一、固定球球閥密封原理

　　固定球球閥(圖1)的啟閉件是一個(gè)帶兩個(gè)支承軸的球體，中間有一個(gè)與管道通徑相等通道，兩側(cè)有兩個(gè)浮動(dòng)的閥座，球體回轉(zhuǎn)時(shí)不偏離球體上支承軸的軸線，支承軸由上下兩滑動(dòng)軸承支撐，閥座是浮動(dòng)的，在介質(zhì)力作用下，推向球體產(chǎn)生一個(gè)接觸應(yīng)力，以獲得可靠的密封。同浮動(dòng)球球閥一樣，閥門(mén)從開(kāi)啟至關(guān)閉，或者從關(guān)閉至開(kāi)啟回轉(zhuǎn)90°角行程。

圖1 固定球球閥結(jié)構(gòu)

二、固定球球閥結(jié)構(gòu)特征

　　固定球球閥閥體由主閥體，左、右兩個(gè)副閥體組成，球體是一個(gè)上端有軸頸，下端有一軸孔的球體，閥體上部有一個(gè)填料箱，與球體軸頸相接處有一個(gè)滑動(dòng)軸承，球體下端有一個(gè)軸孔，裝有滑動(dòng)軸軸承套，閥體底部有一個(gè)軸承插入球體下端的軸孔內(nèi)。這樣球體被保持在回轉(zhuǎn)中線上，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生偏移。球體兩側(cè)對(duì)稱地有兩個(gè)浮動(dòng)的閥座組件，這一閥座組件由金屬座圈，鑲嵌在座圈內(nèi)PTFE密封環(huán)，外緣上的橡膠O形圈和背面螺旋彈簧等組成。當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，介質(zhì)力作用在密封座的組件上，使閥座與球體接觸，產(chǎn)生接觸應(yīng)力，獲得有效的密封。閥桿與填料箱體由O形橡膠圈密封。

　　固定球球閥的結(jié)構(gòu)比浮動(dòng)球球閥復(fù)雜得多，其原理是介質(zhì)壓力推動(dòng)閥座組件作用在球體上產(chǎn)生接觸應(yīng)力來(lái)獲得密封，球體回轉(zhuǎn)中心軸線不發(fā)生偏移，閥座的組件是浮動(dòng)的，所以稱之為固定球-浮動(dòng)閥座結(jié)構(gòu)。由于介質(zhì)作用力是作用在一個(gè)環(huán)形面積上(圖3-14)，其介質(zhì)推力遠(yuǎn)小于浮動(dòng)球球閥介質(zhì)的作用力，所以固定球球閥結(jié)構(gòu)適用于高壓大口徑，其適用的范圍壓力級(jí)為Class150～2500，閥門(mén)通徑為NPS 2～60。對(duì)于采用PTFE、增強(qiáng)PTFE、尼龍、PEEK等高分子材料作密封環(huán)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中仍然要滿足密封比壓q大于必需的密封比壓qb，小于材料的許用比壓[q]，即qb≤q≤[q]。

　　由此可見(jiàn)，與浮動(dòng)球球閥比較，固定球球閥特征如下：

　　①球體和閥座組合后的尺寸是一個(gè)自由尺寸，并不像浮動(dòng)球球閥結(jié)構(gòu)形成一個(gè)封閉尺寸鏈。因此，其密封性能在結(jié)構(gòu)上不受溫度和壓力波動(dòng)的影響；

　　②同樣是介質(zhì)自密封的原理，但固定球球閥的介質(zhì)力是作用在閥座的環(huán)形面積上，比浮動(dòng)球球閥介質(zhì)力作用在整個(gè)通道截面顯然要小得多，而且可以通過(guò)合理的設(shè)計(jì)來(lái)予以控制，所以這種結(jié)構(gòu)適用于NPS 60以下，壓力等級(jí)適用于Class2500以下的所有球閥規(guī)格，成為球閥發(fā)展中重要的一個(gè)結(jié)構(gòu)形式；

　　③基于上述的同樣理由，球閥的操作力矩亦遠(yuǎn)比浮動(dòng)球球閥小；

　　④其結(jié)構(gòu)比浮動(dòng)球球閥復(fù)雜，重量大，價(jià)格也比同規(guī)格浮動(dòng)球球閥貴；

　　⑤可以設(shè)計(jì)成全通徑、標(biāo)準(zhǔn)通徑和縮徑，具有較大的流通能力和較低的流阻系數(shù)。