8) 。

2、結構特點

　　撐攏式雙向金屬密封球閥主要由閥體、閥蓋、支架、球體、閥桿、支撐軸、銷軸、導向滾輪、襯套、手輪、保護罩和指桿等零部件組成( 圖1) 。

　　逆時針轉動手輪，帶動閥桿螺母旋轉，使閥桿上升。此時導向滾輪與支架上的螺旋槽直行程段限制閥桿只作上升運動。閥桿下部呈楔狀錐體，與組合球體上端通過呈“井”字形結構的定位器相連，使球體先向中部偏移一角度β，密封副脫離。閥桿繼續上升，導向滾輪與支架上的螺旋槽配合，使閥桿作90°轉動。這時閥桿下部與銷軸配合，帶動球體作90°旋轉后，閥門開啟。反之，順時針轉動手輪，閥桿下降，此時導向滾輪與支架上的螺旋槽配合，使閥桿作90°轉動，閥桿下部楔狀錐體與銷軸配合，帶動球體作90°旋轉后，球體密封面對正閥座密封面。閥桿繼續下降，這時支架上的螺旋槽限制閥桿只作下降運動，閥桿的下部楔錐體與銷軸配合，產生楔力，楔體將組合體撐開，夾合體中間的支撐軸同時發揮凸輪作用，同步將組合體的球體平行地向閥門的進、出口兩端的密封座壓緊形成密封，閥門關閉。閥桿可以繼續下降，對密封面繼續施加強制密封力。

圖1 撐攏式雙向金屬密封球閥

3、工作性能

　　由于撐攏式雙向金屬密封球閥開啟時先偏移一角度β，密封面脫離后才轉動，啟閉過程中密封副無摩擦，有效地解決了密封面磨損的問題，使用壽命長，啟閉力矩小。閥座采用本體堆焊，實現金屬密封，具有楔式閘閥的雙向密封性能，不受介質流向限制，且可任意安裝的優點。閥桿下端的楔狀錐體提供了機械楔緊力，以保證持續可靠的密封，改變了不同球閥依靠介質力或彈簧預緊力實現密封的特點。支架上的螺旋槽與導向滾輪控制閥桿的升降與轉動，進而控制球體的偏移與旋轉，達到控制閥門開啟與關閉的目的。球體表面根據需要堆焊硬質合金或碳化鎢，滿足苛刻工況下的閥門密封要求。閥門采用頂裝式，在系統泄壓后，可在線檢查與維修，使維護簡單化。減少裝置停車，降低生產成本。

4、設計計算

　　4.1、閥體壁厚與球體移角

　　撐攏式雙向金屬密封球閥的閥體最小壁厚采用ASTM B16. 34 中壁厚公式計算，或按照BS 5351 規定的殼體壁厚數據選取。閥門開啟時，球體先繞支撐軸偏移的角度一般取1° ～ 2°( 圖2) 。

圖2 球體受力分析

5、結語

　　撐攏式雙向金屬密封球閥是一種高參數高性能球閥，可替代傳統閘閥、截止閥和球閥，是一種值得推廣應用的更新換代產品。