介紹了雙偏心金屬密封球閥的結構、工作原理，性能特點，論述了偏心球體的設計方法。

1、概述

　　球閥以結構緊湊，流通面積大，直通式，中間無阻礙，流阻小和啟閉迅速等優點，廣泛應用于管路系統，是目前工業上常用的閥門之一，但普通球閥的非金屬閥座材料使工作溫度受到了限制，一般不超過150℃。另外，球閥啟閉轉動扭矩大，操作沉重，密封副磨損較快，不能自動補償，容易造成泄漏，降低了使用壽命。新型雙偏心金屬密封球閥很好地解決了普通球閥存在的問題。

2、雙偏心金屬密封球閥的工作原理

　　雙偏心金屬密封球閥( 圖1) 由閥體、閥座、閥桿、支軸、雙偏心球體和連接法蘭等零部件組成。球體的幾何形狀為對稱雙偏心( 偏心距e = e ) 球面。球體與其相對應的閥座形成楔型結構。閥門開啟時球體逆時針旋轉，球體密封面與閥座脫離，互相不接觸，減少了摩擦。閥門關閉時，球體順時針旋轉，應用圓偏心楔緊原理，每個球面都與其相對應的閥座形成楔緊狀態，達到楔緊所需要的密封比壓。

　　若一個密封面是液體迎著球面的密封副工作，另一個密封副則成為順流正向的工作密封副。由于作用在球體密封面上的壓力方向不同，密封正壓力總值也不同。逆向流體作用在閥座上的力是密封預緊力與承載壓力的值方向相反。順向流體作用在閥座上時，密封預緊力與承載壓力的值方向一致。流體壓力越大，承載密封能力越大。雙向偏心金屬密封球閥的最大特點是既可逆向承載密封壓力，又能順向承載密封壓力。當逆向的密封壓力失效時，順流方向的承載力發揮作用，其承載能力可增加30%～60%，承載能力使閥體組件保證可靠的工作狀態。

圖1 雙偏心金屬密封球閥

3、偏心球體設計

　　(1) 球體自鎖

　　斜面機構的自鎖條件是斜面螺旋升角α 小于偏心體與底面、偏心軸與孔壁間的摩擦角φ1與φ2之和( 圖2) ，即

圖2 自鎖原理

　　(2) 自鎖平衡力矩

　　為使閥門在使用過程中實現自鎖，不會自行松動，需要滿足

　　令摩擦系數μ1 = 0.1，且忽略偏心圓盤軸與孔壁間的摩擦力矩，取μ2 = 0，式(2) 簡化為e≤D/20。實際應用中，考慮到系統中各部位的摩擦及閥座環口的非平面因素，取μ1 = 0.15，則e≤D/14。

4、性能

　　(1) 閥門開啟過程中，球體能夠迅速脫離閥座，實現球體與閥座在無接觸情況下回轉，開啟迅速、省力、操作扭矩小，摩擦力小，減少了密封副的磨損，使用壽命長。

　　(2) 密封副經過熱處理，表面硬度高，耐磨、耐高溫、抗沖蝕。

　　(3) 楔緊工作副能夠刮掉密封面上的沉淀物和結垢，并能排除流體中的異物。

　　(4) 閥門安裝時無方向限制，密封性能好，安全可靠，磨損后有自動補償功能。

5、結語

　　雙偏心金屬密封球閥結構簡單，啟閉無摩擦，密封性能好，真空技術網(http://shengya888.com/)認為可廣泛應用在金屬密封要求嚴格的工況中，實現零泄漏。當用于高溫、高壓的熱力管網系統和石油、天然氣、管網系統中效果顯著，是一種比較理想的高性能球閥。