1、概述

　　隨著工業不斷發展,對球閥尤其高溫、高壓惡劣工況球閥的需求量越來越大,要求球閥具有耐磨、耐沖刷、耐高溫、耐腐蝕等性能更高。而傳統的全通徑球閥雖然球心、閥座經過堆焊、噴涂等技術進行表面硬化處理,但是其使用壽命、成本和性能等依然滿足不了使用要求,如工業硅、煤化工、高爐煤氣、燃氣等苛刻工況。雙偏心半球閥是吸取了不同結構的球閥、V 形閥和軌道球閥等的優點開發出的新產品。球閥采用雙偏心密封結構,磨損小,力矩小,密封性能好,使用壽命長。閥座和半球體采用特殊硬化工藝處理,特別適應苛刻工況下耐磨損,耐沖刷,耐腐蝕,耐高溫的要求。

2、結構特點

2.1、半球體

　　雙偏心半球閥(圖1)的半球體采用雙偏心設計,密封效果可靠,瞬間脫開,力矩小,使用壽命長。可應用在輸送顆粒類介質的苛刻工況中。其結構原理是半球體(圖2)中線與閥桿中線偏置尺寸a, 與閥座中線偏置尺寸b,全開時球體與閥座完全脫開,并有一定的間隙,回轉半徑分為長半徑和短半徑,在長半徑轉動軌跡的切線會與閥座密封面形成一個θ角,在閥門啟閉時,半球相對閥座面有一個漸出脫離(如圖在開度10°時,芯已經完全脫離)和漸入擠壓的作用,從而降低了啟閉時閥座與半球之間的機械磨損和擦傷,提高了使用壽命。

1.底蓋　2.護圈　3.閥座　4.半球體 5.閥體　6.填料　7.支架　8.軸    1.閥座　2.半球體

圖1　雙偏心半球閥    圖2　密封副

2.2、閥座

　　(1)閥座(圖3)采用浮動設計,降低加工難度,保證閥座中心線與半球體球面中心點重合,從而提高密封性能。閥座與閥體有間隙d,裝配時利用半球體定位可自動找正中線,保證閥座密封面與半球體球面全接觸,解決了因加工精度誤差造成的泄漏,提高了球閥的使用性能及壽命。

1.護圈　2.閥座　3.半球體　4.閥體

圖3　閥座

　　(2)閥座與閥體間的密封采用硬密封結構,適合高溫、高壓工況。閥座與閥體密封接觸面尺寸c值小,各自密封面精度要求高,在裝配時,護圈用電動沖擊扳手安裝,不僅是護圈與閥體嚙合,防止松動,而且是閥座摩擦轉動,符合機械振動嚙合原理,使閥座與閥體可靠密封。

　　(3)閥座與閥體及閥座與半球體采用兩點硬密封,因此該閥可以應用在高溫、高壓工況。

2.3、其他零部件

　　閥門整體采用模塊化設計,結構簡單,可靠性好,通用性較高。閥桿采用防噴出結構。驅動方式多樣化,閥桿、支架與執行機構的連接尺寸符合ISO5211 標準,可直接與各種規范執行機構組配。常用的驅動方式有手動、氣動、液動、氣液聯動和電動等,從而提高了雙偏心半球閥運用性能。

3、使用范圍

　　雙偏心半球閥適合各類通用行業的要求用閥,如水、污水、廢水、蒸汽、氣、紙漿等介質。如果密封副采用Cr-Mn-Si硬質合金,并有耐火、防爆和防靜電功能,則適合中高溫介質要求,如煤氣、焦爐煤氣、水煤氣和天然氣等場合。如果密封副(半球體、閥座)和閥體流道經過碳化鎢特殊工藝處理,則具有高效節能,耐磨性好,密封性能可靠,操作輕便,啟閉迅速,使用壽命長等優點,是工業硅行業管道上用閥的理想選擇。因其半球體與閥座瞬間脫離及瞬間壓緊特性,適合介質中含有顆粒的苛刻工況,可廣泛應用于冶金、選礦、電力等生產工藝中高爐煤粉噴吹、制粉系統以及除塵系統中的各種管線控制。在瞬間脫離及瞬間壓緊過程中,半球體與閥座有擠切作用能除去密封面上的結垢與粘連物,能保證密封嚴緊可靠。是輸送易沉淀結垢、結晶析出的溶液礦漿、料漿灰渣等工藝流程中兩相混流體介質用閥的理想選擇。

4、結語

　　目前,雙偏心半球閥的多種規格產品已應用在不同行業的各種項目上,效果良好,并逐步在擴大使用范圍。

參考文獻

　　〔1〕　陸培文. 實用閥門設計手冊〔M〕. 北京: 機械工業出版社,1992.
　　〔2〕　吳國熙. 調節閥使用與維修〔M〕. 北京: 化學工業出版社,1992.
　　〔3〕　王文斌. 機械設計手冊第3版〔M〕. 北京:機械工業出版社,1992.
　　〔4〕　曲敬信,汪泓宏. 表面工程手冊〔M〕. 北京:化學工業出版社,1992.